bài giảng hóa sinh chương 8 trao đổi chất

Chương 8: TRAO ĐỔI CHẤT • Khái niệm về sự trao đổi chất • Năng lượng sinh học – Khái niệm – Sự phosphoryl hóa – Sự phosphoryl hóa • Sự trao đổi glucid Trao đổi chất – Thể hiện mối quan hệ giữa cơ thể sống và môi trường • Chức năng – Tạo năng lượng hóa học từ nguồn năng lượng Mặt Trời (quang n ă ng) ho ặ c t ừ th ứ c ă n nh ậ n ñ ượ c t ừ môi tr ườ ng xung quanh • Biến ñổi các phân tử dinh dưỡng nhận ñược từ môi trường xung quanh thành phân tử và ñại phân tử tiền chất của tế bào – Thực hiện phản ứng polymer hóa tổng hợp protein, axit nucleic, lipid, polysaccharide,… – lipid, polysaccharide,… – Tổng hợp và phân rã phân tử sinh học trong tiến trình thực hiện chức năng sinh học ñặc thù của tế bào Trao đổi chất • Có các loại: – Trao đổi axit amin và protein – Trao đổi gluxit – Trao đổi lipid – Trao đổi lipid – Trao đổi muối khoáng, nước, vitamin – Trao đổi axit nucleic – … • Trao đổi chất liên quan mật thiết với trao đổi năng lượng Trao đổi chất (tt) • Dựa vào hình thức thu nhận năng lượng, chia sinh giới thành 2 nhóm – Nhóm tự dưỡng (autotroph) – Nhóm dị dưỡng (heterotroph) Trao đổi chất (tt) • Thuật ngữ – Quá trình trao đổi chất, biến dưỡng, quá trình chuyển hóa các chất (metabolism) • Tổng hợp của tất cả các • Tổng hợp của tất cả các biến đổi hóa học xảy ra trong tế bào và cơ thể sống • Chu trình biến đổi vật chất qua nhiều giai đoạn (phản ứng) được xúc tác bằng enzyme – Đường chuyển hóa (pathway) là thứ tự của các giai đoạn phản ứng biến đổi – Chất trao đổi trung gian (metabolite) là các thành phần tham gia trong quá trình biến đổi trên Trao đổi chất • Gồm 2 phase có tính định hướng trái ngược nhau nhưng lại bổ xung chặt chẽ cho nhau – Quá trình phân rã chất (catabolism) • Các chất dinh dưỡng hữu cơ (protein, gluxit, lipit) bị phân rã thành những phần tử nhỏ và đơn giản Carbohydrate Lipid Protein Protein Polysaccharide Lipid Nucleic axit ADP HPO 4 2- NADP + ADP HPO 4 2- NADP + những phần tử nhỏ và đơn giản hơn: axit lactic, CO 2 , NH 3 ,… • Giải phóng năng lượng tự do và một phần năng lượng này được tích lũy ở dạng ATP và một số chất khử vận chuyển e (NADH, NADPH) – Quá trình tổng hợp sinh chất (anabolism) • Tổng hợp các đại phân tử sinh học (gluxit, lipid, protein, axit nucleic,…) từ những tiền chất đơn giản • Sử dụng năng lượng được tạo ra trong quá trình catabolism hoặc quang hợp Amino axit Đường Axit béo Gốc chứa N CO 2 H 2 O NH 3 NADP + NAD + NADP + NAD + ATP NADPH NADH Điều hòa trao đổi chất • Đảm bảo hoạt động tế bào sống nhịp nhàng, uyển chuyển và tiết kiệm nhất • Điều hòa ở 3 mức độ – Trực tiếp và nhanh nhất • Enzyme điều hòa dị lập thể • Enzyme điều hòa dị lập thể • Chất điều biến: ức chế/hoạt hóa enzyme – Ở mức độ cao hơn, đặc biệt ở cơ thể sống bậc cao • Hocmon, nội tiết tố: được vận chhuyển đến các mô/cơ quan  ức chế/kích thích hoạt động nhịp nhàng • Điều hòa tổng thể và thời gian tác động dài hơn – Điều hòa bằng cách thay đổi nồng độ enzyme • Cân bằng quá trình tổng hợp và phân rã enzyme Năng lượng sinh học - Khái niệm • Cơ thể cần năng lượng cho mọi hoạt động sống • Năng lượng công nghiệp vs. năng lượng sinh học Năng lượng công nhiệp Năng lượng sinh học 1. Hệ nhiệt động học: 1. Hệ hóa động học: chuyển từ năng 1. Hệ nhiệt động học: năng lượng trước khi chuyển sang công năng luôn qua khâu nhiệt năng 2. Giải phóng năng lượng nhanh, ồ ạt 1. Hệ hóa động học: chuyển từ năng lượng hóa học sang công năng mà không qua khâu nhiệt năng nên năng lương được sử dụng với hiệu quả cao >50-60% 2. Giải phóng năng lượng dần dần, từng bậc 3. Năng lượng được tích lũy trong các chất giống như “acquy sinh học”; cụ thể là trong các liên kết cao năng ester (~) - với axit phosphoric trong phân tử ATP. Sự giải phóng năng lượng kèm theo sự NLSH – Sự phosphoryl oxy hóa • Là quá trình vận chuyển electron (e - ) và proton (H + ) từ hệ thống có thế năng oxy hóa khử thấp tới hệ thống có thế năng oxy hóa khử cao; năng lượng được giải phóng trong quá trình được tích lũy ở mối liên kết cao năng của ATP- con đường duy nhất tích lũy năng lượng cho cơ thể sống thể sống • Có hai loại phosphoryl hóa – Phosphoryl hóa trong dãy cơ chất: khi quá trình này xảy ra 1 H tách ra khỏi cơ chất tạo nên 1 ATP – Phosphoryl hóa trong dãy hô hấp: quá trình tạo ra 3 ATP. Tiến trình như sau: H từ cơ chất chuyển sang NAD, rồi lại chuyển tiếp sang NADP sau đó chuyển sang hệ xytocrom. Điền tử được oxy sử dụng, sau đó oxy kết hợp với hydro tạo thành nước [...]... t đ ng c a t bào và cơ th s ng – Glucose b oxi hóa hoàn toàn đ n CO2 và H2O, gi i phóng năng lư ng kho ng 2 .84 0kJ/mol • Cung c p các ti n ch t c n thi t đ t ng h p h u h t các phân t sinh h c c a t bào Glycogen tinh b t, đư ng D tr Glucose Oxy hóa trong chu trình pentose phosphate Ribose-5-phosphate Oxy hóa trong chu trình đư ng phân Pyruvate S chuy n hóa c a glucose • Trong đi u ki n y m khí – Glucose...S trao đ i Gluxit • S phân gi i gluxit – S chuy n hóa c a các monosacarit (glucose) – S phân gi i polysaccharide và disaccharide • S t ng h p gluxit –T –T –T –S ng h p các gluxit đơn gi n ng h p các oligosaccharide ng h p các polysaccharide chuy n hóa tương h gi a các gluxit S chuy n hóa c a glucose • Là phân t trung tâm c a quá trình TĐC nói chung và d hóa nói riêng • Ngu n cung... Glucose 3 CO2 + 3 H2O + 38 ATP • Gi ng nhau – Chu trình đư ng phân: glucose pyruvate • Khác nhau – L.men lactic: pyruvate (E.dehydrogenase) – L.men etylic: axit lactic • pyruvate acetaldehyde (E pyruvate decarboxylase) • Acetaldehyde rư u ethylic (E alcohol dehydrogenase) Chu trình đư ng phân • Nguyên li u đ u: glucose, glycogen và tinh b t – Tinh b t và glycogen s b phosphoryl hóa t phân t glucose •... hóa t phân t glucose • 4 giai đo n • 2 phase – Phase chu n b (tiêu hao ATP đ ho t hóa glucose) – Phase hoàn tr t o ATP • 10 ph n ng • Cân b ng t ng th Glucose + 2ADP + 2Pi + 2 NAD+ 2Pyruvate + 2NADH + 2H+ + 2ATP + 2H2O Chu trình axit citric (3C) • Nguyên li u đ u: – Pyruvate Acetyl-CoA – Acetyl-CoA đi vào qui trình 3C • 8 ph n ng giai đo n – B tđ ub is k th p c a acetyl vào oxaloacetate k t thúc b ng... tđ ub is k th p c a acetyl vào oxaloacetate k t thúc b ng vi c hoàn tr l i oxaloacetate • sp: 4CO2 + 4H2O + 3NADH + 1FADH +1ATP Lên men ethanol • N m men và m t s vi sinh v t lên men ethanol • Tái t o NAD+ • 2 giai đo n: – Decarboxyl hóa pyruvate nh E pyruvate decarboxylase thành acetaldehyde – Kh acetaldehyde thành ethanol nh E alcohol dehydrogenase Lên men lactic • X y ra m nh m mô đ ng v t (thi . Chương 8: TRAO ĐỔI CHẤT • Khái niệm về sự trao đổi chất • Năng lượng sinh học – Khái niệm – Sự phosphoryl hóa – Sự phosphoryl hóa • Sự trao đổi glucid Trao đổi chất – Thể hiện. năng sinh học ñặc thù của tế bào Trao đổi chất • Có các loại: – Trao đổi axit amin và protein – Trao đổi gluxit – Trao đổi lipid – Trao đổi lipid – Trao đổi muối khoáng, nước, vitamin – Trao đổi. (heterotroph) Trao đổi chất (tt) • Thuật ngữ – Quá trình trao đổi chất, biến dưỡng, quá trình chuyển hóa các chất (metabolism) • Tổng hợp của tất cả các • Tổng hợp của tất cả các biến đổi hóa học