mối liên quan giữa chu trình kreds và chuỗi hô hấp mô bào

-Là một chuỗi các phản ứng xảy ra trong ty thể và kết quả trong sự hình thành ATP và phân tử khác để trải qua phản ứng hơn nữa để tạo thành nhiều ATP.. Các giai đoạnGiai đoạn 1: - Ngưn

HÓA SINH ĐỘNG VẬT

NHÓM 3- CNTY

Chu trình Krebs- mối liên quan giữa chu trình Krebs

và chuỗi hô hấp mô bào

ĐẶT VẤN ĐỀ:

Đối với con người chúng ta nói riêng và sinh vật nói chung thì chu trình Krebs và chuỗi hô hấp

mô bào gắn liền với sự sống Chúng có vai trò

đặc biệt quan trọng trong quá trình sinh trưởng

và phát triển của sinh vật Chúng ta sẽ đi tìm

hiểu về chu trình Krebs, chuỗi hô hấp mô bào

cũng như mối liên hệ giữa chúng sau đây:

I Chu trình Krebs

IV Hô hấp mô bào

V Mối liên quan giữa chu

trình Krebs và hô hấp mô bào

1 Khái niệm

2 Sơ đồ chu trình Krebs

3 Các giai đoạn

III Ý nghĩa chu trình Krebs

II Cơ chế điều hòa chu trình

Krebs

1 Khái niệm

-Là một chuỗi các phản ứng hóa học xúc tác bởi enzym Có vai trò quan trọng bậc nhất

trong mọi tế bào sống có dùng oxy trong hô hấp tế bào.

-Là một chuỗi các phản ứng xảy ra trong ty

thể và kết quả trong sự hình thành ATP và

phân tử khác để trải qua phản ứng hơn nữa để tạo thành nhiều ATP.

I Chu trình Krebs

2 Sơ đồ chu trình Krebs

3 Các giai đoạn

Giai đoạn 1:

- Ngưng tụ AcetylCoA và Oxaloacetat ( là phản ứng 1 chiều )

- Phản ứng ngưng tụ Acetyl CoA (2C) với Oxaloacetat (4C) loại ra một phân tử CoA để tạo thành acid Citric nhờ xúc tác của enzym Citrat synthetase

Giai đoạn 2:

-Đồng phân hoá Citrat thành IsoCitrat, xúc tác

là enzym Aconitat

-2 giai đoạn

+Loại nước tạo CisAconitat

+Hợp nước tạo IsoCitrat

Giai đoạn 3:

- Khử carboxyl IsoCitrat tạo α-Ketoglutarat , xúc tác là isocitrate dehydrogenase của ty thể có CoE là NAD+

- Gồm 2 giai đoạn

+Khử Hydrogen tạo thành Oxalosuccinate

+Khử Carboxyl tạo α-Ketoglutarate

Giai đoạn 4:

- Khử Carboxyl α-Ketogutarate tạo thành Succinyl-CoA (là

phản ứng 1 chiều), và nhả ra CO2 nhờ xúc tác bởi phức hợp đa enzym gọi là α-Ketoglutarate dehydrogenase có 5 CoE khử là TPP, acid Lipoic, CoA, FAD và NAD+ , phức hợp đa enzym

gồm α-Ketoglutarat dehydrogenase , trans-Succinylase ,

Dihydro Lipoy Dehydrogenase

2

Giai đoạn 5:

- Biến đổi Succinyl-CoA thành Succinate, xúc tác là enzym

Succinate thiokinase, năng lượng tạo ra trong phản ứng cung cấp cho ADP tạo 1 ATP

Giai đoạn 6:

- Khử hydro của Succinat thành Fumalat , dưới tác dụng của Succinat dehydrogenase có CoE là FAD

Giai đoạn 7:

- Hợp nước vào liên kết đôi của Fumalate tạo thành Malate, xúc tác là enzym fumarase

Giai đoạn 8:

- Oxy hoá Malate thành Oxaloacetate xúc tác bởi enzym

Malat dehydrogenase có CoE là NAD+ , phản ứng này đóng vòng krebs và phân tử Oxaloacetat mới hình thành tiếp tục ngưng tụ với một phân tử AcetylCoA khác để bắt đầu một vòng phản ứng mới.

II Cơ chế điều hòa chu trình Krebs

-Điều hòa ức chế bởi 4 enzym dị lập thể : pyruvatdehydrogenase, ketoglutaratedehydrogenase, isocitratdehydrogenase, citrate

α-synthetase.

(Enzyme dị lập thể là enzyme ngoài trung tâm hoạt động của enzyme còn có khu dị lập thể gắn với các chất dị lập thể hoặc các chất hoạt hóa)

- Cơ chế ức chế dị lập thể: chất tác dụng được gọi là chất ức chế dị lập thể.

Cơ chế dị lập thể đóng vai trò quan trọng trong sự chuyển hóa

E1 E2 E3 E4 En

A -> B -> C -> D -> Z

Cơ chế ức chế dị lập thể (Feed back inhibition)

Khi Z quá nhu cầu cơ thể quay lại ức chế E1

PYRUVATE ACETYL-CoA

▲ ATP, Acetyl,NADH, Acid béo

∆ AMP, CoA, NAD+, Ca2+

▲ NADH, Succinyl-CoA, Citrate, ATP

IsoCitrate dehydrogenase

ketoglutarate dehydrogenase

Cơ chế điều hòa chu trình Krebs

III Ý nghĩa chu trình Krebs

a) Về mặt năng lượng

- Từ 1 acetyl-coA : 3 NADH + 1 FADH2 + 1 GTP(=1ATP) FADH2 và NADH sẽ tiếp tục đi vào chuỗi hô hấp mô bào

để giải phóng năng lượng cho quá trình tổng hợp ATP tại

đây Vì vậy về mặt năng lượng trong giai đoạn đường phân

hình thành 2 NADH tương đương 6 ATP+1 ATP=8ATP.

a) Về mặt năng lượng

- Trong chu trình Krebs: 3 NADH tương đương

9ATP+1FADH2(=2ATP)+1 GTP(=1ATP)=12ATP

- Quá trình chuyển hóa 2 phân tử Pyruvate đều

được oxy hóa để hình thành 6 CO2 thông qua sự xúc tác của phức hợp Pyruvate dehydrogenase và chu trình Krebs và dòng điện tử được vận chuyển với O2 thông qua quá trình phosphoryl hóa OXH lượng ATP được hình thành khoảng 38 ATP/ 1

glucose.

b) Cung cấp sản phẩm trung gian

- Là nơi cung cấp các sản phẩm trung gian chuyển hoá cần thiết cho cơ thể như:

- α-Ketoglutarate, oxaloacetate- tổng hợp aspartate

và glutamic

- SuccinylCoA là trung tâm tổng hợp vòng

phosphoryl của nhân hem là chất vận chuyển điện tử.

-Citrat giữ vai trò chuyển Acetyl CoA từ trong thể

ty ra tế bào chất để tổng hợp Acid béo.

=> Do đó chu trình Krebs trở thành vị trí trung tâm điều hoà các chất trong cơ thể

IV Chuỗi hô hâp mô bào

1) Khái niệm

-Hô hấp: Là quá trình trao đổi khí liên tục giữa cơ thể với

môi trường Bản chất của hô hấp là quá trình oxy hóa sinh học:

Chất hữu cơ + O2 => CO2 + H2O + năng lượng

- Hô hấp mô bào: là chuỗi các phản ứng oxy hóa khử xảy

ra trong tế bào được xúc tác bởi một hệ thống enzyme liên hoàn, nhằm khai thác năng lượng từ các hợp chất hữu cơ theo một quá trình nghiêm ngặt chặt chẽ.

- Hô hấp mô bào diễn ra màng trong ti thể tế bào

2 Các enzyme chuỗi hô hấp:

+ SH2-NAD-FAD-Q Cytocrom b,c2, c, a, a3 ½ OO Cytocrom b,c2, c, a, a3 ½ OOOO Cytocrom b,c2, c, a, a3 ½ OO  Cytocrom b,c2, c, a, a3 ½ OO  Cytocrom b,c2, c, a, a3 ½ OO 2 2

_

H OO2

2 H+

-Dehydrogenase có CoE NAD và NADP+ +

NAD +2e + 2H => NADH + H

NADP + 2e + 2H => NADPH + H

- Các flavoprotein: có FMN, FAD

- Ubiquinone (Q Cytocrom b,c2, c, a, a3 ½ OO)

-Cytochrome: các phân tử protein có nhóm ghép heme Các loại cytochrom khác nhau về phổ hấp ánh sáng

-Sắt –sulfur-protein( Fe-S-protein) vận chuyển e

+ Cấu trúc trung tâm Fe-S khác nhau:

- Phức hợp II: Succinate Ubiquinone reductase : Xúc tác vận

chuyển e từ succinate UbiquinoneUbiquinone

-Phức hợp III: UbiquinoneCytochrome c reductase: xúc tác  Cytocrom b,c2, c, a, a3 ½ OO

vận chuyển e từ Ubiquinone đến Cytochrome c và vận

chuyển H từ chất nền ti thể đến khoảng giữa 2 lớp màng

- Phức hợp IV: Cytocrom oxydase

Vận chuyển e từ cytocrom c qua quá trình oxi hóa khử nước  Cytocrom b,c2, c, a, a3 ½ OO

Từ cyt c => cyt a =>a 1/2 OO23 2

UbiquinoneNADH+11H + ½ OO NAD + 10H +N  Cytocrom b,c2, c, a, a3 ½ OO 2

P

●Các hợp chất mang e hoạt động theo phức hợp mutienzym

-Phức hợp I: NADH_ Ubiquinone redutase: chuyển 2e và 2H từ NADH+H đến Ubiquinone Ubiquinone_HUbiquinone

+ Chuyển 4H từ chất nền vào khoảng giữa 2 lớp màng

2

3NADH+ H -> 9 ATP

1 FADH -> 2 ATP

Chu trình Krebs 1 ATP Cytocrom b,c2, c, a, a3 ½ OO

Tổng cộng tạo ra 12 ATP

V Sự liên hệ giữa chu trình Krebs

và chuỗi hô hấp mô bào:

-Acetyl-CoA là sản phẩm của 3 con đường nhưng con đường chu

trình Krebs là con đường duy nhất oxi hóa triệt để Acetyl CoA COO  Cytocrom b,c2, c, a, a3 ½ OO+ H OO

-Chuỗi hô hấp mô bào ngưng hoạt động thì chu trình Krebs vẫn hoạt động vì còn nhiều con đường khác tổng hợp nên chất trung gian cho chu trình Krebs

2 2

- Chu trình Krebs chỉ trực tiếp tạo ra 1 ATP trong giai đoạn chuyển succinyl CoA thành succinate, 4 bước oxi hóa của chu trình cung cấp dòng điện tử đi vào chuỗi hô hấp dưới dạng NADH và FADH2

- Succinate dehydrogenase có 3 trung tâm sắt sulfur khác nhau, điện tử được truyền

từ succinate sang FAD và các trung tâm sắt sulfur trước khi đi vào chuỗi vận chuyển điện tử ở màng trong của ty thể Trong quá trình vận chuyển của dòng điện tử từ succinate được vận chuyển bởi các chất vận chuyển điện tử đến chất nhận điện tử cuối cùng là Oxy.

+ Cơ chất (S) → NADH + NAD+ → Flavoprotein → CoQ → Fe-S-P → Cytochrome → O2

- NADH và FADH2 cả hai chất này sẽ chuyển điện tử đến chuỗi dẫn truyền điện tử để tổng hợp ATP thông qua sự phosphoryl hóa oxi hóa.

- Phức hợp II trong chuỗi hô hấp mô bào được đề cập đến trong chu trình Krebs

dưới tên gọi của enzyme Succinate dehydrogenase là một enzyme duy nhất gắn với màng trong chu trình Krebs Ubiquenone (CoE) là chất nhận điện tử cuối cùng trong các phản ứn được xúc tác bởi phức hợp II Vậy succinate làm cầu nối trung gian để truyền điện tử từ FAD sang chuỗi hô hấp mô bào

Cảm ơn quý thầy cô cùng các bạn đã lắng nghe bài thuyết trình của nhóm

trong ngày hôm nay!