Peptit và protein

PEPTIT VÀ PROTEIN

A. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

A.1 - PEPTIT

I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI

1. Khái niệm

Liên kết của nhóm CO với nhóm NH giữa hai đơn vị a-amino axit được gọi là liên kết peptit. Thí dụ, đipeptit glyxylalanin : H2N- CH2-CO-NH-CH(CH3)-COOH

Khi thuỷ phân đến cùng peptit thu được hỗn hợp có từ 2 đến 50 phân tử a-amino axit.

Vậy peptit là những hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc a-amino axit liên kết với nhau bằng các liên kết peptit.

2. Phân loại

a) Oligopeptit gồm các peptit có từ 2 đến 10 gốc a-amino axit và được gọi tương ứng là đipeptit, tripeptit... đecapeptit.

b) Polipeptit gồm các peptit có từ 11 đến 50 gốc a-amino axit. Polipeptit là cơ sở tạo nên protein.

II. DANH PHÁP

Tên của các peptit được hình thành bằng cách ghép tên gốc axyl của các a-amino axit bắt đầu từ đầu N, rồi kết thúc bằng tên của axit đầu C (được giữ nguyên). Thí dụ :

glyxylalanylleuxin (Gly-Ala-Val)

III. TÍNH CHẤT

1. Phản ứng màu biure

Tripeptit trở lên tác dụng Cu(OH)2 (tạo ra khi cho dung dịch CuSO4 tác dụng với dung dịch NaOH) thu được phức chất có màu tím đặc trưng. Phản ứng này được gọi là phản ứng màu biure.

Đipeptit chỉ có một liên kết peptit nên không có phản ứng này.

2. Phản ứng thuỷ phân

Khi đun nóng dung dịch peptit với axit hoặc kiềm, sẽ thu được dung dịch không còn phản ứng màu biure là do peptit đã bị thuỷ phân thành hỗn hợp các α-amino axit, thí dụ :

H2N- CHR1- CO- NH- CHR2- CO- NH – CHR3- COOH + 2H2O \[\xrightarrow{{{H}^{+}},{{t}^{o}}}\]

H2N-CH R1 -COOH + H2N-CH R2-COOH + H2N-CH R3-COOH

A.2 - PROTEIN

Protein là những polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu.

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

Tính chất hoá học

a) Phản ứng thuỷ 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 a-amino axit.

b) Phản ứng màu : Protein có một số phản ứng đặc trưng.

Phản ứng với HNO­­3 đặc tạo kết tủa màu vàng.

Phản ứng với Cu(OH)2 (phản ứng biure) tạo màu tím đặc trưng.

B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

PHẢN ỨNG THỦY PHÂN VÀ ĐỐT CHÁY PEPTIT

PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1. Thủy phân hoàn toàn

Khi thủy phân hoàn toàn peptit tùy theo môi trường mà sản phẩm của phản ứng khác nhau. Ví dụ thủy phân peptit tạo bởi x phân tử α-amino axit no mạch hở có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH2:

- Trong môi trường trung tính: peptit + (x-1)H2O → x α-amino axit

→ Công thức cần ghi nhớ: \(\left\{ \begin{align} & {{m}_{peptit}}+{{m}_{{{H}_{2}}O}}={{m}_{amino\,axit}} \\ & {{n}_{peptit}}+{{n}_{{{H}_{2}}O}}={{n}_{amino\,axit}} \\ \end{align} \right.\)

- Trong môi trường axit HCl:

peptit + (x-1)H2O + xHCl → x muối amoni clorua của α-amino axit

→ Công thức cần ghi nhớ: \(\left\{ \begin{align} & {{n}_{peptit}}+{{n}_{{{H}_{2}}O}}={{n}_{HCl}} \\ & x={{n}_{HCl}}/{{n}_{peptit}} \\ \end{align} \right.\)

- Trong môi trường bazơ NaOH:

peptit + x NaOH → x muối natri của α-amino axit + H2O

→ Công thức cần ghi nhớ:\(\left\{ \begin{align} & {{n}_{NaOH}}={{n}_{muo\acute{a}i}} \\ & {{n}_{peptit}}={{n}_{{{H}_{2}}O}} \\ & x={{n}_{NaOH}}/{{n}_{peptit}} \\ \end{align} \right.\)

2. Phản ứng cháy

Công thức phân tử chung của peptit tạo bởi x phân tử α-amino axit no mạch hở có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH2: \[{{C}_{n\,x}}{{H}_{2nx+2-x}}{{N}_{x}}{{O}_{x+1}}\]

Phản ứng cháy: \[{{C}_{n\,x}}{{H}_{2nx+2-x}}{{N}_{x}}{{O}_{x+1}}\,\,+\frac{3nx-1,5x}{2}{{O}_{2}}\to nx\,C{{O}_{2}}+(nx+1-\frac{x}{2}){{H}_{2}}O+\frac{x}{2}{{N}_{2}}\]

→ Công thức cần ghi nhớ: \[{{n}_{C{{O}_{2}}}}-{{n}_{{{H}_{2}}O}}={{n}_{{{N}_{2}}}}-{{n}_{peptit}}\]

3. Lưu ý:

Với một số bài tập có sự kết hợp của phản ứng thủy phân và phản ứng đốt cháy peptit tạo bởi các phân tử α-amino axit no hở có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH2, thì có thể quy đổi peptit ban đầu về hỗn hợp: \(\left\{ \begin{array}{*{35}{l}} {{C}_{2}}{{H}_{3}}ON \\ C{{H}_{2}} \\ {{H}_{2}}O \\ \end{array} \right. \) . Trong đó: \(\left\{ \begin{align} & {{n}_{{{C}_{2}}{{H}_{3}}ON}}={{n}_{NaOH}} \\ & {{n}_{{{H}_{2}}O}}={{n}_{peptit}} \\ \end{align} \right. \)

Ví dụ 1: Đun nóng m gam hỗn hợp gồm a mol tetrapeptit mạch hở X và 2a mol tripeptit mạch hở Y với 600 ml dung dịch NaOH 1M (vừa đủ). Sau khi các phản ứng kết thúc, cô cạn dung dịch thu được 72,48 gam muối khan của các amino axit đều có một nhóm –COOH và một nhóm –NH2 trong phân tử. Giá trị của m là

A. 51,72. B. 54,30. C. 66,00. D. 44,48.

Hướng dẫn giải:

\[X(tetrapeptit)+4NaOH\to \text{mu }\!\!\grave{\mathrm{e}}\!\!\text{ i}+{{H}_{2}}O\]

\[~a~~~~~~~~~4a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,a(mol)\]

\[Y(tripeptit)+3NaOH\to \text{mu }\!\!\grave{\mathrm{e}}\!\!\text{ i}+{{H}_{2}}O\]

\[2a~~~~~~~~~6a\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,2a(mol)\]

Ta có: 4a + 6a = 0,6.1\(\to \) a = 0,06 mol.

Bảo toàn khối lượng: m + 40.0,6 = 72,48 + 18.3.0,06

\(\to \) m = 51,72 gam.

Đáp án A.

Ví dụ 2: Đipeptit mạch hở X và tripeptit mạch hở Y đều được tạo ra từ một amino axit no,mạch hở có 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH2. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol Y thu được sản phẩm gồm H2O, CO2 và N2 trong đó tổng khối lượng CO2 và H2O bằng 54,9 gam. Nếu đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X, sản phẩm thu được cho lội qua dung dịch nước vôi trong dư thì được m gam kết tủa. Giá trị của m là?

A. 45. B. 120. C. 30. D. 60.

Hướng dẫn giải:

\[{{C}_{3n\,}}{{H}_{6n-1}}{{N}_{3}}{{O}_{4}}\,\,+\frac{9n-4,5}{2}{{O}_{2}}\to 3n\,C{{O}_{2}}+(3n-\frac{1}{2}){{H}_{2}}O+\frac{3}{2}{{N}_{2}}\]

\[0,1~~~~~~~~~~~~~~~~~\to ~~~~~~~~~~\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,0,3n~~~\,\,\,\,\,\to ~~~0,1(3n-\frac{1}{2})\]

\[{{m}_{CO2}}+{{m}_{H2O}}\] = 0,3n.44 + 0,1.\[(3n-\frac{1}{2})\].18= 54,9 → n=3

→ X là: \[{{C}_{6\,}}{{H}_{12}}{{N}_{2}}{{O}_{3}}\,\] 

\({{C}_{6\,}}{{H}_{12}}{{N}_{2}}{{O}_{3}}\,\,\xrightarrow{+{{O}_{2}}}\,\,\,6C{{O}_{2}}\)

\(0,2\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\to \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,1,2\,\,mol\)

Do \[{{n}_{CaC{{O}_{3}}}}={{n}_{C{{O}_{2}}}}\] → \[{{m}_{CaC{{O}_{3}}}}\] = 1,2.100 = 120 gam.

Đáp án B.

III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Bài 1 (trang 55 SGK Hoá học 12):

Hợp chất nào sau đây thuộc loại đipeptit ?

A. H2N-CH2CONH-CH2CONH-CH2COOH;

B. H2N-CH2CONH-CH(CH3)-COOH;

C. H2N-CH2CH2CONH-CH2CH2COOH;

D. H2N-CH2CH2CONH-CH2COOH.

Hướng dẫn giải:

Đipeptit là peptit được tạo từ 2 gốc α- amino axit

Đáp án B

Bài 2 (trang 55 SGK Hoá học 12):

Thuốc thử nào dưới đây dùng để phân biệt các dung dịch glucozo, glixerol, etanol, và lòng trắng trứng?

A. NaOH.

B. AgNO3/NH3.

C. Cu(OH)2.

D. HNO3.

Hướng dẫn giải:

Đáp án C.

PTHH:

2C6H12O6 + Cu(OH)2 → (C6H11O6)2Cu (xanh lam) + 2H2O

Bài 3 (trang 55 SGK Hoá học 12):

Peptit là gì? Liên kết peptit là gì? Có bao nhiều liên kết peptit trong một tripeptit?

Viết công thức cấu tạo và gọi tên các tripeptit có thể hình thành từ glyxin, alanin và phenylalanin (C6H5CH2-CH(NH2)-COOH, viết tắt là Phe).

Hướng dẫn giải:

Peptit là loại hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc α-amino axit liên kết với nhau bởi các liên kết peptit.

Liên kết peptit là liên kết -CO-NH- giữa hai đơn vị α - amino axit.

Trong tripeptit có 2 liên kết peptit

(liên kết peptit là liên kết –CO – NH- giữa 2 đơn vị α - amino axit.

Các công thức cấu tạo của tripeptit:

Gly-Ala-Phe; Gly-Phe-Ala; Phe-Gly-Ala;

Phe-Ala-Gly; Ala-Gly-Phe; Ala-Phe-Gly.

Bài 4 (trang 55 SGK Hoá học 12):

Phân biệt các khái niệm:

a) Peptit và protein.

b) Protein đơn giản và protein phức tạp.

c) Protein phức tạp và axit nucleic.

Hướng dẫn giải:

a ) Protein là những polipeptit cao phân tử có phân tử khối từ vài chục nghìn đến vài triệu.

Peptit là loại hợp chất chứa từ 2 đến 50 gốc α-amino axit liên kết với nhau bởi các liên kết peptit.

b) Protein đơn giản là loại protein mà khi thủy phân chỉ cho hỗn hợp các α-amino axit, thí dụ như anbumin của lòng trắng trứng, fibroin của tơ tằm,...

Protein phức tạp là loại protein được tạo thành từ protein đơn giản cộng với thành phần "phi protein" nữa, thí dụ như nucleoprotein chứa axit nucleic, lipoprotein chứa chất béo, ...

c) Protein phức tạp là loại protein được tạo thành từ protein đơn giản cộng với thành phần "phi protein" nữa, thí dụ như nucleoprotein chứa axit nucleic, lipoprotein chứa chất béo, ...

Axit nucleic là protein của axit photphoric và pentozơ (monosaccarit có 5C, mỗi pentozơ lại liên kết với một bazơ nitơ (đó là các hợp chất dị vòng chứa nitơ được kí hiệu là A, X, G, T, U).

Bài 5 (trang 55 SGK Hoá học 12):

Xác định phân tử khối gần của một hemoglobin (huyết cầu tố ) chứa 0,4% Fe (mỗi phân tử hemoglobin chỉ chứa 1 nguyên tử sắt).

Hướng dẫn giải:

Khối lượng phân tử của hemoglobin là: \[M=\frac{56.100}{0,4}=14000(dvC)\]

Bài 6 (trang 55 SGK Hoá học 12):

Khi thủy phân 500 gam protein A thu được 170 gam alanin. Tính số mol alanin trong A. Nếu phân tử khối của A là 50000 đvC thì số mắt xích alanin trong phân tử A là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

Số mol alanin nAla = \[\frac{170}{89}\] = 1,91 (mol)

Trong 500 g protein A có 1,91 mol Ala.

→ 50000 g protein A có 191 mol Ala.

Số mắt xích Alanin : 191 . 6,023.1023 = 1146.1023.

Trên đây là gợi ý giải bài tập pepptit và protein do giáo viên ICAN trực tiếp biên soạn theo chương trình mới nhất. Chúc các bạn học tập vui vẻ.