Bài giảng hóa sinh chuyển hóa năng lượng sinh học

Bài giảng Hóa sinh CHUYỂN HĨA NĂNG LƯỢNG SINH HỌC DSCKII.Nguyễn văn Ảnh MỤC TIÊU : - Trình bày khái niệm phản ứng oxy hoá khử, phosphoryl hoá khử phosphoryl, đặc biệt vai trò liên kết phosphat giàu lượng hệ thống ADP - ATP - Phân tích chất q trình chuyển biến hơ hấp tế bào - Trình bày phân tích chu trình Krebs ĐẠI CƯƠNG 1.1 Khái quát chuyển hóa động vật người : 1.1.1 Chuyển hóa chất - Tập hợp q trình hóa học xảy thể sống , từ thức ăn đưa vào thể, đến chất cặn bả đào thải - Xảy qua nhiều khâu, qua nhiều chất trung gian, chất trung gian gọi sản phẫm chuyển hóa - Thực chất : gồm dãy liên tiếp trình thối hóa (dị hóa) tổng hợp (đồng hóa) 1.1.2 Đồng hóa dị hóa : - Đồng hóa : + Là q trình biến đại phân tử hữu có tính đặc hiệu theo nguồn gốc thức ăn thành đại phân tử đặc hiệu thể : glucid, lipid, protid, acid nucleic + Xảy qua bước : Tiêu hóa : thủy phân đại phân tử đặc hiệu thức ăn thành đơn vị cấu tạo không đặc hiệu nhờ enzym thủy phân dịch tiêu hóa Hấp thụ : sản phẩm tiêu hóa cuối hấp thu qua niêm mạc ruột non vào máu bạch huyết (bằng chế vận chuyển, khuyếch tán, ) Tổng hợp : từ máu ( mô tế bào sử dụng tổng hợp thành đại phân tử có tính đặc hiệu thể ( đặc hiệu cho lồi cho mơ), q trình tổng hợp cần lượng - Dị hóa : phân giải đại phân tử sử dụng tế bào mô thành sản phẩm đào thải ( Ví dụ : phân giải chất thành chất nhỏ có thải lượng ( thối hóa ) Hai q trình ngược chiều nhau, ln thống đôi thể 1.2 Năng lượng tự công : - Các dạng công : + Công thẩm thấu : Giúp cho vận chuyển tích cực qua màng chống lại Gradient nồng độ Ví dụ: hấp tái thu ống thận ( Grad: sai biệt) + Cơng hóa học : giúp cho co duỗi bào quan, tế bào + Các dạng cơng gặp : cơng điện học, quang học PHẢN ỨNG OXY HÓA KHỬ: 2.1 Định nghĩa: - Phản ứng oxy hóa khử phản ứng có cho nhận điện tử hay có thay đổi số OXH ( tức dịch chuyển e- ) kèm theo ( hay không ) cho nhận Oxy, Hydro ( đặc trưng cho phản ứng OXH khử số OXH ) - Phân biệt phản ứng hay tượng OXH (hoặc khử ) chất OXH ( khử ) + Phản ứng hay tượng OXH tượng có nhả e- hay nhả Hydro, khử ngược lại + Chất OXH chất nhận e-, chất khử chất cho e- ( khử cho, O nhận ) Phản ứng Hiện tượng Chất Ví dụ: OXH Khử e+ H + O + - OXH Khử + - + - + - e- Fe2+ Fe3+ ( chất khử) + e- (chất oxh) Phản ứng OXH - khử thực chất gồm phản ứng ngược đôi với có chất OXH chất khử, tập họp thành cặp hay hệ thống OXH - khử Ví dụ: cặp OXH - khử Fe2+ ( hay gọi hệ thống ) 2.2 Thế OXH - khử ( E ) - Tùy theo nhiệt độ thành phần OXH Khử mà cặp OXH - khử có xu hướng nhận e- nhiều hay ít, xu hướng tạo cho dung dịch gọi OXH - khử , tính theo cơng thức Nernst : E : Thế OX - khử E0 : OXH - Khử chuẩn n : số e- trao đổi hay di chuyển R : số khí lý tưởng F: số Faraday = 96.500 Coulomb T: nhiệt độ tuyệt đối Khi [OH] = [Kh] ==> E = E0 Thế OX - Kh biểu cho nhận e­của hệ thống : hệ thống có E thấp ( nồng độ chất khử lớn xu hướng phóng e- cao), nghĩa hệ thống có E thấp dễ cho e- ngược lại hệ thống có E cao dễ nhận e- Hydro hay e- chuyển từ hệ thống có E thấp đến hệ thống có E cao E’o : OXH - khử chuẩn điều kiện pH = 7, ln cho trước từ cho tính trước chiều hướng phản ứng 10 43 44 45 46 47 48 49 Tổng kết : - Qua chu trình Krebs oxy hóa hồn tồn gốc ACETYL (2C), có phân tử khử Carboxyl loại C dạng CO2 - Có phản ứng oxy hóa chuyển cặp Hydrogen đến Oxy để tạo 4( phân tử H2O tạo 12 ATP Tổng quát : 50 - Thực tế C acetyl CoA vào chu trình Krebs khơng chuyển thành CO2 vịng đầu tiên, mà đưọc giữ lại OAA tái tạo, cịn 2CO2 khử Carboxyl nhóm -COOH OAA, OAA tái tạo C thay ==> khơng có đốt cháy Acetyl CoA mà thay C 51 5.3 Vị trí , đặc điểm, ý nghĩa : Vị trí chuyển hóa chất : Chu trình Krebs giai đoạn thối hóa chung cuối G, L, P G,L,P có nhiều đường chuyển hóa khác có nhiều đưịng dẩn đến sản phẩm thối hóa chung Acetyl CoA, Acetyl CoA thối hóa qua chu trình Krebs G,L,P thối hóa qua giai đoạn : -Giai đoạn : phân ly thành đơn vị cấu tạo - Giai đoạn : biến đổi qua nhiều chất trung gian cuối tạo Acetyl CoA - Giai đoạn : từ acetylCoA vào chu trình Krebs 52 SƠ ĐỒ CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT 53 * Chu trình Krebs cung cấp SH2 nhiều Hydro chuyển đến chuổi HHTB tới oxy thở vào tạo H2O Kèm theo q trình phosphoryl hóa tích trữ lượng dạng ATP chu trình Krebs chuổi HHTB xảy thể ty, điều kiện hiếu khí cung cấp nhiều lượng ==> thể ty nhà máy cung cấp lượng cho tế bào * Ngồi ý nghĩa lượng , cịn có ý nghĩa tổng hợp chu trình Krebs cung cấp nhiều tiền chất cho tổng hợp nhiều chất khác VD : Succinyl CoA tiền chất để tổng hợp HEM cho tiêu dùng thể Ceton mô + OAA dùng để tân tạo Glucid, cịn chuyển thành Aspartic + Citrat giữ vai trò chuyển Acetyl CoA từ thể ty tế bào chất để tổng hợp Acid béo 54 Tài liệu tham khảo Bài giảng Hóa sinh BM Hóa sinh ĐHYD TP HCM Harper’ s Biochemistry 55 56 57 ... Creatin P vai trò trung tâm chuyển hóa lượng ATP ADP 19 * Hoạt hóa chất : Nhờ phosphoryl hóa nhiều chất gắn phosphat thành dạng hoạt hóa chuyển hóa tiếp tục : * Hoạt hóa enzym, biến enzym thành... O2 ) nên thực chất HHTB trình oxy hóa - khử xảy thể nên ta cịn gọi oxy hóa - khử sinh học (hoặc oxy hóa sinh học) giải phóng lượng cho thể sử dụng Đó nguồn lượng phong phú cho thể 24 4.2 Chuổi... phản ứng oxy hóa & phosphoryl hóa, lượng giải phóng oxy hóa, tích trử nhờ phosphoryl hóa ( ADP -> ATP ) ta gọi trình phosphoryl - oxy hóa 32 33 34 35 36 - Trung bình chuổi HHTB vận chuyển 2H lần