Giải Hoạt động trang 47 SGK Hoá học 12
Đề bài
Insulin có cấu tạo được mô tả trong Hình 10.1. Hãy nhận xét về thành phần cấu tạo và phân tử khối của insulin.
Mô tả hình bằng lời
Hình 10.1. Cấu tạo của insulin. Insulin gồm hai chuỗi polypeptide:
- Mạch A (21 đơn vị amino acid): trình tự từ đầu N đến đầu C là Gly–Ile–Val–Glu–Gln–Cys–Cys–Thr–Ser–Ile–Cys–Ser–Leu–Tyr–Gln–Leu–Glu–Asn–Tyr–Cys–Asn.
- Mạch B (30 đơn vị amino acid): trình tự từ đầu N đến đầu C là Phe–Val–Asn–Gln–His–Leu–Cys–Gly–Ser–His–Leu–Val–Glu–Ala–Leu–Tyr–Leu–Val–Cys–Gly–Glu–Arg–Gly–Phe–Phe–Tyr–Thr–Pro–Lys–Thr.
Hai mạch A và B được nối với nhau bằng hai cầu nối disulfide (liên kết –S–S–) giữa các gốc Cys; ngoài ra trong mạch A còn có một cầu disulfide nội mạch nối hai gốc Cys.
Lời giải
## Nhận xét về thành phần cấu tạo và phân tử khối của insulin
### 1. Thành phần cấu tạo
Insulin là một protein (polypeptide) được tạo nên từ các gốc $\alpha$-amino acid liên kết với nhau bằng liên kết peptide $(-\text{CO}-\text{NH}-)$.
Phân tử insulin gồm hai chuỗi polypeptide:
- Mạch A: 21 gốc amino acid (từ Gly đến Asn).
- Mạch B: 30 gốc amino acid (từ Phe đến Thr).
- Tổng số gốc amino acid: $21 + 30 = 51$ gốc.
- Tổng số liên kết peptide: $(21 - 1) + (30 - 1) = 20 + 29 = 49$ liên kết peptide.
Các cầu nối disulfide $(-\text{S}-\text{S}-)$:
- Hai mạch A và B được nối với nhau bằng 2 cầu disulfide liên mạch (giữa các gốc Cys của hai mạch).
- Trong mạch A còn có 1 cầu disulfide nội mạch nối hai gốc Cys.
- Tổng cộng có 3 cầu disulfide, giúp duy trì cấu trúc không gian bền vững của phân tử.
Về thành phần nguyên tố: ngoài các nguyên tố thường gặp trong amino acid là C, H, O, N, phân tử insulin còn chứa S (lưu huỳnh) do có các gốc Cys tạo cầu disulfide.
### 2. Phân tử khối
Insulin được tạo từ 51 gốc amino acid nên có phân tử khối rất lớn so với các hợp chất hữu cơ thông thường (cỡ hàng nghìn amu).
Có thể ước lượng nhanh: lấy phân tử khối trung bình mỗi gốc amino acid $\bar{M}_{aa} \approx 128$ amu, mỗi liên kết peptide tách ra 1 phân tử $\text{H}_2\text{O}$ ($M = 18$ amu), mỗi cầu $-\text{S}-\text{S}-$ mất đi 2 nguyên tử H:
$$M_{insulin} \approx 51 \times 128 - 49 \times 18 - 3 \times 2 = 6528 - 882 - 6 \approx 5640 \text{ amu}$$
Theo công thức phân tử thực của insulin $\text{C}_{257}\text{H}_{383}\text{N}_{65}\text{O}_{77}\text{S}_6$, giá trị chính xác là:
$$M_{insulin} \approx 5\,800 \text{ amu} \; (\approx 5808 \text{ Da})$$
Nhận xét: Phân tử khối của insulin khoảng 5 800 amu, rất lớn so với các phân tử hữu cơ thông thường (glucose: 180; alanine: 89), nhưng insulin vẫn thuộc loại protein có kích thước tương đối nhỏ trong cơ thể người.
→ Kết luận: Insulin là protein gồm 51 gốc amino acid tạo thành hai chuỗi polypeptide A và B, liên kết qua 49 liên kết peptide và 3 cầu disulfide $(-\text{S}-\text{S}-)$, chứa các nguyên tố C, H, O, N, S và có phân tử khối rất lớn (khoảng 5 800 amu).
Đáp số
Lời giải do Thư viện nhà trường biên soạn, giải và kiểm chéo độc lập theo SGK 2026-2027.