Protein là gì? Tính chất hóa học, tính chất vật lí, nhận biết, điều chế, ứng dụng của Protein

Protein là gì?

1. Định nghĩa của Protein

- Protein là thành phần không thể thiếu được của tất cả các cơ thể sinh vật, nó là cơ sở của sự sống. Không những thế protein còn là một loại thức ăn chính của con người và nhiều loại động vật dưới dạng thịt, cá, trứng,...

- Protein là những polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu Protein có vai trò là nền tảng cấu trúc và chức năng của mọi cơ thể sống.

2. Phân loại Protein

- Protein đơn giản là những protein được tạo thành chỉ từ các gốc α – amino axit.

- Protein phức tạp là những protein được tạo thành từ protein đơn giản cộng với thành phần “phi protein”, như axit nucleic, lipit, cacbohiđrat,...

3. Tính chất vật lí của Protein

- Dạng tồn tại: Protein tồn tại ở hai dạng chính: dạng hình sợi và dạng hình cầu. Dạng protein hình sợi như keratin của tóc, móng, sừng; miozin của cơ bắp, fibroin của tơ tằm, mạng nhện. Dạng protein hình cầu như anbumin của lòng trắng trứng, hemoglobin của máu.

- Tính tan: Tính tan của các loại protein rất khác nhau. Protein hình sợi hoàn toàn không tan trong nước trong khi protein hình cầu tan trong nước tạo thành các dung dịch keo như anbumin (lòng trắng trứng), hemoglobin (máu).

- Sự động tụ: Khi đun nóng hoặc cho axit, bazơ hay một số muối vào dung dịch protein, protein sẽ đông tụ lại, tách ra khỏi dung dịch. Ta gọi đó là sự đông tụ của protein.

4. Cấu trúc của phân tử Protein

- Phân tử protein được cấu tạo từ một hay nhiều chuỗi polipeptit kết hợp với nhau hoặc với các thành phần phi protein khác.

- Các phân tử protein khác nhau về bản chất các mắt xích α – amino axit, số lượng và trật tự sắp xếp của chúng, nên trong các sinh vật từ khoảng trên 20 α – amino axit thiên nhiên đã tạo ra một lượng rất lớn các protein khác nhau.

- Đặc tính sinh lí của protein phụ thuộc vào cấu trúc của chúng. Có bốn bậc cấu trúc của phân tử protein: cấu trúc bậc I, bậc II, bậc III và bậc IV.

- Cấu trúc bậc I là trình tự sắp xếp các đơn vị α – amino axit trong mạch protein. Cấu trúc này được giữ vững chủ yếu nhờ liên kết peptit.

5. Tính chất hoá học của Protein

5.1. Phản ứng thủy phân

Khi đun nóng protein với dung dịch axit, dung dịch bazơ hay nhờ xúc tác của enzim, các liên kết peptit trong phân tử protein bị phân cắt dần, tạo thành các chuỗi polipeptit và cuối cùng thành hỗn hợp các α – amino axit.

5.2. Phản ứng màu

Phản ứng với HNO₃ đặc

- Thí nghiệm 1: Nhỏ vài giọt axit nitric đặc vào ống nghiệm đựng dung dịch lòng trắng trứng (anbumin)

- Hiện tượng: Có kết tủa màu vàng.

- Giải thích: Nhóm của một số gốc amino axit trong protein đã phản ứng với HNO₃ cho hợp chất mang nhóm NO₃ có màu vàng, đồng thời protein bị đông tụ bởi HNO₃ thành kết tủa.

Phản ứng với Cu(OH)₂ (phản ứng biure)

- Thí nghiệm 2: Cho vào ống nghiệm 4ml dung dịch lòng trắng trứng, 1ml dung dịch NaOH 30% và một giọt dung dịch CuSO₄ 2% sau đó lắc nhẹ.

- Hiện tượng: Xuất hiện màu tím đặc trưng.

- Giải thích: Cu(OH)₂ (tạo ra từ phản ứng CuSO₄ + NaOH) đã phản ứng với hai nhóm peptit (CO – NH) cho sản phẩm có màu tím.

6. Ứng dụng của Protein

Ứng dụng chính của protein là làm thức ăn, ngoài ra protein còn có ứng dụng khác trong công nghiệp dệt (len, tơ tằm), da, mĩ nghệ (sừng, ngà) v.v....