Các nguyên tắc điều chỉnh sinh tổng hợp

Các nguyên tắc điều chỉnh sinh tổng hợp Các nguyên tắc điều chỉnh sinh tổng hợp Bởi: Nguyễn Lân Dũng nguyendinhquyen CÁC NGUYÊN TẮC ĐIỀU CHỈNH SINH TỔNG HỢP Trao đổi chất sinh tổng hợp tuân theo số nguyên tắc chung, số nguyên tắc tóm tắt đây: Mỗi tế bào vi sinh vật chứa lượng lớn protein, acid nucleic polisaccaride Tất cao phân tử tức polime gồm đơn vị nhỏ liên kết với Việc kiến trúc phân tử lớn, phức tạp từ vài đơn vị cấu trúc đơn giản monome tiết kiệm nhiều dự trữ di truyền, nguyên liệu cho sinh tổng hợp lượng Ta xem xét tổng hợp protein để hiểu rõ vấn đề Các protein, có kích thước, hình dạng chức nào, tạo thành 20 amino acid thông thường nối với nhờ liên kết peptide Các protein khác đơn giản có thứ tự amino acid khác amino acid khác Giả dụ, protein tạo thành 20 mà 40 amino acid khác nhau, tế bào phải cần enzyme để sản xuất amino acid nhiều gấp đôi (hoặc phải nhận acid bổ sung từ thức ăn) Các enzyme bổ sung đòi hỏi phải có gen tế bào lại phải đầu tư thêm nguyên liệu lượng cho việc tổng hợp gen, enzyme amino acid bổ sung Rõ ràng, việc sử dụng vài monome nối với liên kết cộng hoá trị khiến cho việc tổng hợp cao phân tử trở thành trình có hiệu Hầu tất cấu trúc tế bào kiến trúc chủ yếu khoảng 30 tiền chất nhỏ Tế bào thường tiết kiệm nguyên vật liệu lượng cách sửdụng enzyme dùng chocảdị hoá đồng hoá Chẳng hạn, hầu hết enzyme đường phân tham gia tổng hợp phân giải glucose se Mặc dù nhiều enzyme đường lưỡng hoá hoạt động phân giải tổng hợp số bước lại xúc tác hai enzyme khác nhau: xúc tác phản ứng theo hướng phân giải theo hướng tổng hợp (Hình 18.2) Vì vậy, đường dị hoá đồng hoá không chi có nhiều enzyme chung 1/3 Các nguyên tắc điều chỉnh sinh tổng hợp Việc sử dụng enzyme riêng rẽ theo hai hướng bước đơn độc cho phép điều chỉnh dị hoá đồng hoá cách độc lập Cần nhớ việc điều chỉnh đồng hoá khác với điều chỉnh dị hoá Cả hai đường điều chỉnh sản phNm cuối nồng độ ATP, ADP, AMP N AD+ Tuy nhiên, đường đồng hoá việc điều chỉnh sản phNm cuối cùng, nói chung, có vai trò quan trọng Để tổng hợp phân tử cách hiệu đường đồng hoá phải hoạt động không thuận nghịch theo hướng sinh tổng hợp Tế bào thực điều cách liên kết số phản ứng sinh tổng hợp với phân giải ATP nucleoside triphosphate khác Khi hai trình liên kết lượng tự thoát phân giải nucleoside triphosphate hướng dẫn phản ứng sinh tổng hợp hoàn thành 5.Ở vi sinh vật nhân thật đường sinh tổng hợp thường diễn bên khoang tế bào khác với đường phân giải tương ứng Chẳng hạn, sinh tổng hợp acid béo gặp tế bào chất oxy hoá acid béo thực bên ti thể Sự phân khoang tạo điều kiện cho đường hoạt động đồng thời không phụ thuộc vào 2/3 Các nguyên tắc điều chỉnh sinh tổng hợp Một đường sinh tổng hợp giả thuy ế t Các đường liên k ế t G với X, Y Z hoàn toàn đồng hóa chúng dùng để tổng hợp sản phẩm cuối Con đường từ A đ ế n G lưỡng hóa, nghĩa có chức dị hóa đồng hóa Hầu h ế t phản ứng dùng vai trò; nhiên, chuyển hóa qua lại C D xúc tác enzyme riêng biệt, E (dị hóa) E (đồng hóa) (Nguồn Prescott cs, 2005) 6.Cuối cùng, đường đồng hoá dị hoá thường sử dụng cofactor khác Các phản ứng oxy hoá phân giải, nói chung, sản N ADH chất cho vận chuyển electron Trái lại, chất cho electron cần cho sinh tổng hợp N ADPH N ADH thường đảm nhiệm chức Trao đổi chất acid béo cung cấp ví dụ thứ hai Các phân tử acyl-CoA acid béo bị oxy hoá để sản lượng tổng hợp acid béo có tham gia tioeste protein mang nhánh acyl Sau cao phân tử kiến trúc từ tiền chất đơn giản chúng tập hợp thành cấu trúc lớn hơn, phức tạp hệ thống siêu phân tử bào quan (Hình 18.1) Các cao phân tử thường chứa thông tin cần thiết để tạo thành cách ngẫu nhiên trình gọi tự tập hợp Chẳng hạn, riboxom tập hợp lớn gồm nhiều protein phân tử acid ribonucleic chúng tạo thành nhờ tập hợp thành phần không cần có tham gia yếu tố bổ sung 3/3 .. .Các nguyên tắc điều chỉnh sinh tổng hợp Việc sử dụng enzyme riêng rẽ theo hai hướng bước đơn độc cho phép điều chỉnh dị hoá đồng hoá cách độc lập Cần nhớ việc điều chỉnh đồng hoá khác với điều. .. ti thể Sự phân khoang tạo điều kiện cho đường hoạt động đồng thời không phụ thuộc vào 2/3 Các nguyên tắc điều chỉnh sinh tổng hợp Một đường sinh tổng hợp giả thuy ế t Các đường liên k ế t G với... hướng dẫn phản ứng sinh tổng hợp hoàn thành 5.Ở vi sinh vật nhân thật đường sinh tổng hợp thường diễn bên khoang tế bào khác với đường phân giải tương ứng Chẳng hạn, sinh tổng hợp acid béo gặp