Sự chuyển hóa ms theo con Đường oxy hóa trực tiếp (chu trình pantone phosphate)

Sự chuyển hóa monosaccharide MS theo con đường oxi hóa trực tiếp, hay còn gọi là chu trình pentose phosphate PPP, là một con đường chuyển hóa glucose đặc biệt trong tế bào, không nhằm tạ

SỰ CHUYỂN HÓA MS THEO CON ĐƯỜNG OXY HÓA

TRỰC TIẾP (CHU TRÌNH PANTONE PHOSPHATE)

Chương 1

KHÁI NIỆM VÀ VAI TRÒ

Sự chuyển hóa monosaccharide (MS) theo con đường oxi hóa trực tiếp, hay còn gọi là chu trình pentose phosphate (PPP), là một con đường chuyển hóa glucose đặc biệt trong tế bào, không nhằm tạo ra năng lượng ATP mà chủ yếu nhằm sản sinh NADPH và cung cấp ribose-5-phosphate cho tế bào.

1.1 Khái

niệm:

1.2 Vai

trò:

Chu trình có

ba vai trò chính:

Cung cấp NADPH

Tạo phosphate

ribose-5-Điều hòa chuyển

hóa Glucose

CHƯƠNG 2: NHU CẦU CHỌN CON

ĐƯỜNG CHU TRÌNH PENTOSE

PHOSPHATE

Khi nào cơ thể chọn con đường này

2 Nhu cầu sản xuất

nucleotide:

• Ribose-5-phosphate, một sản phẩm của chu trình pentose phosphate, là nguyên liệu chính cho quá trình tổng hợp DNA và RNA.

4 Trong các mô có hoạt động

chuyển hóa cao:

• Một số mô như gan, tuyến vú (trong giai đoạn tiết sữa), và tuyến thượng thận có hoạt động tổng hợp lipid và steroid cao

1 Nhu cầu cao về

cholesterol.3 Khi mức

glucose-6-phosphate tăng cao:

• Nếu glucose-6-phosphate (G6P)

tích lũy quá mức do con đường

đường phân (glycolysis) bị bão

hòa hoặc tạm thời giảm hoạt

động.

CHƯƠNG 3: CÁC GIAI ĐOẠN VÀ SƠ ĐỒ

PHẢN ỨNG CỦA TỪNG GIAI ĐOẠN

3.1 GIỚI THIỆU VỀ CHU TRÌNH

PENTOSE PHOSPHATE:

Pentose phosphate

gồm hai pha riêng biệt:

pha oxi hóa và pha

không oxi hóa.

sơ đồ chu trình pentose

phosphate

3.1 GIỚI THIỆU VỀ CHU TRÌNH

PENTOSE PHOSPHATE:

Các pha này hoạt động phối

hợp để tạo ra năng lượng khử

dưới dạng NADPH và tạo ra

3.1.1 GIAI ĐOẠN OXI HÓA:

Sơ đồ giai đoạn oxi

hóa

Chủ yếu được tìm thấy trong

các tế bào nhân chuẩn và nó

tạo ra ribuluse 5-phosphate

cũng như NADPH, CO2 từ

Glucose 6 phosphate.

3.1.1 GIAI ĐOẠN OXI HÓA:

Bước 1 của giai đoạn oxi

hóa

Bước 1: Ở bước đầu tiên, Glucose 6

phosphate được chuyển thành

6-phosphoglucono-δ-lactone với sự

trợ giúp của enzyme Glucose 6

phosphate dehydrogenase

Trong phản ứng này, NADP hoạt động

như một chất nhận điện tử và chuyển

đổi thành NADPH Ion Mg2+ cần

thiết cho chức năng thích hợp của

enzym Glucose 6 phosphate

dehydrogenase

3.1.1 GIAI ĐOẠN OXI HÓA:

Bước 2 của giai đoạn oxi

3.1.1 GIAI ĐOẠN OXI HÓA:

Bước 3 của giai đoạn oxi

và tạo ra Ribulose 5 phosphate

Trong phản ứng này, NADP+ nhận

hai electron được giải phóng và tạo

thành NADPH

3.1.1 GIAI ĐOẠN OXI HÓA

Bước 4 của giai đoạn oxi

hóa

Bước 4: Enzyme phosphopentose

isomerase chuyển đổi Ribulose 5

phosphate thành đồng phân của nó

được gọi là Ribose 5 phosphate

Phản ứng này còn được gọi là phản

ứng đồng phân hóa

3.1.2 GIAI ĐOẠN KHÔNG OXI HÓA

Trong giai đoạn này, Glucose 6

phosphate được tái tạo từ Ribose

5 phosphate còn lại và từ các

chất trung gian khác của quá

trình đường phân để tiếp tục Con

đường Pentose Phosphate

Sơ đồ giai đoạn không oxi hóa

3.1.2 GIAI ĐOẠN KHÔNG OXI HÓA

Bước 1: Ribose 5-phosphate

chuyển hóa thành

xylulose-5-phosphate dưới tác dụng

ribose-5-phosphat epimerase tương

ứng Sau đó, một hỗn hợp gồm

các đường phosphate có 3 đến 7

carbon được tạo ra

Sơ đồ giai đoạn không oxi hóa

3.1.2 GIAI ĐOẠN KHÔNG OXI HÓA

Bước 2: Hai enzyme đặc trưng

của con đường đóng vai trò trung

tâm trong sự chuyển hóa này là

3.1.1 GIAI ĐOẠN KHÔNG OXI HÓA

Bước 3: Ở đây, 3 phân tử glucose

6-phosphate được chuyển hóa

3.1.2 GIAI ĐOẠN KHÔNG OXI HÓA

Bước 4:

Glyceraldehyde-3-phosphate có thể được chuyển

thành pyruvate hay kết hợp với 1

TÍNH TOÁN NĂNG LƯỢNG

• PHƯƠNG TRÌNH TỔNG

QUÁT:

3Glucose-6-phosphate + 6NADP+ + 3H2O →

2Fructose-6-phosphate + Glyceraldehyde-3-2Fructose-6-phosphate + 3CO2 + 6NADPH

+ 6H+

- Sử dụng trong hai con đường Fructose-6-phosphate có thể được

chuyển trở lại thành glucose-6-phosphate.

- Glyceraldehyde-3-phosphate chuyển thành pyruvate bởi các

enzyme của dường phân.

=> Điều này dẫn đến sự phân giải hoàn toàn

glucose-6-phosphate thành CO2 và tạo thành một lượng lớn NADPH.

=> Không trực tiếp tạo ATP.

=> Từ 12 (NADPH+H+) qua chuỗi enzyme hô hấp tạo 12x3=36

ATP và tích trữ được 35 ATP

CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG CỦA CÁC QUÁ TRÌNH OXY HOÁ TRỰC TIẾP TRONG SẢN

XUẤT VÀ CHẾ BIẾN

5.1.1 SẢN XUẤT VÀ CHẾ BIẾN DƯỢC

PHẨM

5.1 Ứng dụng:

• Tạo NADPH và bảo vệ tế bào:

trong dược phẩm, NADPH có

vai trò trong tổng hợp thuốc

kháng khuẩn, thuốc chống ung

thư và các thuốc giảm viêm

• Tổng hợp các chất hoạt tính sinh học: trong tổng hợp các thuốc kháng

sinh, kháng viêm, thuốc giảm đau, NADPH và ribose-5-phosphate đóng vai trò thiết yếu trong tổng hợp nucleotide và các phân tử quan trọng khác.

• Kiểm soát tính chất hóa học của thuốc: oxy hóa trực tiếp giúp kiểm soát nồng độ các chất trung gian và tính chất hóa học của các hợp chất.

5.1 Ứng dụng:

5.1.2 Sản xuất thực phẩm và bảo quản thực phẩm:

• Sản xuất chất chống oxy hóa:

tổng hợp các chất chống oxy hóa

như glutathione và các chất bảo

vệ tế bào

• Bảo quản thực phẩm: các chất bảo quản được tổng hợp thông qua các quá trình oxy hóa.

Bảo vệ sản phẩm khỏi sự hư

hỏng do oxy hóa, giúp duy trì

chất lượng và kéo dài thời gian

sử dụng của thực phẩm.

Giúp ngăn ngừa sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc, từ đó bảo vệ thực

phẩm và kéo dài thời gian bảo quản.

5.1 Ứng dụng:

5.1.3 Sản xuất và chế biến hóa chất:

• Sản xuất và chế biến hóa chất: tạo ra

các hóa chất nền quan trọng, chẳng hạn

như acid pyruvic, acid lactic và các hợp

chất hữu cơ khác dùng làm nguyên liệu

cho nhiều ngành công nghiệp

• Tổng hợp polymer và vật liệu mới: oxy hóa các monosaccharides

có thể tạo ra các hợp chất dùng trong sản xuất polymer, nhựa và các vật liệu mới.

5.1 Ứng dụng:

5.1.4 Ứng dụng trong công nghiệp sinh học và năng lượng:

• Chuyển hóa sinh khối: oxy hóa

trực tiếp giúp chuyển đổi glucose

và các monosaccharides khác thành

các sản phẩm sinh học như ethanol,

bio-diesel1 và các hợp chất hóa học

khác dùng làm nhiên liệu sinh học.

• Sản xuất acid hữu cơ: được sử

dụng trong sản xuất acid hữu cơ

như acid lactic, một nguyên liệu

quan trọng trong công nghiệp thực

phẩm, dược phẩm và công nghiệp

sinh học

5.1 Ứng dụng:

5.1.5 Xử lý môi trường:

• Xử lý nước thải và khử độc: các phản ứng

oxy hóa giúp phân hủy các hợp chất hữu cơ

phức tạp, thuốc trừ sâu, và các chất ô nhiễm

khác, góp phần làm sạch môi trường

5.2 Tiểu kết chương

5:

• Đóng vai trò quan trọng không chỉ trong sinh lý tế bào mà còn trong

các ứng dụng công nghiệp, đặc biệt là trong sản xuất dược phẩm, thực phẩm, hóa chất và năng lượng tái tạo.

Giúp tối ưu hóa các phản ứng hóa học, sản xuất các hợp chất

có giá trị cao, và duy trì chất lượng sản phẩm trong các ngành công nghiệp khác nhau.

• NADPH quan trọng trong các tế bào thiếu ty thể, chẳng hạn như hồng cầu, phụ thuộc vào PPP để duy trì sự cân bằng oxi hóa khử và bảo vệ chống lại stress oxi hóa.

• Cung cấp nguồn R5P ổn định, đảm bảo tính khả dụng của nucleotide, hỗ trợ sự phát triển, tăng sinh tế bào và tốc độ luân chuyển hồng cầu.

PHẦN KẾT

LUẬN

• NADPH cung cấp các chất khử tương đương cần thiết cho nhiều phản ứng sinh tổng hợp và tạo điều kiện tái tạo glutathione khử, một chất chống oxy hóa giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương oxi hóa.

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN

ĐÃ THEO DÕI BÀI THUYẾT TRÌNH