Bài giảng sự liên quan và điều hòa chuyển hóa

-Tích trữ và sử dụng năng lượngSự oxy hóa Glucid, Lipid, Protid đều giải phóng năng lượng với các mức độ khác nhau Một phần các năng lượng đó tỏa ra dưới dạng nhiệt, một phần được tích t

LIÊN QUAN VÀ ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA

3 Giải thích được các cơ chế điều hòa chuyển hóa ở mức tế bào.

Con đường chuyển hóa riêng

Có những điểm chung liên quan chặt chẻ với nhau

Mạng lưới chuyển hóa chung

của cơ thể

1- LIÊN QUAN CHUYỂN HÓA 1.1- Sơ đồ tổng quát

Protid A.nucleic

Nucleosid Nucleotid

Glucose Glycerol A béo

G-6P Ribose-5P

Hô hấp tế bào

1.2- Sự thống nhất chuyển hóa:

Thể hiện ở:

CO 2 và H 2 O

- Hô hấp tế bào

Acetyl CoA (từ chuyển hóa của Glucid, Lipid, Protid) bị đốt cháy theo những cơ chế và hệ thống enzym chung của hô hấp tế bào

tạo CO 2 (khử carboxyl bởi decarboxylase), tách dần từ 2H và đưa tới O 2 thở vào qua chuỗi hô hấp tế

bào (oxy hóa sinh học) tạo thành H 2 O

-Tích trữ và sử dụng năng lượng

Sự oxy hóa Glucid, Lipid, Protid đều giải phóng năng lượng với các mức độ khác nhau

Một phần các năng lượng đó tỏa ra dưới dạng nhiệt, một phần được tích trữ dưới dạng ATP Không phân biệt được nguồn gốc ATP từ chuyển hóa của Glucid, Lipid, Protid

1.3- Sự biến đỗi qua lại giữa Glucid, Lipid và Protid

Thông qua những chất « ngã ba đường » : vừa là

sp thoái hóa chung, vừa là tiền chất cho sự tổng hợp các chất.

Thí dụ:

Acetat:

- Dùng acetat 14C đưa vào cơ thể sinh vật thì thấy xuất

hiện 14C trong các phân tử Glucid, Lipid, Protid

Pyruvat:

-Alanin bị khử amin thành pyruvat

Pyruvat

Glucid ( tân tạo glucose)

Acetyl CoA ( tổng hợp acid béo)

Tuy nhiên, chúng không thể thay thế nhau hoàn toàn được vì:

- Glucid là nguồn năng lượng chủ yếu của cơ thể (1 Glucose

đi đến chu trình Krebs tạo 38 ATP)

- Đối với lipid: có các acid béo cần thiết mà cơ thể không thể tổng hợp được (acid linoleic, acid linolenic)

- Đối với protid: có các acid amin cần thiết mà cơ thể

không thể tổng hợp được

Cần chế độ dinh dưỡng hợp lý, đầy đủ các chất với tỷ lệ nhất định

1.4- Sự liên hợp giữa các phản ứng và quá trình

Sự liên quan chuyển hóa còn là sự liên hợp giữa các phản ứng và quá trình

- Phản ứng liên hợp : kết hợp 2 phản ứng giải phóng (thoái hóa) và thu (tổng hợp) năng lượng

-Quá trình chuyển hóa: liên quan với nhau qua những sản phẩm chuyển hóa

Thoái hóa Glucid (theo con đường HMP) cung cấp NADPH 2 cho sự tổng hợp acid béo và ribose-5-P cho sự tổng hợp nucleosid, nucleotid và acid nucleic

Thoái hóa Glucid (theo con đường HDP) cung cấp oxaloacetic giúp ngưng tụ acetyl CoA (sp của sự oxy hóa acid béo) vào chu trình Krebs

Chu trình Krebs liên quan với chu trình urê qua aspartat

Chu trình Krebs cung cấp Succinyl-CoA cho quá trình tạo Hem

1.5- Quan hệ chuyển hóa giữa các bào quan trong tế bào

-Ty thể:

+ nơi xảy ra quá trình chuyển hóa năng lượng mạnh mẽ

+ nơi cung cấp năng lượng (ATP) cho các bộ phận khác của tế bào, đảm bảo cho các hoạt động của tế bào

-Nhân tế bào:

+ tổng hợp ARN cho sự tổng hợp protein ở ribbosom

+ tổng hợp NAD cho các quá trình khử hydro của ty thể và các nơi khác

1.6- Quan hệ chuyển hóa giữa các mô

Ngoài các quá trình chuyển hóa chung, mỗi mô có đặc điểm và chức năng chuyển hóa riêng, nhưng có liên quan lẫn

nhau

-Gan (trung tâm trong mối liên quan chuyển hóa giữa các

mô):

+ có chức năng glycogen (tổng hợp glycogen dự trữ và phân

ly thành glucose vào máu khi cần để cung cấp cho các mô) + quá trình -oxy hóa acid béo bão hòa xảy ra chủ yếu ở

gan

Glucose

Glucose Glycogen

+ nguồn năng lượng chủ yếu là sự oxy hóa glucose, acid béo và thể ceton

+ Glycogen ở cơ (khoảng 1/3 tổng glycogen cơ thể)

+ Cơ không có Glucose-6-phosphatase nên không giải phóng glucose tự do vào máu

+ Một lượng lớn Alanin được tạo thành từ pyruvat và cùng với lactat được chuyển đến gan để tạo glucose

G-6P Thoái hóa yếm khí và hiếu khí

Glycogen G6P

Glucose

Pyruvat

Lactat Alanin

Glucose

Pyruvat

Alanin Lactat

+ Khi cơ nghỉ, acid béo và thể ceton được sử dụng làm chất đốt

+ Cơ tim sử dụng acetoacetat nhiều hơn so với glucose

-Mô mỡ:

+ Là nơi dự trữ Triglycerid

+ xảy ra quá trình tổng hợp và phân giải TG

AB Glucose

Glycerol

Glycerol phosphat

2 ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA

- Cơ thể sống có khả năng tự điều hòa

- Sự điều hòa được thể hiện ở hai mức độ khác nhau:

+ Mức tế bào (điều hòa chuyển hóa)

+ Toàn cơ thể (kiểm soát chuyển hóa nhờ hormon, thần kinh)

- Cơ chế của sự điều hòa bao giờ cũng là cơ chế phân

tử

- Trong một tế bào, cơ chế điều hòa chủ yếu là ảnh hưởng đến hoạt tính của enzym hoặc ảnh hưởng đến sinh tổng hợp enzym

2.1 Điều hòa nhờ cơ chế làm thay đổi hoạt tính của enzym

(Enzym và xúc tác sinh học)

- Điều hòa bởi cơ chế phản hồi (feed-back)

- Enzym dị lập thể

+ nhiều trung tâm hoạt động

+ chịu tác động của các chất ức chế và hoạt hoá dị lập thể

-Sự phosphoryl hoá và sự khử phosphoryl được xúc tác bởi protein phosphatase

- Tác động phân giải protein chuyển dạng tiền enzym

(proenzym) hay còn gọi là zymogen không hoạt động sang dạng enzym hoạt động

2.2 Điều hòa nhờ cơ chế ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp enzym: quan niệm về operon

Có 2 loại enzym:

Enzyme cấu tạo:

+ những thành phần cơ bản của hoạt động tế bào ( enzym của sự đường phân)

+ sản xuất với một lượng không thay đổi (dù các điều kiện chuyển hóa thay đổi)

Enzym cảm ứng:

+ chỉ được tổng hợp với một lượng cần thiết khi tế bào cần đến

Gen điều hòa Gen P Gen O Gen cấu trúc

R

ARNm

CRP AMP vòng

ARN polymerase

bị kìm hãm

Gen điều hòa Gen P Gen O Gen cấu trúc

Gen điều hòa Gen P Gen O Gen cấu trúc

Trytophan Vi khuẩn không tổng hợp

được các enzym để sinh tổng hợp tryptophan

OPERON TRYPTOPHAN (trạng thái bị kìm hãm)