Bài giảng sự liên quan và điều hòa chuyển hóa

LIÊN QUAN VÀ ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA MỤC TIÊU Trình bày sơ đồ liên quan chuyển hóa glucid, lipid, protein acid nucleic Nêu tính thống chuyển hóa, biến đổi qua lại thay hoàn toàn chuyển hóa Giải thích chế điều hòa chuyển hóa mức tế bào Glucid Lipid Protid Con đường chuyển hóa riêng Acid nucleic Có điểm chung liên quan chặt chẻ với Mạng lưới chuyển hóa chung thể 1- LIÊN QUAN CHUYỂN HÓA 1.1- Sơ đồ tổng quát Protid A.nucleic Acid amin Nucleosid Lipid Glucid Nucleotid Glycerol Glucose A béo G-6P Ribose-5P NADPH2 PGA Ala Leu,Ile Pyruvat Asp Acetyl CoA Oxaloacetat CT Urê Hem Glu Citrat Fumarat Succinat CO2 CO2 -Ceto Glu 2H Hô 2H 2H 2H hấp tế bào 1/2O2 ATP H2O 1.2- Sự thống chuyển hóa: Thể ở: - Chu trình Krebs : giai đoạn thoái hóa cuối Glucid, Lipid, Protid đường chuyển hóa Glucid, Lipid, Protid dẫn đến sản phẩm chung Acetyl CoA Acetyl CoA bò đốt cháy chu trình Krebs tạo CO2 H2 O - Hô hấp tế bào Acetyl CoA (từ chuyển hóa Glucid, Lipid, Protid) bò đốt cháy theo chế hệ thống enzym chung hô hấp tế bào tạo CO2 (khử carboxyl decarboxylase), tách dần từ 2H đưa tới O2 thở vào qua chuỗi hô hấp tế bào (oxy hóa sinh học) tạo thành H2 O -Tích trữ sử dụng lượng Sự oxy hóa Glucid, Lipid, Protid giải phóng lượng với mức độ khác Một phần lượng tỏa dạng nhiệt, phần tích trữ dạng ATP Không phân biệt nguồn gốc ATP từ chuyển hóa Glucid, Lipid, Protid 1.3- Sự biến đỗi qua lại Glucid, Lipid Protid Thông qua chất « ngã ba đường » : vừa sp thoái hóa chung, vừa tiền chất cho tổng hợp chất Thí dụ: Acetat: - Dùng acetat 14C đưa vào thể sinh vật thấy xuất 14C phân tử Glucid, Lipid, Protid Pyruvat: -Alanin bò khử amin thành pyruvat Glucid ( tân tạo glucose) Pyruvat Acetyl CoA ( tổng hợp acid béo) - PGA (Phosphoglyceraldehyd) Glycerol bò khử hydro thành PDA (Phosphodioxyaceton) rời thành PGA Glucid ( tân tạo glucose) PGA Pyruvat Amin hóa Alanin (acid amin) Glucid, Lipid, Protid biến đỗi qua lại Tuy nhiên, chúng thay hoàn toàn vì: - Glucid nguồn lượng chủ yếu thể (1 Glucose đến chu trình Krebs tạo 38 ATP) - Đối với lipid: có acid béo cần thiết mà thể tổng hợp (acid linoleic, acid linolenic) - Đối với protid: có acid amin cần thiết mà thể tổng hợp Cần chế độ dinh dưỡng hợp lý, đầy đủ chất với tỷ lệ đònh 1.5- Quan hệ chuyển hóa bào quan tế bào -Ty thể: + nơi xảy trình chuyển hóa lượng mạnh mẽ + nơi cung cấp lượng (ATP) cho phận khác tế bào, đảm bảo cho hoạt động tế bào -Nhân tế bào: + tổng hợp ARN cho tổng hợp protein ribbosom + tổng hợp NAD cho trình khử hydro ty thể nơi khác 1.6- Quan hệ chuyển hóa mô Ngoài trình chuyển hóa chung, mô có đặc điểm chức chuyển hóa riêng, có liên quan lẫn -Gan (trung tâm mối liên quan chuyển hóa mô): + có chức glycogen (tổng hợp glycogen dự trữ phân ly thành glucose vào máu cần để cung cấp cho mô) + trình -oxy hóa acid béo bão hòa xảy chủ yếu gan Gan Glycogen Acid béo Acetyl-CoA Mô khác (cơ) Glucose Thể ceton Glucose Acetyl-CoA Glycogen G-6P OA Krebs Krebs CO2 H2O -Não : + Nguồn lượng chủ yếu glucose từ máu thoái hóa theo đường HDP hiếu khí + Não cần cung cấp thường xuyên glucose oxy + Khi đói, thể ceton (acetoacetat hydroxybutyrat) thay glucose -Cơ + nguồn lượng chủ yếu oxy hóa glucose, acid béo thể ceton + Glycogen (khoảng 1/3 tổng glycogen thể) G-6P Thoái hóa yếm khí hiếu khí + Cơ Glucose-6-phosphatase nên không giải phóng glucose tự vào máu + Một lượng lớn Alanin tạo thành từ pyruvat với lactat chuyển đến gan để tạo glucose Glucose Glycogen Alanin Gan Glucose G6P G6P Pyruvat Pyruvat Lactat Lactat Glycogen Alanin Máu Protein Liên quan chuyển hóa gan Cơ + Khi nghỉ, acid béo thể ceton sử dụng làm chất đốt + Cơ tim sử dụng acetoacetat nhiều so với glucose -Mô mỡ: + Là nơi dự trữ Triglycerid + xảy trình tổng hợp phân giải TG Glycerol phosphat Glucose AB VLDL Thể ceton Glycerol AB Gan AB+ AcylCoA TG Glycerol AB-albumin Máu H2O AB Mô mỡ ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA - Cơ thể sống có khả tự điều hòa - Sự điều hòa thể hai mức độ khác nhau: + Mức tế bào (điều hòa chuyển hóa) + Toàn thể (kiểm soát chuyển hóa nhờ hormon, thần kinh) - Cơ chế điều hòa chế phân tử - Trong tế bào, chế điều hòa chủ yếu ảnh hưởng đến hoạt tính enzym ảnh hưởng đến sinh tổng hợp enzym 2.1 Điều hòa nhờ chế làm thay đổi hoạt tính enzym (Enzym xúc tác sinh học) - Điều hòa chế phản hồi (feed-back) - Enzym dò lập thể + nhiều trung tâm hoạt động + chòu tác động chất ức chế hoạt hoá dò lập thể -Sự phosphoryl hoá khử phosphoryl xúc tác protein phosphatase - Tác động phân giải protein chuyển dạng tiền enzym (proenzym) hay gọi zymogen không hoạt động sang dạng enzym hoạt động 2.2 Điều hòa nhờ chế ảnh hưởng đến sinh tổng hợp enzym: quan niệm operon Có loại enzym: Enzyme cấu tạo: + thành phần hoạt động tế bào ( enzym đường phân) + sản xuất với lượng không thay đổi (dù điều kiện chuyển hóa thay đổi) Enzym cảm ứng: + tổng hợp với lượng cần thiết tế bào cần đến Gen điều hòa Gen P R ARNm Gen O Gen cấu trúc A CRP ARN polymerase AMP vòng Ribosom B C bò kìm hãm CRP: C-reactive protein R: protein kìm hãm OPERON ĐÓNG Gen điều hòa Gen P Gen O Gen cấu trúc B A ARNm Ribosom C Giải kìm hãm ARNm Chất cảm ứng Protein kìm hãm R A B C Protein cấu trúc OPERON MỞ Gen P Gen điều hòa Gen O Gen cấu trúc A Ribosom Lactose chất cảm ứng khác B C Giảiû kìm hãm Protein kìm hãm R ARNm -GALACTOSIDASE PERMEASE Operon lactose trạng thái cảm ứng ACETYLASE Gen điều hòa Gen P R Gen O Gen cấu trúc B A C D E ARNm Bò kìm hãm Ribosom Trytophan R’: protein kìm hãm Vi khuẩn không tổng hợp enzym để sinh tổng hợp tryptophan OPERON TRYPTOPHAN (trạng thái bò kìm hãm) [...]...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 ATP Glucose ADP Glucose 6 P -Quá trình chuyển hóa: liên quan với nhau qua những sản phẩm chuyển hóa Thoái hóa Glucid (theo con đường HMP) cung cấp NADPH2 cho sự tổng hợp acid béo và ribose-5-P... 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... 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... 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. .. Protein Liên quan chuyển hóa giữa gan và cơ Cơ + 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 Glycerol phosphat Glucose AB VLDL Thể ceton Glycerol AB Gan AB+ AcylCoA TG Glycerol AB-albumin Máu H2O AB Mô mỡ 2 ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA - Cơ thể sống có khả năng tự điều. .. học) - Điều hòa bởi cơ chế phản hồi (feed-back) - Enzym dò lập thể + nhiều trung tâm hoạt động + chòu tác động của các chất ức chế và hoạt hoá dò 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... hydroxybutyrat) thay thế glucose -Cơ + 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) G-6P Thoái hóa yếm khí và hiếu khí + 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 Glucose Glycogen Alanin Gan Glucose... 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 R ARNm Gen O Gen cấu trúc A CRP ARN polymerase... R: protein kìm hãm OPERON ĐÓNG Gen điều hòa Gen P Gen O Gen cấu trúc B A ARNm Ribosom C Giải kìm hãm ARNm Chất cảm ứng Protein kìm hãm R A B C Protein cấu trúc OPERON MỞ Gen P Gen điều hòa Gen O Gen cấu trúc A Ribosom Lactose hoặc chất cảm ứng khác B C Giảiû kìm hãm Protein kìm hãm R ARNm -GALACTOSIDASE PERMEASE Operon lactose ở trạng thái cảm ứng ACETYLASE Gen điều hòa Gen P R Gen O Gen cấu trúc B... cho các mô) + quá trình -oxy hóa acid béo bão hòa xảy ra chủ yếu ở gan Gan Glycogen Acid béo Acetyl-CoA Mô khác (cơ) Glucose Thể ceton Glucose Acetyl-CoA Glycogen G-6P OA Krebs Krebs CO2 H2O -Não : + Nguồn năng lượng chủ yếu là glucose từ máu thoái hóa theo con đường HDP hiếu khí + Não cần được cung cấp thường xuyên glucose và oxy + Khi đói, các thể ceton (acetoacetat và hydroxybutyrat) thay thế glucose ... Máu H2O AB Mô mỡ ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA - Cơ thể sống có khả tự điều hòa - Sự điều hòa thể hai mức độ khác nhau: + Mức tế bào (điều hòa chuyển hóa) + Toàn thể (kiểm soát chuyển hóa nhờ hormon, thần... hydro ty thể nơi khác 1.6- Quan hệ chuyển hóa mô Ngoài trình chuyển hóa chung, mô có đặc điểm chức chuyển hóa riêng, có liên quan lẫn -Gan (trung tâm mối liên quan chuyển hóa mô): + có chức glycogen...Glucid Lipid Protid Con đường chuyển hóa riêng Acid nucleic Có điểm chung liên quan chặt chẻ với Mạng lưới chuyển hóa chung thể 1- LIÊN QUAN CHUYỂN HÓA 1.1- Sơ đồ tổng quát Protid A.nucleic