1. สารชีวโมเลกุล
(Biomolecule)
KruAoijai Wichaisiri PCCCR

2. ชีว เคมี
(BIOCHEMISTRY)
ชีว เคมี คือการศึกษาสิ่งมีชีวิตในทางเคมี
โดยในร่างกายของสิงมีชวิตมีสารเคมีที่รวม
่ ี
เรียกว่าชีวโมเลกุล (biomolecules) ซึ่ง
สามารถแบ่งออกเป็น 4 ประเภทหลัก คือ
(1) peptides and proteins
(2) nucleic acids
(3) carbohydrates
(4) lipids

3. บทบาทของชีว โมเลกุล
ชีว โมเลกุล มีบ ทบาทที่ส ำา คัญ ในร่า งกาย
ดัง ต่อ ไปนี้
เป็น ส่ว นประกอบโครงสร้า ง เช่น ผม เล็บ
ผิวหนัง กล้ามเนื้อ กระดูก เนื้อเยื่อ ผนังเซลล์
เร่ง ปฏิก ิร ิย า ได้แก่ เอ็นไซม์
ควบคุม ได้แก่ ฮอร์โมน
ให้พ ลัง งาน
ขนส่ง สารเคมี เช่น ขนส่งออกซิเจน กรด
แอมิโน ไอออน นำ้าตาล สารสือประสาท
่
ป้อ งกัน เช่น แอนติบอดี้

4. ความสำา คัญ ของวิช า หน่ว ยเรีย นที่ 1
ชีว เคมี บทนำา
1. ด้า นการแพทย์
 สรีร วิท ยา, ระบบต่า งๆ
 เทคนิค การเพิม จำา นวน DNA ในหลอด
่
ทดลอง (PCR)
 หลัก ฐานทางนิต ิเ วช
 ตรวจเลือ ด และปัส สาวะ ใช้ใ นการวิน ิจ ฉัย
โรค
2. ด้า นการเกษตร
 การสัง เคราะห์แ สง การตรึง ไนโตรเจน
วิเ คราะห์อ งค์ป ระกอบ และคุณ ค่า อาหารสัต ว์
3. ด้า นอุต สาหกรรม
เทคนิค พัน ธุว ิศ วกรรม เช่น การผลิต ฮอร์โ มน
อิน ซูล ิน

5. PRINCESS CHULABHORN’S
COLLEGE CHAIGRAI
Regional science school
5
PROTEIN
Aoijai Wichaisiri

6. Protein
เป็น polypeptide ของ amino acid ที่
ต่อ กัน เป็น ลำา ดับ เฉพาะตัว สำา หรับ
โปรตีน แต่ล ะชนิด
โปรตีน สามารถทำา งานได้ ต้อ งมีร ูป
ร่า ง (conformation) ที่เ ป็น ลัก ษณะ
เฉพาะตัว
มนุษ ย์ม ีโ ปรตีน มากกว่า 10,000 ชนิด
แต่ล ะชนิด มีโ ครงสร้า งและหน้า ที่แ ตก

7. ประเภทของโปรตีน
โปรตีน ก้อ นกลม โปรตีน เส้น ใย
 เกิดจากสายพอลิเพป  เกิดจากสายพอลิ
ไทด์รวมตัวม้วนพับ เพปไทด์พันกันใน
พันกันและอัดแน่น ลักษณะเหมือนเส้น
เป็นก้อนกลม ใยยาวๆ
 ละลายนำ้าได้ดี  ละลายนำ้าได้น้อย
 ทำาหน้าที่เกี่ยวกับ  ทำาหน้าที่เป็นโปรตีน
กระบวนการเมทาบอ โครงสร้าง มีความ
ลิซึมต่างๆ ที่เกิดขึ้น แข็งแรงและยืดหยุ่น

8. ตัวอย่างโปรตีนเส้นใย
Keratin Silk

9. ตัวอย่างโปรตีนก้อนกลม
Casein
Albumin
Enzyme

10. ประเภทของโปรตีน
ประเภท หน้า ที่ ตัว อย่า ง
ของโปรตีน
โปรตีนเร่ง เร่งปฏิกิริยาใน เอ็นไซม์
ปฏิกิริยา เซลล์สิ่งมีชวิต
ี
โปรตีนขนส่ง ขนส่งสารไปสู่ ฮีโมโกลบิน
ส่วนต่างๆ ของ
ร่างกาย
โปรตีน ให้ความแข็งแรง คอลลาเจน
โครงสร้าง และช่วยคงรูปร่าง เคราติน
โครงสร้างต่าง ๆ
ของร่างการ

11. ประเภทของโปรตีน
ประเภท หน้า ที่ ตัว อย่า ง
ของ
โปรตีน
โปรตีน ป้องกันและ แอนติบอดี
ป้องกัน กำาจัดสิงแปลก
่
ปลอมที่เข้ามาใน
เซลล์
โปรตีน แตกต่างกันตาม
ฮอร์โมน ชนิดของ
ฮอร์โมนนันๆ
้ Growth hormone
•ควบคุมการ

12. Amino acid เป็น สารอิน ทรีย ท ม ห มู่ carboxyl
์ ี่ ี
และหมู่ amino ต่อ กับ อะตอมคาร์บ อนที่เ ป็น
ศูน ย์ก ลาง อะตอมทีเ ป็น ศูน ย์ก ลางยัง ต่อ กับ อะตอม
่
hydrogen และหมู่ R group 1 หมูท ี่แ ตกต่า งกัน
่
H H O
N C C
H OH
R
Amino Carboxyl
group group

13. Amino acid กลุม Nonpolar
่

14. Amino acid แบ่ง ออกเป็น กลุ่ม ตาม
คุณ สมบัต ิข อง R group
R group ที่แ ตกต่า งกัน นี้ ทำา ให้เ กิด
amino acid แตกต่า งกัน 20 ชนิด
แต่ล ะชนิด มีค ุณ สมบัต ิท างเคมีแ ละ
ชีว วิท ยาแตกต่า งกัน

15. กลุ่ม Polar

16. กลุม Electrically charged
่

17. Making a polypeptide
chain
Amino acid ต่อ กัน เป็น สายยาวด้ว ย
covalent bond เรีย กว่า peptide bond

18. ปลายที่ม ีห มู่ amino เรีย กว่า N-
terminus
ปลายที่ม ีห มู่ carboxyl เรีย กว่า C-
terminus

19. สาย polypeptide ประกอบด้ว ย
amino acid ทั้ง 20 ชนิด เรีย งต่อ กัน
เป็น อิส ระ สาย polypeptide จึง
สามารถมีร ูป แบบที่ไ ม่เ หมือ นกัน นับ
หมืน ชนิด ได้
่

20. โปรตีน สามารถทำา งานได้ต ้อ งมีร ูป
ร่า ง (conformation) ที่เ ป็น ลัก ษณะ
เฉพาะตัว
โปรตีน ที่ท ำา งานได้ป ระกอบด้ว ย
polypeptide 1 สายหรือ มากกว่า ซึง ่
ม้ว นพับ ไปมาตามแรงยึด เหนี่ย ว
ระหว่า ง side chain ของ amino acid
รูป ร่า งของโปรตีน จึง ขึ้น อยูก ับ ลำา ดับ
่
ของ amino acid ที่เ รีย งกัน อยู่

21. แรงยึด เหยี่ย วระหว่า งโมเลกุล
ของโปรตีน
 H-bond
 Disulfide bond
 Van der waals force

22. H-BOND : α - HELIX

23. H-BOND : PLEATED SHEET
STRUCTURE
ทีมา
่ : http://web.mit.edu/esgbio/www/lm/proteins/structure/structure.html

24. H-bond : Pleated sheet structure

25. พัน ธะไดซัล ไฟด์
(DISULFIDE BOND)

26. A protein’s function depends on its
specific conformation
Ribbon model Space filling model

27. โครงสร้า งของโปรตีน ถูก แบ่ง ออก
เป็น
Primary structure
Secondary structure
Tertiary structure
Quaternary structure สำา หรับ
โปรตีน ที่ประกอบด้ว ย polypeptide
มากกว่า 1 สาย

28. The primary
structure of a
protein
Primary structure
คือ ลำา ดับ ของ amino
acid ที่ป ระกอบขึ้น เป็น
โปรตีน
Primary structure
ถูก กำา หนดโดยข้อ มูล
ทางพัน ธุก รรม (DNA)

29. การเปลี่ย นแปลงลำา ดับ amino
acid ในโปรตีน อาจมีผ ลให้ร ูป ร่า ง
ของโปรตีน เปลี่ย นไป และอาจมีผ ล
ต่อ การทำา งานของโปรตีน ชนิด นั้น ๆ
ตัว อย่า งเช่น โรค sickle-cell anemia

30. A single amino acid substitution in
a protein causes sickle-cell disease

31. The secondary structure of a
protein
 Secondary structure
เป็น โครงสร้า งทีเ กิด ขึ้น จาก
่
H-bond ระหว่า งหมู่
carboxylและหมู่ amino
Secondary
structure ทีพ บ
่
บ่อ ยในธรรมชาติ
ได้แ ก่ Helix
และ  Pleated
sheet

32. ตัว อย่า งเช่น เส้น ใยแมงมุม มี
โครงสร้า งแบบ  Pleated sheet
ทำา ให้เ ส้น silk: a structural protein
Spider ใยแมงมุม มีค วามแข็ง แรง
มาก

33. Tertiary structure of a protein

34. Tertiary structure เป็น รูป ร่า งของ polypeptide
สายหนึ่ง ตลอดสาย ซึ่ง การม้ว นพบไปมาขึ้น อยู่
กับ แรงยึด เหนี่ย วระหว่า ง R group ด้ว ยกัน เอง
หรือ R group กับ โครงสร้า งหลัก
แรงยึด เหนี่ย วหมายถึง
H-bond
ionic bond
Hydrophobic interaction
Van der Waals interaction
นอกจากนี้บ างตอนยึด ติด กัน ด้ว ย covalent
bond ที่แ ข็ง แรง เรีย กว่า disulfide bridges
ระหว่า งหมู่ sulhydryl (-SH) ของกรดอะมิโ น
cysteine ทีอ ยู่ใ กล้ก ัน
่

35. The Quaternary structure of proteins
เป็น โครงสร้า งของโปรตีน ที่ป ระกอบ
ด้ว ย polypeptide มากกว่า 1 สายเท่า นัน้
เกิด จาก tertiary structure ของ
polypeptide แต่ล ะสายมารวมกัน น :
ตัว อย่า งเช่
Polypeptide
chain Collagen เป็น fibrous
protein ประกอบด้ว ย
polypeptide 3 สายพัน
กัน อยู่ ซึ่ง ทำา ให้โ ปรตีน
ชนิด นีม ีค วามแข็ง แรง
้
และพบใน connective
tissue

36. Hemoglobin ประกอบด้ว ย
polypeptide 4 สายรวมกัน กลายเป็น
โปรตีน ที่ม ร ูป ร่า งเป็น ก้อ น
ี

37. The four levels of protein
structure

38. Denaturation and renaturation of a
protein

39. ปฏิก ิร ิย าเคมีข อง macromolecules
ได้แ ก่
Condensation เป็น ปฏิก ิร ิย า
สัง เคราะห์ macromolecules จาก
monomers เล็ก ๆเป็น จำา นวนมาก
และได้ผ ลผลิต H2O ด้ว ย ดัง นั้น อาจ
เรีย กว่า ปฏิก ิร ิย า dehydration
Hydrolysis เป็น ปฏิก ิร ิย าย่อ ย
สลาย macromolecules ให้เ ล็ก ลง
เพือ ให้ส ามารถนำา ผ่า นเยือ หุ้ม เซลล์
่ ่

40. The synthesis of a
polymer

41. The Breakdown of a
polymer

42. Carbohydrates
Carbohydrates เป็น สารประกอบ
จำา พวก นำ้า ตาล และ polymer
ของนำ้า ตาล
แบ่ง กลุ่ม carbohydrates ได้เ ป็น 3
กลุ่ม ตามจำา นวนโมเลกุล ของนำ้า ตาล
ที่เ ป็น องค์ป ระกอบ ได้แ ก่
Monosaccharide
Disaccharide

43. Monosaccharide เป็น นำ้า ตาล
โมเลกุล เดี่ย ว ที่ป ระกอบด้ว ย C, O
และ H มีส ต รคือ (CH2O)n
ู
โดยมีอ ะตอมของ C ต่อ กัน เป็น
สาย และมี Carbonyl group และ
hydroxy group ต่อ กับ อะตอมของ C
Carbonyl
group
aldehydes ketones

44. The structure and classification of some
monosaccharides

45. Linear and ring forms of
glucose

46. นำ้า ตาลโมเลกุล คู่
(Disaccharides) เกิด จากการรวมตัว
ของนำ้า ตาลโมเลกุล เดี่ย ว 2 โมเลกุล
โดยปฏิก ิร ิย า condensation
Covalent bond ที่เ กิด ขึ้น เรีย กว่า
Glycosidic linkage

47. Examples of disaccharides
synthesis

48. Polysaccharide เป็น
carbohydrate ที่ม ีข นาดใหญ่ม าก
ประกอบด้ว ย monosaccharides
จำา นวนมากต่อ กัน ด้ว ย glycosidic
linkage
ชนิด ของ polysaccharide ขึ้น อยู่
กับ
1. ชนิด ของ monosaccharide
2. ชนิด ของ Glycosidic linkage

49. Storage polysaccharides

50. Starch: 1-4 linkage of
α glucose monomers
Cellulose: 1-4
linkage of β glucose
monomers

51. Cellulose มี glucose เป็น องค์
ประกอบเช่น เดีย วกับ แป้ง แต่ม ีพ ัน ธะ
แบบ 1-4 glycosidic linkage ผนัง
เซลล์ข องพืช ประกอบด้ว ย cellulose
เป็น จำา นวนมาก

52. The arrangement of cellulose in plant cell
walls

53. Chitin, a structural polysaccharide
Chitin forms the Chitin is used to make a
exoskeleton of strong and flexible surgical
Arthropods thread

54. Chitin มีโ ครงสร้า งคล้า ยกับ
Cellulose ต่า งกัน ทีว ่า หน่ว ยย่อ ย
่
เป็น N-acetylglucosamine ต่อ กัน
เป็น โมเลกุล สายยาว

55. หน้า ที่ข อง carbohydrate
Sugars :
ทำา หน้า ที่ใ ห้พ ลัง งานและเป็น แหล่ง
คาร์บ อนแก่ส ง มีช ว ิต
ิ่ ี
ribose และ deoxyribose เป็น องค์
ประกอบของ nucleic acid
Polysaccharide :
เป็น แหล่ง สะสมพลัง งานของสิง มีช ว ิต
่ ี
โดยพืช เก็บ สะสมพลัง งานในรูป ของ
starch ส่ว นสัต ว์เ ก็บ สะสมพลัง งานในรูป
ของ glycogen

56. Lipids
Diverse Hydrophobic
molecules

57. Lipids เป็น สารที่ไ ม่เ ป็น polymer
Lipids ไม่ล ะลายนำ้า เนือ งจากโครงสร้า ง
่
ของ lipids ประกอบด้ว ย nonpolar
covalent bonds เป็น ส่ว นมาก
Lipids ได้แ ก่
ไขมัน (Fat)
Phospholipid
Steroid
ขี้ผ ง (Wax)
ึ้

58. Fats : เป็น แหล่ง สะสมพลัง งาน
Fats ถึง แม้จ ะไม่เ ป็น polymer แต่เ ป็น
สารที่ม โ มเลกุล ขนาดใหญ่ ประกอบด้ว ย
ี
สารที่ม โ มเลกุล ขนาดเล็ก กว่า มาต่อ กัน
ี
ด้ว ยปฏิก ิร ิย า Dehydration
Fats ประกอบด้ว ย Glycerol และ กรด
ไขมัน (Fatty acid)

59. ส่ว น “tail” ของ fatty acid ที่เ ป็น
hydrocarbon ที่ม ัก มีอ ะตอมคาร์บ อนต่อ กัน
ประมาณ 16-18 อะตอม เป็น ส่ว นที่ท ำา ให้
fats ไม่ล ะลายนำ้า (hydrophobic)

60. Triglycerol
ไขมัน 1 โมเลกุล ประกอบด้ว ย
Glycerol 1 โมเลกุล และ กรดไขมัน 3
โมเลกุล

61. กรดไขมัน แบ่ง ออกเป็น 2 กลุ่ม ได้แ ก่
Saturated fatty acid (กรดไขมัน ชนิด
อิม ตัว )
่
Unsaturated fatty acid (กรดไขมัน
ชนิด ไม่อ ม ตัว )
ิ่
ไขมัน ที่ไ ด้จ ากสัต ว์ เช่น เนย มี saturated
fatty acid เป็น องค์ป ระกอบ มีล ัก ษณะเป็น
ของแข็ง ที่อ ณ หภูม ิห ้อ ง
ุ
ไขมัน จากพืช มี unsaturated fatty acid
เป็น องค์ป ระกอบ มีล ัก ษณะเป็น ของเหลวที่

62. Saturated fat Unsaturated fat
and fatty acid and fatty acid

63. Phospholipids
เป็น องค์ป ระกอบหลัก ของ cell
membrane
ประกอบด้ว ย glycerol 1 โมเลกุล
fatty acid 2 โมเลกุล และ phosphate
group (phosphate group มีป ระจุ -)
มีส ว นหัว ที่ม ีป ระจุ และเป็น ส่ว นที่
่
ชอบนำ้า (hydrophilic) และส่ว นหางที่
ไม่ช อบนำ้า (hydrophobic)

64. The structure of
phospholipid

65. Phospolipid in aqueous environments
เมื่อ เติม phospholipids ลงในนำ้า
phospholipids จะรวมตัว กัน โดยเอา
ส่ว นหางเข้า หากัน และส่ว นหัว หัน ออก
ทางด้า นนอก กลายเป็น หยดเล็ก ๆ
เรีย กว่า micelle
Micelle

66. ที่ cell membrane ของสิ่ง มี
ชีว ิต Phospholipids จะเรีย งตัว
เป็น 2 ชั้น โดย hydrophilic head
จะหัน ออกทางด้า นนอกเข้า หากัน
ส่ว น hydrophobic tail อยูต รง
่
กลาง
Phospholipi
d bilayer

67. Steroids
เป็น lipids ประกอบด้ว ย คาร์บ อน
เรีย งตัว เป็น วงแหวน 4 วง
Steroids ชนิด ต่า งๆ มีห มู่
functional group ที่ต ่อ กับ วงแหวน
แตกต่า งกัน
Cholesterol เป็น steroid ที่เ ป็น องค์
ประกอบของ cell membrane

68. Cholesterol, a steroid
Cholesterol ยัง เป็น precusor
สำา หรับ การสัง เคราะห์ steroid อื่น ๆ
หลายชนิด เช่น hormones

69. THE
END
69