เสนอ อ.ส�พิ�น ดิ�ษฐสกุ�ล

โปรตี�น คื�อ สารชี�วโมเลกุ�ลประเภทสารอ�นทร�ย์�ท��ประกุอบด้�วย์ธาตุ�C, H, O, N เป�นองคื�ประกุอบส าคื!ญ นอกุจากุน!$นย์!งม�ธาตุ�อ��น ๆ เชี&น S, P, Fe, Zn ท!$งน�$ขึ้($นอย์)&กุ!บชีน�ด้ขึ้องโปรตุ�น โปรตุ�น เป�นสารพวกุพอล�เมอร� ประกุอบด้�วย์กุรด้อะม�โนจ านวนมากุมาย์

สมบั�ตี�ของโปรตี�น 1. กุารละลายน��า ไม&ละลาย์น $า บางชีน�ด้ละลาย์น $าได้�เล,กุน�อย์ 2. ขนาดิโมเลกุ�ล และมวลโมเลกุ�ล ขึ้นาด้ใหญ&ม�มวลโมเลกุ�ล

มากุ 3. สถานะ ขึ้องแขึ้,ง 4. กุารเผาไหม! เผาไหม�ม�กุล��นไหม� 5. ไฮโดิรล�ซิ�ส 6. กุารทำ�าลายธรรมชาตี� โปรตุ�นบางชีน�ด้เม��อได้�ร!บคืวามร�อน

หร�อเปล��ย์นคื&า pH หร�อ เตุ�มตุ!วท าลาย์อ�นทร�ย์�บางชีน�ด้ จะท าให�เปล��ย์นโคืรงสร�างจ!บเป�นกุ�อนตุกุตุะกุอน

7. กุารทำดิสอบัโปรตี�น สารละลาย์ไบย์)เรตุ เป�นสารละลาย์ผสม ระหว&าง CuSO4 กุ!บ NaOH เป�นส�ฟ้2า

ชน�ดิของโปรตี�นแบ&งเป�น 2 แบบใหญ&โด้ย์ใชี�โคืรงร)ปคื�อ1.โปรตี�นเส!นใย ประกุอบด้�วย์โซ่&พอล�เพปไทด้�เป�นส!นย์าว

ขึ้นานกุ!บแกุนในล!กุษณะเป�นเส�นใย์หร�อแผ&น ม�คืวามแขึ้,ง ,เหน�ย์ว และอาจย์�ด้หย์�&นได้�บ�าง ไม&ลาย์น $า

2.โปรตี�นกุลอบั(ลาร) ประกุอบด้�วย์โซ่&พอล�เพปไทด้�มาขึ้ด้แน&นในล!กุษณะกุลม

หน!าทำ�*ของโปรตี�น

• 1 โ1. ท าหน�าท��เร&งปฏิ�กุ�ร�ย์าทางชี�วเคืม�ท��เกุ�คืขึ้($นภาย์ในเซ่ลล�ขึ้องส��ง ม�ชี�ว�ตุ โมเลกุ�ลท��ท าหน�าท��น�$คื�อ เอนไซ่ม�

2. ท าหน�าท��ในกุารขึ้นส&งตุ&างๆ ให�กุ!บเซ่ลล� ด้!งเชี&น ฮี�โมโกุ ลบ�น และไมโอโกุลบ�น ซ่(�งเป�นโปรตุ�นท��ใชี�ในกุารร!บส&ง

ออกุซ่�เจนจากุปอด้ไปเล�$ย์งเซ่ลล�ตุ&าง ๆ ท!�วร&างกุาย์

3. ท าหน�าท��เป�นส&วนท��กุ&อให�เกุ�ด้กุารเคืล��อนไหวขึ้องอว!ย์วะ ตุ&างๆ เชี&น แอกุตุ�น ไมโอซ่�น ซ่(�งเป�นโปรตุ�นขึ้องกุล�าม

เน�$อท��สามารถหด้ตุ!วได้� กุารหด้และย์�ด้ตุ!วขึ้องโปรตุ�นน�$ท าให�เกุ�ด้กุารเคืล��อนไหวได้�

4. ท าหน�าท��เป�นโคืรงสร�างขึ้องร&างกุาย์ เชี&น โปรตุ�นใน ผ�วหน!ง เป�นตุ�น

5. ท าหน�าท��เป�นภ)ม�คื�มกุ!นขึ้องส!ตุว�ชี! $นส)ง

6. ท าหน�าท��ร !บส&งส!ญญาณและถ&าย์ทอด้กุระแสประสาทโปรตุ�นย์!งม�หน�าท��อ�กุเป�น จ านวนมากุ กุารท างานขึ้องสารชี�วโมเลกุ�ลแตุ&ละชีน�ด้จะพบว&าชี�วโมเลกุ�ลชีน�ด้ ตุ&างๆท างาน

คืรบถ�วนตุามหน�าท��อย์&างจ าเพาะท��ม�อย์)& เน��องมาจากุล!กุษณะ โคืรงสร�างและโคืรงร)ปขึ้องชี�วโมเลกุ�ล

ถ(กุแบั,งออกุเป-น• Primary structure• Secondary structure• Tertiary structure• Quaternary structure ส�าหร�บัโปรตี�นทำ�*

ประกุอบัดิ!วย polypeptide มากุกุว,า 1 สาย

โครงสร!างของโปรตี�น

The primary structure

Primary structure ค0อ ล�าดิ�บัของ amino acid ทำ�*ประกุอบัข1�นเป-นโปรตี�นถ(กุกุ�าหนดิโดิยข!อม(ลทำางพิ�นธ�กุรรม (DNA)

กุารเปล�*ยนแปลงล�าดิ�บั amino acid ในโปรตี�น อาจม�ผลให!ร(ปร,างของโปรตี�นเปล�*ยนไป และอาจม� ผลตี,อกุารทำ�างานของโปรตี�นชน�ดิน��นๆ

ตี�วอย,างเช,น โรค sickle-cell anemia

The secondary structure

Secondary structure เป-นโครงสร!างทำ�*เกุ�ดิข1�นจากุ H-bond ระหว,างหม(, carboxylและหม(, amino

ทำ�*พิบับั,อยในธรรมชาตี�ไดิ!แกุ, Helix และ Pleated sheet

ตี�วอย,างเช,น เส!นใยแมงม�ม ม�โครงสร!างแบับั Pleated sheet ทำ�าให!เส!นใยแมงม�มม�ความแข4งแรงมากุ

Tertiary structure

Tertiary structure เป-นร(ปร,างของ polypeptide สายหน1*ง ตีลอดิสาย ซิ1*งกุารม!วนพิบัไปมาข1�นอย(,กุ�บัแรงย1ดิเหน�*ยว

ระหว,าง R group ดิ!วยกุ�นเอง หร0อ R group กุ�บัโครงสร!างหล�กุแรงย1ดิเหน�*ยว

H-bond

ionic bond

Hydrophobic interaction

Van der Waals interaction

นอกุจากุน��บัางตีอนย1ดิตี�ดิกุ�นดิ!วย covalent bond ทำ�* แข4งแรง เร�ยกุว,า disulfide bridges ระหว,างหม(, sulhydryl

(-SH) ของกุรดิอะม�โน cysteine ทำ�*อย(,ใกุล!กุ�น

The Quaternary structure

เป-นโครงสร!างของโปรตี�นทำ�*ประกุอบัดิ!วย polypeptide มากุกุว,า 1 สายเทำ,าน��น เกุ�ดิจากุ tertiary structure ของ polypeptide แตี,ละสายมารวมกุ�น

Polypeptide chain

ตี�วอย,างเช,น :

Collagen เป-น fibrous protein ประกุอบัดิ!วย polypeptide 3 สายพิ�นกุ�น

อย(, ซิ1*งทำ�าให!โปรตี�นชน�ดิน��ม�ความแข4งแรงและพิบัใน connective tissue

Hemoglobin ประกุอบัดิ!วย polypeptide 4 สายรวมกุ�นกุลายเป-นโปรตี�นทำ�*ม�ร(ปร,างเป-นกุ!อน

กุารแปลงสภาพิโปรตี�นถาน าโปรตุ�นมาท าปฏิ�กุ�ร�ย์ากุ!บสารเคืม�หร�อใหคืวามรอน

จะท าใหโคืรงสรางขึ้องโปรตุ�นเปล��ย์นไปเร�ย์กุวากุารแปลง สภาพิโปรตี�น เร�ยกุว,า กุารแปลงสภาพิโปรตี�น

[Denaturation and renaturation of a protein]

ร(ปร,างของโปรตี�นบัางชน�ดิสามารถ เปล�*ยนแปลงไดิ! ถ!าสภาพิแวดิล!อมของโปรตี�น

เปล�*ยนไป เช,น pH อ�ณหภ(ม� ตี�วทำ�าลาย เป-นตี!นเน0*องจากุแรงย1ดิเหน�*ยวตี,างๆระหว,าง amino acid ในสาย polypeptide ถ(กุทำ�าลาย กุารเปล�*ยนแปลงน��เร�ยกุว,า Denaturation

โปรตี�นบัางชน�ดิเม0*อเกุ�ดิ denaturation แล!ว ย�ง สามารถกุล�บัค0นส(,สภาพิเดิ�มไดิ! เร�ยกุว,า

Renaturation

animation Protein

http://www.abdn.ac.uk/diss/ltu/pmarston/flash/samples/protein.swf

http://gslc.genetics.utah.edu/units/basics/tour/protein.swf

เป-นแหล,งเกุ4บัข!อม(ลทำางพิ�นธ�กุรรมและถ,ายทำอดิล�กุษณะของส�*งม�ช�ว�ตี

Nucleic acid ม� 2 ชน�ดิ ไดิ!แกุ,Ribonucleic acid (RNA)

Deoxyribonucleic acid (DNA)

กุรด้น�วคืล�อ�กุ (Nucleic acid)

หน!าทำ�*ของ DNA , RNA

DNA ท าหน�าท��หล!กุในกุารเกุ,บร!กุษาและถ&าย์ทอด้ขึ้�อม)ลทางพ!นธ�กุรรมขึ้องส��งม�ชี�ว�ตุ

แตุ&ละชีน�ด้ ส&วน

RNA ท าหน�าท��หล!กุในกุารถ&าย์ทอด้ขึ้�อคืวามทาง

พ!นธ�กุรรมจากุ DNA ไปเป�นโปรตุ�น

DNA

RNA

protein

โครงสร!างของกุรดิน�วคล�อ�กุ

สายของ nucleic acid ประกุอบัดิ!วย polymer ของ nucleotides

แตี,ละ nucleotide ประกุอบัดิ!วย 3 ส,วนไดิ!แกุ,

Nitrogen base

Pentose sugar

Phosphate group

Nitrogen baseเบสท��ม�ไนโตุรเจน

หมาย์ถ(ง เบสท��ม�โคืรงสร�างแบบวงท��ม�ไนโตุรเจนเป�นองคื�ประกุอบอย์)&ด้�วย์ซ่(�งแบ&งออกุเป�น 2 กุล�&ม คื�อ  

Pyrimidines

Purines

พิ�วร�น ม� 2 ชน�ดิค0อ อะดิ�น�น และ กุวาน�น พิบัทำ��งในDNA และ RNA

พิ�ร�ม�ดิ�น ม� 3 ชน�ดิ ค0อ ย(ราซิ�ล ไทำม�น และไซิโทำซิ�น ทำ��งDNA และ RNA

จะม�ไซิโทำซิ�นจะม�กุารใช! พิ�ร�ม�ดิ�นตี,างกุ�น ค0อ DNA จะใช!ไทำม�น ขณะทำ�* RNA ใช! ย(ราซิ�ลนอกุจากุเบัสทำ��ง 5

ชน�ดิข!างตี!นแล!ว อาจพิบั อน�พิ�นธ�) ของพิ�วร�น และ พิ�ร�ม�ดิ�น ทำ�*ไม,พิบับั,อยน�กุใน DNA และ RNA ไดิ!แกุ,

5- เมทำ�ลไซิโทำรซิ�น 5- ไฮดิรอกุซิ�เมทำ�ลไซิโทำซิ�น

Pentose sugar

น��าตีาลเพินโทำส เป�นน $าตุาลท��ม�คืาร�บอน 5 อะตุอม โคืรงสร�างเป�นวง น $า

ตุาลเพนโทสใน DNA คื�อ 2-ด้�ออกุซ่�-D- ไรโบส ส&วน น $าตุาลใน RNA คื�อ D - ไรโบส น $าตุาลท!$งสองชีน�ด้ม�

โคืรงสร�างตุ&างกุ!นท��คืาร�บอนตุ าแหน&งท�� 2' กุารจ าแนกุน�ว คืล�โอไทด้� จ(งใชี�น $าตุาลเพนโทสเป�นหล!กุส าคื!ญ

Phosphate group

ตีรงตี�าแหน,งอะตีอมคาร)บัอนทำ�* 5 (5’) ของน��าตีาล pentose ม�หม(, phosphate group มาตี,อรวมเร�ยกุ pentose + nitrogen base + phosphate group ว,า nucleotide

น�วคล�โอไทำดิ)เป-นโครงสร!าง พิ0�นฐานของทำ��ง DNA และ

RNA อ�กุทำ��งย�งเป-นองค)ประกุอบัส�าค�ญของโมเลกุ�ลทำ�*ทำ�าหน!าทำ�*เป-นตี�วกุลางในกุารแลกุเปล�*ยนพิล�งงานเป-น

โครงสร!างป8จจ�ยร,วม ทำ�*ส�าค�ญตี,อกุระบัวนกุารทำางช�วเคม�

หลายชน�ดิ

The components of nucleic acids

โครงสร!างของ DNA และ RNA

RNA ประกุอบัดิ!วยสาย polynucleotide เพิ�ยงสายเดิ�ยวม� น�วคล�โอไทำดิ)เบัส4 ชน�ดิ ( ไดิ!แกุ, อะดิ�

น�น กุวาน�น ไซิโทำซิ�นและย(ราซิ�ล)

น��าตีาลไรโบัส และหม(,ฟอสเฟตี

DNA ประกุอบัดิ!วยสายpolynucleotide 2 สายเร�ยงตี,อ

ขนานกุ�น และม� โครงสร!างเป-นเกุล�ยว

เร�ยกุว,า double helix

The DNA double helix and its replication

เม0*อเซิลล)จะม�กุารแบั,งตี�ว DNA จะ

จ�าลองตี�วเอง และถ,ายทำอดิตี,อไปให!

เซิลล)ใหม, กุารสร!าง DNA โมเลกุ�ลใหม,เร�ยกุว,า DNA replication

เอนไซ่ม�

• เอนไซิม) ค0อ ตี�วเร,ง ปฏิ�กุ�ร�ยาทำางช�วภาพิ เป-น

สารประกุอบัพิวกุโปรตี�นสามารถลดิพิล�งงานกุ,

อกุ�มม�นตี)ของปฏิ�กุ�ร�ยา เอนไซิม) จะเร,งเฉพิาะชน�ดิ

ของปฏิ�กุ�ร�ยา และชน�ดิ ของสารทำ�*เข!าทำ�าปฏิ�กุ�ร�ยา

หน!าทำ�*ของเอนไซิม) ในทางชี�วเคืม�จะเร�ย์กุสารท��เขึ้�าท าปฏิ�กุ�ร�ย์าเคืม�ว&า ส!บส

เตุรตุ ด้!งน!$นสมกุารโด้ย์ท!�วไปท��ม�เอนไซ่ม�เป�นตุ!วเร&งปฏิ�กุ�ร�ย์าจ(งเขึ้�ย์นได้�ในแบบท!�วไปด้!$งน�$

E เป�นตุ!วเร&งปฏิ�กุ�ร�ย์า (เอนไซ่ม�) S เป�นสารตุ!$งตุ�นเร�ย์กุว&า ส!บสเตุรตุ และ P เป�นสารผล�ตุภ!ณฑ์�

E + S ---------------> ES ---------------> E + P สารเชี�งซ่�อน

ล�กุษณะกุารทำ�างานของเอนไซิม)

เอนไซิม)ทำ�ากุารเร,งปฏิ�กุ�ร�ยาโดิยกุารช,วยลดิระดิ�บัความแตีกุตี,างของพิล�งงานทำ�*ทำ�าให!ส�บัสเตีรตีเข!าส(,ภาวะทำ�*เร�ยกุว,า สภาวะทำรานซิ�ช�*น

http://tutor.lscf.ucsb.edu/instdev/sears/biochemistry/tw-enz/enzyme-transition-flash.htm

ป8จจ�ยทำ�*ม�ผลตี,อกุารทำ�างานของเอนไซิม)

 

1.โครงร(ปของเอนไซิม) เอนไซ่ม�ม�โคืรงร)ปโด้ย์เฉพาะท��ส าคื!ญคื�อสภาพคืวามเป�นกุรด้- เบส และอ�ณหภ)ม�ขึ้องสารละลาย์

เอนไซ่ม�1.1 สภาพิความเป-นกุรดิ-เบัส ขึ้องสารละลาย์เอนไซ่ม� เอนไซ่ม�ส&วนใหญ&จะม�คืวามสามารถในกุารท างานส)งส�ด้และม�เสถ�ย์รภาพมากุท��ส�ด้เม��อเอนไซ่ม�อย์)&ในสารละลาย์ท��ม�คืวามเป�นกุรด้- เบส เท&ากุ!บจ�ด้ไอโซ่อ�

เล,กุตุร�กุ ขึ้องเอนไซ่ม�เอง

1.2 อ�ณหภ(ม�ของสารละลาย จะชี&วย์เร&งอ!ตุราเร,วขึ้องปฏิ�กุ�ร�ย์า ชี�วเคืม�ท��ใชี�เอนไซ่ม� จ(�งม�กุารเคืล��อนท��เร,วโอกุาสท�� ส!บสเตุรตุจะเขึ้�าส)&

บร�เวณเร&งปฏิ�กุ�ร�ย์า ขึ้องเอนไซ่ม� จ(งส)งขึ้($นมากุเชี&นกุ!น

2 ความจ�าเพิาะเจาะจงระหว,างเอนไซิม)และส�บัสเตีรตี ปฏิ�กุ�ร�ยาช�วเคม�น��นเอนไซิม)และ

ส�บัสเตีรตี ตี!องม�กุารจ�บัตี�วกุ�นส�บัสเตีรตีจะม�ล�กุษณะเหม0อน

ร,องซิ1*งเดิ�มเช0*อกุ�นว,า ม�ล�กุษณะคล!ายแม,กุ�ญแจ- ล(กุกุ�ญแจ แตี,

ในป8จจ�บั�นไดิ!ม�ทำฤษฏิ�เหน�*ยวน�าซิ1*งเช0*อว,าร,องเอนไซิม)ทำ�*ทำ�า

ปฏิ�กุ�ร�ยา ม�ล�กุษณะปร�บัโครงร(ปไดิ!ตีามโครงร(ปของส�บัสเตีรตีทำ�*ม�ความจ�าเพิาะเจาะจงกุ�บัเอนไซิม)

3 ความเข!มข!นของเอนไซิม)และส�บัสเตีรตี

3.1 ความเข!มข!นของเอนไซิม) จะม�ผลตี,ออ�ตีราเร4วของกุารเกุ�ดิ ปฏิ�กุ�ร�ยา ค0อ เม0*อความเข!มข!นของเอนไซิม)มากุอ�ตีราความเร4ว

ส(งส�ดิของปฏิ�กุ�ร�ยากุ4จะส(งเป-นส�ดิส,วนกุ�นดิ!วย ถ!าความเข!มข!นของ เอนไซิม)ม�น!อย เอนไซิม)จะม�กุารเส�ยสภาพิธรรมชาตี� ทำ�าให!ความ

สามารถในกุารทำ�างานของเอนไซิม)ส(ญเส�ยไป

3.2 ความเข!มข!นของส�บัสเตีรตี เม0*อม�ความเข!มข!นของส�บัสเตีรตีน! อย โอกุาสทำ�*จะไปจ�บัรวมกุ�บับัร�เวณเร,งบันโมเลกุ�ล ของเอนไซิม)ย,อม

น!อยไปดิ!วย

4 ป<จจ!ย์ร&วมและสารย์!บย์!$งปฏิ�กุ�ร�ย์าขึ้องเอนไซ่ม� หากุป<จจ!ย์น!$นเป�นสารท��ส าคื!ญตุ&อกุารเร&งปฏิ�กุ�ร�ย์าจะเร�ย์กุ

ว&า ป<จจ!ย์ร&วม สารท��ม�ผลตุ&อคืวามเร,วขึ้องปฏิ�กุ�ร�ย์า ในทาง ท าให�คืวามเร,วปฏิ�กุ�ร�ย์าชี�าลงหร�อไม&เกุ�ด้ขึ้($นเลย์เร�ย์กุว&า

สารย์!บย์!$งปฏิ�กุ�ร�ย์า4.1 ป8จจ�ยร,วม เอนไซิม)บัางชน�ดิม�องค)ประกุอบัหล�กุ เป-น

โปรตี�นเพิ�ยงอย,างเดิ�ยว ดิ�งน��นความสามารถในกุารเร,งปฏิ�กุ�ร�ยาเคม�จ1งข1�นอย(,กุ�บัโครงสร!างของโปรตี�นในเอนไซิม)

โดิยตีรงแตี,เอนไซิม)บัางชน�ดิ ตี!องม�โมเลกุ�ลชน�ดิอ0*นทำ�*ไม,ใช, โปรตี�นมาช,วยในกุารทำ�างานดิ!วยปฏิ�กุ�ร�ยาจ1งจะเกุ�ดิข1�นไดิ! สาร

เหล,าน��เร�ยกุว,าป8จจ�ยร,วมโฮโลเอนไซิม) เป-นเอนไซิม)ชน�ดิทำ�*ทำ�างานไดิ!ดิ�เม0*อม�ป8จจ�ยร,วมจ�บัอย(,กุ�บัโมเลกุ�ลของเอนไซิม)

4.2 สารย�บัย��งปฏิ�กุ�ร�ยา สารทำ�*ม�ผลกุระทำบัในล�กุษณะทำ�*ทำ�าให! อ�ตีราความเร4วของเอนไซิม) จะเร�ยกุว,าสารย�บัย��งปฏิ�กุ�ร�ยา สาร

ย�บัย��งแบั,งออกุเป-น 2 ประเภทำ ค0อ สารย�บัย��งถาวร และสาร ย�บัย��งช�*วคราว

กุารท างานขึ้องเอนไซ่ม�เพ��อให�เกุ�ด้ผลผล�ตุท��ใชี�ในกุารด้ ารง ชี�ว�ตุ ด้!งน!$นจ(งตุ�องม�ระบบคืวบคื�มเพ��อให�กุระบวนกุาร

ตุ&างๆเป�นไปอย์&างม�ประส�ทธ�ภาพส)ง ระบบกุารคืวบคื�มกุาร ท างานขึ้องเอนไซ่ม�ม� 2 ระบบคื�อ กุารย์!บย์!$งด้�วย์ผลผล�ตุ

ขึ้!$นส�ด้ท�าย์ และกุารเร&งเอนไซ่ม�แบบป2อนไปขึ้�างหน�าใน กุรณ�ขึ้องกุารย์!บย์!$งด้�วย์ผลผล�ตุขึ้!$นส�ด้ท�าย์น!$น

คืวามเขึ้�มขึ้�นขึ้องผลผล�ตุจะส&งผลย์�อนกุล!บไปบ!งคื!บกุาร ท างานขึ้องเอนไซ่ม�ตุ�นทาง เร�ย์กุว&ากุารย์!บย์!$งเอนไซ่ม�

แบบย์�อนกุล!บ

กุารควบัค�มกุารทำ�างานของเอนไซิม)

Executive Vice President & Sound and Light Director

Executive President & Executive Producer

วรพิจน) ศร�สน�*น

กุรว�ทำย) เส0อสะอาดิ

ม�*งฤกุษ) เศรษฐสมภพิ

ศศ�น เชาว)ช�านาญ

Executirve Director & Managing Director

General Manager

Chairman of the Board

อ.ส�พิ�น ดิ�ษฐสกุ�ล

Special Thanks

http://www.sanook.to/chemistry/non5.html

http://web.ku.ac.th/schoolnet/snet5/index.html

http:// www.sc.chula.ac.th/courseware/bio-u2/ppt/b02.ppt

http://202.29.77.139/techno/picture.shtml

http://www.musiccurve.com/

http:// classroom.psu.ac.th/users/spravit/510-421/lecture/3.ppt

http:// www.sc.chula.ac.th/courseware/bio-u2/ppt/b03.ppt