Bài giảng hóa sinh đại cương chương 9 ths phạm hồng hiếu

09/02/2014 Chương 9: TRAO ĐỔI CHẤT VÀ TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG I Giới thiệu trao đổi chất II Các trình diễn TĐC TĐNL ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương I Giới thiệu trao đổi chất Khái niệm Phản ứng oxy hóa khỬ Phản ứng phosphoryl hóa khử phosphoryl hóa Sự tạo thành lượng ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 09/02/2014 KHÁI NiỆM Năng lượng tự Mối liên quan biến thiên lượng tự số cân phản ứng ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương NĂNG LƯỢNG TỰ DO  Enthalpy (H): nội năng, lượng toàn phần  Năng lượng tự (G): lượng có khả biến thành công có ích  G 0: Phản ứng thu oKhông thể xảy tự phát • G = 0: Phản ứng không thu không phát ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 09/02/2014 BIẾN THIÊN NĂNG LƯỢNG TỰ DO G = Go + RTln([B]/[A])  Go: biến thiên lượng tự chuẩn: 25oC, pH = 0, [A]=[B]=1 mol/l  G phụ thuộc chất , điều kiện, tỉ lệ nồng độ chất tham gia, sản phẩm phản ứng; không phụ thuộc đường chuyển hoá  Biến thiên NLTD chuẩn điều kiện sinh học Go’: pH=7, 25oC  G’ = Go’ + RTln([B]/[A]) ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương BIẾN THIÊN NLTD & K G’ = Go’ + RTln([B]/[A]) Phản ứng đạt trạng thái cân bằng: G’=0  Go’ = –RTlnK’  K’: số cân phản ứng điều kiện sinh học (pH=7)  R: số khí lí tưởng, 1,987.10-3 Kcal/mol.độ  T: nhiệt độ tuyệt đối, 298K (25oC)  Go’: Kcal/mol  K’=10-Go’/1,36 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 09/02/2014 BIẾN THIÊN NLTD & K K’=10-Go’/1,36  K’=1: Go’=0: không xảy điều kiện sinh học  K’>1: Go’ ∆G < 0, nên phản ứng luôn kèm phát Năng lượng phần sử dụng (tạo thân nhiệt, công học, tổng hợp chất…), phần lại tích trữ lại liên kết giàu lượng (~) nhờ phản ứng phosphoryl hóa ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 19 OXIDOREDUCTASE Oxydase Dehydrogenase Hydroperoxydase Oxygenase ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 20 10 09/02/2014 Giai đoạn 3: CH2OH CH2OH xt CHOH + H2 O CHOH CH2OCOR3 CH2OH Monoglyceride Glycerine ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương + R3COOH 167 SỰ OXY HOÁ LIPID  Sự oxy hoá acid béo trình mà acid béo bị phân cắt, kết giải phóng lượng  Gồm gđ chính: – Hoạt hóa acid béo vận chuyển acylCoA từ bào tương vào ty thể – Quá trình  oxy hóa  Các acid béo vận chuyển qua màng ti thể carnitine-palmitoyl transferase I (CPT-I), sau chuyển qua màng ti thể carnitine ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 168 84 09/02/2014 Một acid béo muốn oxy hoá phải trải qua số phản ứng sau: Hoạt hoá acid béo: nhờ hệ thống enzyme Acyl-CoASynthetase, gồm bước sau:  Bước 1: R-CH2-CH2-COOH + ATP  R-CH2-CH2CO-AMP + H4P2O7 Acyl-AMP  Bước 2: R-(CH2)2-CO-AMP + HS.CoA  R-(CH2)2-CO~S.CoA + AMP Acyl-AMP Acyl-CoA ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 169 Gắn Acyl-CoA vào carnitine để tạo thành acyl carnitine: Chất qua màng ti thể Trong ti thể gốc acyl acid béo vận chuyển lại cho HSCoA R (CH3)3 (CH3)3 N+ CH2 CH2 + CH2 N+ Transferase CH2 CO ~ S.CoA CH-OH Acyl ~ CoA CH - O - CO - (CH2)2 R CH2COOH Carnitine ThS Phạm Hồng Hiếu + HS-CoA CH2-COOH Acylcarnitine Hóa Sinh Đại Cương – Chương 170 85 09/02/2014 Tạo Acyl-CoA trở lại : Quá trình ngược lại bước gắn acyl vào carnitine Carnitine giải phóng trở lại mặt ti thể ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 171 Quá trình  oxi hoá  Là oxi hoá chất béo xảy cách oxy hoá nguyên tử carbon vị trí  so với nhóm carboxyl  Kết  -oxy hoá tạo thành acetyl-CoA acid béo có mạch carbon ngắn trước nguyên tử carbon  -oxy hoá tiếp tục lặp lại nhiều lần toàn phân tử acid béo chuyển thành acetyl-CoA ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 172 86 09/02/2014 Quá trình  oxi hoá Tổng quát, β-oxy hóa hay phân giải axít béo tự diễn sau: Khử hyđrô acyl-CoA dehydrogenase, tạo FADH2 Hyđrat hóa enoyl-CoA hydratase Khử hyđrô 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase, tạo NADH Phân cắt thiolase, tạo acetyl-CoA axít béo làm ngắn cacbon (acyl-CoA) ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 173 Pứ khử H2 lần Pứ kết hợp nước 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase Pứ khử H2 lần Pứ phân cắt AcylCoA mạch ngắn ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 174 87 09/02/2014  Bên cạnh β-oxy hóa, có đường oxy hoá khác: – α-oxy hóa sử dụng cho nhánh axít béo trực tiếp trải qua trình βoxy hóa – Các mạng lưới nội chất trơn gan thực ω-oxy hóa, chủ yếu để giải độc trở nên phổ biến trường hợp trình β-oxy hóa bị trục trặc  Các acid béo với chuỗi cacbon dài (20 cacbon nhiều hơn) phân cắt tạo kích cỡ phù hợp (dễ sử dụng) peroxisomes ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 175 Ý nghĩa Sự oxy hoá acid béo tế bào mô nói chung nhằm mục đích cung cấp acetyl-CoA cho chu trình Krebs để biến đổi tạo lượng cho phản ứng tổng hợp trình sinh học khác thể ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 176 88 09/02/2014 Năng lượng Một vòng -oxy hoá: 5ATP - f/ư 1: FADH2 qua HHTB  ATP - f/ư 3: NADH2 qua HHTB  ATP  ATP = ATP  oxy hoá hoàn toàn acid béo có 2nC - Số vòng -oxy hoá: (n -1)  ATP= 5(n -1) - Số Acetyl-CoA: : n  ATP= 12 n  ATP = 17n – Trừ 2ATP để sử dụng hoạt hoá  ATP = 17n – ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 177 Năng lượng Một vòng -oxy hoá: 5ATP –Phản ứng 1: FADH2 qua HHTB  ATP –Phản ứng 3: NADH2 qua HHTB  ATP  ATP = ATP Oxy hoá hoàn toàn acid béo có 2nC –Số vòng oxy hoá: (n -1)  ATP= 5(n -1) –Số Acetyl-CoA : n  ATP= 12 n  ATP = 17n - Trừ 2ATP sử dụng để hoạt hoá:  ATP = 17n - ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 178 89 09/02/2014 Tác hại Enzym hoạt tính Tăng khả phản ứng với protein Mất khả hoà tan dung môi Kiềm hãm phát triển động vật Tăng khả phát triển bệnh tim mạch ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 179 Chất chống oxy hoá từ thiên nhiên ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 180 90 09/02/2014 Chất oxy hóa  Chất oxy hoá gọi gốc tự do, phân tử hay hợp tử chất có chứa điện tử độc thân không ghép đôi  Có hoạt tính mạnh, mang tính "huỷ hoại", sẵn sàng thực tính oxy hoá  Trong thể, phản ứng chất oxy hoá gốc tự gây huỷ hoại tế bào ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 181 Chất chống oxy hóa  Bên cạnh gốc tự có hệ thống chất chống oxy hoá "nội sinh" (có sẵn thể) để cân lại, vô hiệu hoá gốc tự có hại Vd: enzym glutathione peroxidase, superroxid,… đặc biệt vitamin C, vitamin E…  Khi gốc tự sinh nhiều (do ô nhiễm môi trường, tia cực tím từ ánh nắng, khói thuốc lá, ) hệ thống chất chống oxy hoá nội sinh không đủ sức cân bằng, thể sinh rối loạn bệnh lí ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 182 91 09/02/2014 Vai trò chất chống oxy hóa từ thiên nhiên  Khi có tăng nhiều gốc tự gây ra: – Tình trạng viêm nhiễm quan – Các bệnh lý tim mạch, bệnh thần kinh – Đục thuỷ tinh thể, thoái hóa hoàng điểm mắt – Tăng nguy bệnh ung thư – Và sớm xuất hiện tượng lão hoá ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 183 Vai trò chất chống oxy hóa từ thiên nhiên  Cơ quan dễ bị lão hoá lớp da bảo vệ thể  Để chống lại bội tăng gốc tự sinh mà hệ thống "chất chống oxy hoá nội sinh" không đủ sức cân để vô hiệu hoá, nhà khoa học đặt vấn đề dùng "chất chống oxy hóa ngoại sinh“ ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 184 92 09/02/2014 Vai trò chất chống oxy hóa từ thiên nhiên Các chất chống oxy hoá ngoại sinh betacaroten, chất khoáng selen, hợp chất flavonoid, polyphenol Chúng có từ nguồn thiên nhiên thực phẩm rau cải, trái tươi số loại dược thảo ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 185 Một số chất chống oxy hoá tự nhiên Flavonoid ThS Phạm Hồng Hiếu  Là nhóm chất tự nhiên lớn thường gặp thực vật  Khung theo kiểu C6 - C3 C6 Hóa Sinh Đại Cương – Chương 186 93 09/02/2014 Một số chất chống oxy hoá tự nhiên Flavonoids thường thấy trái rau cải, trà, rượu đỏ, hay dược liệu Ginkgo bibola, đậu nành… ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 187 Một số chất oxy hoá tự nhiên Phân loại flavonoid ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 188 94 09/02/2014 Các phương pháp định tính, định lượng chiết xuất Định tính ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 189 Các phương pháp định tính, định lượng chiết xuất Định lượng Phương pháp cân: ứng dụng nguyên liệu giàu có flavon flavonol dịch chiết tạp chất Đo màu: phản ứng cyanidin, phản ứng kết hợp với muối diazoni, tạo phức màu với AlCl3 , muối titan, chrom … Phương pháp đo phổ tử ngoại ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 190 95 09/02/2014 Các phương pháp định tính, định lượng chiết xuất Chiết suất Nguyên liệu chiết với methanol, bốc methanol chân không hay nồi cách thuỷ tới cạn  Hoà tan cặn nước chiết lại ethyl acetat  Bốc dịch chiết ethyl acetat nồi cách thuỷ tới cạn  Hoà tan cặn methanol để chấm sắc ký dùng dịch chiết methanol ban đầu làm dung dịch chấm sắc ký ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 191 Tác dụng sinh học ứng dụng Tác dụng sinh học  Khi đưa chất chống oxy hóa flanovoid vào thể để bảo vệ tế bào ngăn ngừa nguy xơ vữa động mạch, tai biến mạch, lão hóa…  Khả chống oxy hóa flavonoid mạnh chất khác vitamin C, E, selenium kẽm  Tác dụng chống độc flavonoid làm giảm thương tổn gan, bảo vệ chức gan  Tác dụng chống loét flavanon chalcon-glycoside rễ cam thảo ứng dụng để chữa đau dày ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 192 96 09/02/2014 Tác dụng sinh học ứng dụng Ứng dụng Chất flavonoid từ chay giúp bảo quản mô thận, ức chế phản ứng thải ghép thận; yếu tố bảo vệ thận ghép, hạn chế tổn thương tế bào thận thiếu máu ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 193 Tác dụng sinh học ứng dụng Ứng dụng Flavonoid chiết từ bạch (Ginkgo biloba-thuộc họ Ginkgoaceae) chứa chất dẫn chất Kaempferol, quercetin có tác dụng cải thiện tuần hoàn, đặc biệt tuần hoàn não, làm tăng trí nhớ… ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 194 97 09/02/2014 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 195 98 [...]... proton đến khử NADP+ thành dạng khử (NADPH) Sản phẩm của pha sáng gồm có : ATP, NADPH và oxygen ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 69 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 70 35 09/ 02/2014 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 71 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 72 36 ... 21 09/ 02/2014 ATP AMP + PP R – COOH R – CO - SCoA Lipid HS CoA Acid béo Acyl - CoA ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 CO2,H2O,… 43 AMP + PP ATP aa - ARNt aa ARNt Sinh tổng hợp protein Aminoacyl - ARNt ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 44 22 09/ 02/2014 Glycogen phosphatase b khơng hoạt động ThS Phạm Hồng Hiếu 4ATP 4ADP Phosphatase a hoạt động Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9. .. Succinyl CoA ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 40 20 09/ 02/2014 VAI TRỊ CỦA PHOSPHORYL HỐ VÀ KHỬ PHOSPHORYL 1 Tích trữ năng lượng ADP + Pvc  ATP  Q (từ quang hợp hoặc các pứ oxh-kh) Ở mơ: Creatin  Creatin ~ P ATP ThS Phạm Hồng Hiếu ADP Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 41 2 Hoạt hóa các chất ATP Glucose ThS Phạm Hồng Hiếu ADP Glucose – 6 phosphate Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 CO2, H2O,... huỷ H2O2 tạo thành từ phản ứng của oxydase ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 24 12 09/ 02/2014 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 25 OXIGENASE  Thường tham gia phản ứng tổng hợp hay thối hố các chất hơn là tham gia cung cấp năng lượng cho tế bào  Xúc tác gắn oxy vào cơ chất ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 26 13 09/ 02/2014 OXYGENASE  2 nhóm: – Dioxygenase... cộng sinh với protoeukaryote ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 28 14 09/ 02/2014 PHOSPHORYL HỐ KHỬ PHOSPHORYL HỐ ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 29 PHẢN ỨNG PHOSPHORYL HỐ R-H + HO-PO3H2  R-P + H2O Phosphorylase G>0 (thu Q) VD: ATP G ADP Hexokinase Glucokinase G - 6P Phản ứng khử phosphoryl: R-P + H2O  R-H + H3PO4 Phosphatase ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương. .. UREA ThS Phạm Hồng Hiếu Vận chuyển hydrogen H2O Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 62 31 09/ 02/2014 2 Q trình Quang hợp ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 63 Sự chuyển hố của glucid trong cơ thể sống  Sự tổng hợp glucid – Q trình quang hợp  Sự phân giải các hợp chất polysaccharid  Sự phân giải glucid – Q trình hơ hấp ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 64 32 09/ 02/2014 Sự tổng... ATP ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 35 CÁC CHẤT “GIÀU” NĂNG LƯỢNG Loại liên kết 1.Pyrophosphat Phosphoanhydrid P–O~P ThS Phạm Hồng Hiếu Chất NTP ATP,GTP,UTP,… CTP… NDP ADP,GDP,CDP… VDP… Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 36 18 09/ 02/2014 CÁC CHẤT “GIÀU” NĂNG LƯỢNG 2 Acyl phosphat R–C~P ll O ThS Phạm Hồng Hiếu a 1,3-diphosphoglyceric Aminoacyl-AMP R – C – CO ~ AMP l NH2 Hóa Sinh Đại Cương. .. nucleid có tính đặc hiệu của cơ thể  Q trình đồng hóa diễn ra theo ba bước: – Tiêu hóa – Hấp thu – Tổng hợp ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 52 26 09/ 02/2014 Tiêu hóa: Tinh bột, protein protein enzyme thủy phân có trong dịch tiêu hóa ThS Phạm Hồng Hiếu Glucose, acid amin… Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 53 Hấp thu: Hóa học (sự phosphoryl hóa, sự vận chuyển tích cực qua màng tế bào) Acidamin,... chuyển hóa protein 7 Sự chuyển hóa lipid ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 60 30 09/ 02/2014 1 Sơ đồ tổng qt về chu trình TĐC trong sinh giới ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 Protein I Glycogen Acid amin III Triglycerid Glucose SƠ ĐỒ TĨM II TẮC CHUYỂN HĨA TRUNG GIAN 61 Glycerol Acid béo Pyruvat Acetyl - CoA Chu trình Krebs NH3 ADP + P O2 Hơ hấp tế bào ATP CO2 UREA ThS Phạm Hồng. .. ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 56 28 09/ 02/2014 Dị hóa (Catabolism) Đại phân tử Dạng nhiệt khoảng 50% Tế bào sử dụng Q co duỗi cơ hay cơng thẩm thấu (vận chuyển tích cực) và các hoạt động khác Các phân tử nhỏ hơn ThS Phạm Hồng Hiếu Glucid Lipid Protein ADP + H3PO4 50% được tích trữ dưới dạng ATP Hóa Sinh Đại Cương – Chương 9 57 Thối hóa Năng lượng Nhiệt ATP + H2O ADP + H3PO4 ThS Phạm ... oxygen ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 69 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 70 35 09/ 02/2014 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 71 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh. .. ribulose 1,5-bisphosphate ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 75 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 76 38 09/ 02/2014 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 77 Ribulose... Krebs ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 86 43 09/ 02/2014 ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa Sinh Đại Cương – Chương 87 SỰ CHUYỂN HĨA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Q trình oxy hố hơ hấp ThS Phạm Hồng Hiếu Hóa