Tài liệu HÓA SINH HỌC CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT, OXY HÓA SINH HỌC CHU TRÌNH ACID CITRIC (KREBS) pot

HÓA SINH HỌC CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT, OXY HÓA SINH HỌC CHU TRÌNH ACID CITRIC (KREBS) BM. Hóa sinh TS. Trần Thanh Nhãn 1 MỤC TIÊU 1. Trình bày được những khái niệm về chuyển hóa các chất và chuyển hóa trung gian, quá trình đồng hóa và dò hóa, một số đặc điểm của chuyển hóa trung gian. 2. Trình bày được các phương pháp nghiên cứu quá trình chuyển hóa. 3. Trình bày được những khái niệm về phản ứng oxy hoá- khử, sự phosphoryl hoá và sự khử phosphoryl, các loại liên kết phosphat giàu năng lượng và hệ thống ATP-ADP. 4. Trình bày được bản chất và diễn tiến của sự hô hấp tế bào. 5. Trình bày và nêu được ý nghóa của chu trình acid citric 2 1- CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT Chuyển hóa các chất và chuyển hóa trung gian - Chuyển hoá các chất : các quá trình hoá học xảy ra trong cơ thể từ khi thức ăn được đưa vào đến khi chất cặn bã được thải ra ngoài môi trường (quá trình trao đổi chất) - Chuyển hoá trung gian : gồm các phản ứng và quá trình hoá học xảy ra trong tế bào - Các chất trung gian được gọi là các chất chuyển hoá hay sản phẩm chuyển hoá 3 Theo đặc điểm chuyển hoá: - Sinh vật tự dưỡng (thực vật) : tổng hợp được glucid, lipid, protid đặc hiệu từ CO 2 , H 2 O, muối khoáng chứa Nitơ và năng lượng mặt trời (quang hợp) -Sinh vật dò dưỡng (động vật và người) : + hấp thu các chất (glucid, lipid, protid…) từ các sinh vật tự dưỡng để tổng hợp nên những phân tử glucid, lipid, protid đặc hiệu của mình + thoái hoá các phân tử đặc hiệu thành các sản phẩm chuyển hoá, các chất thải như CO 2 , H 2 O và năng lượng cho cơ thể sử dụng 4 Glucid Lipid Protid CO 2 H 2 O, chất cặn bã Thực vật Động vật và người Q Thức ăn Q Quang hợp 5 Quá trình đồng hóa: Quá trình biến các phân tử hữu cơ thức ăn (glucid, lipid, protid) có nguồn gốc khác nhau (thực vật, động vật, vi sinh vật) thành các phân tử hữu cơ (glucid, lipid, protid) đặc hiệu của cơ thể. 6 Gồm 3 bước : -Tiêu hoá : thủy phân các đại phân tử (tinh bột, protein…) đặc hiệu của thức ăn thành các đơn vò cấu tạo không có tính đặc hiệu ( glucose, acid amin…) - Hấp thu : sản phẩm tiêu hoá cuối cùng được hấp thu qua niêm mạc ruột non vào máu (quá trình vật lý và hoá học) - Tổng hợp: các sản phẩm hấp thu được máu đưa đến các mô và được tế bào sử dụng để tổng hợp các đại phân tử có tính đặc hiệu của cơ thể Xây dựng tế bào và mô (protein, polysaccarid tạp, phospholipid) Dự trữ (glycogen, triglycerid) Cần năng lượng (chủ yếu do ATP cung cấp) 7 Quá trình dò hóa: Quá trình phân giải các đại phân tử hữu cơ thành sản phẩm cuối cùng thải ra ngoài. có sự giải phóng năng lượng 50% năng lượng ở dạng nhiệt năng (thân nhiệt) 50% năng lượng được tích trữ dưới dạng ATP (công cơ học, công thẩm thấu, công hoá học) + Công cơ học : co duỗi cơ + Công thẩm thấu : vận chuyển tích cực các chất qua màng tế bào , chống lại gradient nồng độ + Công hoá học : tổng hợp các chất 8 Như vậy 2 quá trình đồng hóa và dò hóa là 2 quá trình ngược nhau, nhưng lại thống nhất trong 1 cơ thể, trong mỗi tế bào Phản ứng liên hợp - Phản ứng tổng hợp : cần năng lượng - Phản ứng thoái hoá : giải phóng năng lượng - Phản ứng liên hợp = ghép cặp hai phản ứng tổng hợp và thoái hoá Ví dụ : phản ứng tổng hợp glucose 6 phosphat cần 3,3 Kcal xảy ra được khi ghép với phản ứng thủy phân ATP giải phóng 7,3 Kcal 9 Ba giai đoạn về chuyển hoá trung gian Glucid, Lipid, Protid thoái hoá theo ba giai đoạn ; - Giai đoạn 1 : Phân tử lớn các đơn vò cấu tạo tương ứng (glucose, acid amin, acid béo…) - Giai đoạn 2 : các đơn vò cấu tạo các chất trung gian Acetyl CoA - Giai đoạn 3 : Acetyl CoA chu trình Krebs CO 2 và H 2 O 10 [...]... Ví dụ : + Sự bài tiết bất thường của acid homogentisic (trong bệnh alcapton niệu) + Sự bài tiết tăng khi nuôi dưỡng bằng phenylalanin hay tyrosin (không tăng khi dùng acid amin khác) + Kết luận : acid homogentisic là sp chuyển hóa trung gian của chuyển hóa phenylalanin và tyrosin 17 Ý nghóa của việc nghiên cứu chuyển hóa các chất: - Hiểu rõ các quá trình chuyển hóa các chất trong cơ thể từ đó có thể... sửa đổi chúng -Theo dõi được ảnh hưởng của các dược phẫm và những chất khác tác động lên các quá trình chuyển hóa trong cơ thể - Phục vụ cho công tác phòng và chữa bệnh 18 2 OXY HÓA SINH HỌC 2.1- Phản ứng oxy hóa- khử Đònh nghóa : - Là phản ứng trong đó có sự cho và nhận điện tử hay có sự thay đổi số oxy hóa, có thể kèm theo hay không sự mất hoặc nhận hydro hay oxy Ví dụ : Fe R-CH2OH ++ -e +e -2H +2H Fe... carboxyl - Nước được tạo thành do sự tách và vận chuyển từng cặp nguyên tử hydro qua chu i hộ hấp tế bào tới oxy thở vào - Chu i hô hấp tế bào liên hợp với sự phosphoryl hoá (gắn phosphat vào ADP tạo thành ATP) = sự phosphoryl- oxy hoá Quá trình tổng hợp : 3 giai đoạn - Bắt đầu từ một số tiền chất của chu trình krebs - Ngược lại con đường thoái hoá 11 Các phương pháp nghiên cứu quá trình chuyển hóa: ... 0,4 mm), trong đó đa số các tế bào còn nguyên vẹn -Đãm bảo tốc độ khuếch tán oxy và các chất chuyển hoá vào và ra khỏi tế bào trong môi trường muối chứa một số chất chuyển hoá nhất đònh 13 - Nhờ đó nghiên cứu sự chuyển hoá của các chất trong một số điều kiện nhất đònh Ví dụ : nghiên cứu việc sản xuất acid lactic từ glucose trong điều kiện yếm khí, nghiên cứu chu trình Krebs, chu trình urê 3- Phương pháp... -1/2 O2 19 - Chất oxy hóa là chất có thể nhận điện tử, chất khử là chất có khả năng cho điện tử - Phản ứng oxy hóa- khử là hai phản ứng ngược nhau, tập hợp chất oxy hóa và chất khử thành một hệ thống gọi là hệ thống hay cặp oxy hóa- khử (Fe++/Fe+++ ; RCOOH/RCHO…) Thế năng oxy hóa- khử Được tính theo công thức sau: E = Eo + RT Ln [Ox] nF [Kh] Khi [Ox] / [Kh] = 1 Thì E = Eo E:thế năng Oxy hóa- khử (volt)... giải phóng dần + oxy không tác dụng trực tiếp với C và H + có enzym xúc tác, có hydro tham gia tích cực trong phản ứng oxy hoá tạo thành H2O , còn sự tạo thành CO2 do sự khử carboxyl 27 + Chất hữu cơ bò tách dần từng cặp nguyên tử hydro và được chuyển tới oxy để tạo nước + H vận chuyển qua một hệ thống hô hấp tế bào tới oxy thở vào (O ) để tạo H2O + Acid carboxylic tạo ra được khử carboxyl giải phóng... chuyển hóa: 1-Phân tích những sản phẩm cuối cùng của chuyển hóa các chất: + nhận biết được một phần quá trình chuyển hoá trong cơ thể + những rối loạn về chuyển hoá các chất (góp phần vào việc chẩn đoán, phòng và chữa bệnh) Ví dụ : - Phát hiện CO2 ở cơ thể động vật : xác đònh nó là sản phẩm thoái hoá cuối cùng của glucid ở động vật - Đưa một số acid amin ( Alanin, Glutamat…) vào cơ thể bệnh nhân bò... (volt) n: số điện tử di chuyển R: hằng số khí lý tưởng T: nhiệt độ tuyệt đối F: hằng số Faraday Eo: thế năng Oxy hóa- khử chu n 20 - Điều kiện chu n là điều kiện [Ox] = [Kh] - Thế năng oxy hóa – khử biểu hiện khả năng cho nhận điện tử của hệ thống - Hệ thống có E thấp (nồng độ chất khử lớn, xu hướng cho điện tử cao) dễ cho điện tử - Hệ thống có E cao dễ nhận điện tử - Hydro hay điện tử chuyển từ hệ thống... Cytocrom : các enzym vận chuyển điện tử có nhóm ngoại gắn chặt vào apoenzym, có bản chất giống Hem, có nhân protoporphyrin gắn ion sắt có thể thay đổi hóa trò ( làm cytocrom có khả năng chuyển điện tử) Cyt có các loại b, c, a a3… Cyt a3 và Cyt a liên kết với nhau = phức hợp là Cytocrom oxidase mang ion Fe và ion Cu đều tham gia vào hoạt động chuyển điện tử Cyt a3 bò ức chế bởi CN-, CO, H2S - Oxy phân... vỡ, nhưng các bào quan (nhân, ty thể, lysosome, ribosome…) còn nguyên vẹn và có thể phân lập nhờ siêu ly tâm phân tách ng dụng nghiên cứu cơ chế sinh tổng hợp protein và vai trò của ribosom 15 6- Phương pháp dùng các chất đồng vò: + Đánh dấu chất đònh nghiên cứu bằng cách thay nguyên tử của nguyên tố thường bằng nguyên tử của chất đồng vò + Theo dõi chuyển hóa của chất được đánh dấu bằng cách tìm chất . HÓA SINH HỌC CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT, OXY HÓA SINH HỌC CHU TRÌNH ACID CITRIC (KREBS) BM. Hóa sinh TS. Trần Thanh Nhãn 1 MỤC TIÊU 1. Trình bày được. niệm về chuyển hóa các chất và chuyển hóa trung gian, quá trình đồng hóa và dò hóa, một số đặc điểm của chuyển hóa trung gian. 2. Trình bày được các phương