năng lượng trong cơ thể người

Ngoài vai trò cung cấp năng lượng cho cơ thể, các chất dinh dưỡng đa lượng sinh năng lượng còn tham gia vào cấu trúc cơ thể, tham gia vào các hoạt động hấp thu, chuyển hóa, miễn dịch… 2.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

BỘ MÔN: HÓA SINH THỰC PHẨM

TIỂU LUẬN

Tổng hợp, chuyển hoá và sử dụng năng

lượng trong cơ thể người từ nguồn thức

ăn

GVHD: NGUYỄN THỊ MAI HƯƠNG

Thành viên nhóm:

Nguyễn Nam Giao 12055551

Nguyễn Bảo Khanh 12138711

Lê Thị Hông Nhung 12138391

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

BỘ MÔN: HÓA SINH THỰC PHẨM

Nguyễn Nam Giao 12055551

Nguyễn Bảo Khanh 12138711

Lê Thị Hông Nhung 12138391

MỤC LỤC

A.MỞ ĐẦU 06

B.NỘI DUNG 06

I.THỨC ĂN VÀ CHẤT DINH DƯỠNG 06

1.Nhóm chất dinh dưỡng đa lượng sinh năng lượng 06

2.Nhóm chất dinh dưỡng vi lượng 06

3.Nhóm nhất dinh dưỡng đa lượng không sinh năng lượng 07

II.CÁC CHẤT DINH DƯỠNG THIẾT YẾU 07

1.Nhóm chất dinh dưỡng đa lượng cung cấp năng lượng 07

1.1Chất bột đường (carbohydrate, glucid) 07

1.2Chất béo (Lipid) 07

1.3Chất đạm (Protein) 08

2.Nhóm chất dinh dưỡng vi lượng 09

3.Nhóm nhất dinh dưỡng đa lượng nhưng không cung cấp năng lượng 09

3.1 Chất khoáng đa lượng 09

3.2 Chất xơ 09

3.3 Nước 09

III TỔNG HỢP VÀ CHUYỂN HÓA CHẤT DINH DƯỠNG 10

1.Khái niệm 11

1.1 Quá trình đồng hóa 11

1.2 Quá trình dị hóa 11

1.3 Trao đổi năng lượng 11

1.4 Quá trình sản sinh năng lượng tự do 11

2.Chuyển hóa protein trong cơ thể 12

2.1 Chức năng của protein 12

2.2.2 Tổng hợp amino acid nhờ ATP 13

2.2.1 Amine hóa 13

2.2 Tổng hợp amino acid 13

2.2.3 Chuyển vị amine 13

2.2.4 Oxim hóa 13

2.3 Tổng hợp protein 14

2.3.1 Các thành phần tham gia tổng hợp protein 14

2.3.2 Tổng hợp chuỗi polypeptide tại ribosome 14

2.3.2.1 Giai đoạn họat hóa amino acid 14

2.3.2.2 Giai đoạn mở đầu 14

2.3.2.3 Giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptide 14

2.3.2.4 Giai đoạn kết thúc sự tổng hợp chuỗi polypeptide 15

2.3.4 Hoàn thiện phân tử protein 15

2.3.5 Điều hòa tổng hợp protein 15

2.4.Phân giải protein 15

2.4.1 Phân giải amino acid 16

2.4.1.1 Khử amine 16

2.4.1.2 Khử carboxyl hóa 16

2.4.1.3 Chuyển hóa gốc R 16

2.4.1.4 Sự biến đổi các sản phẩm của quá trình phân giải amino acid 16

3.Chuyển hóa glucid trong cơ thể 16

3.1 Vai trò 17

3.2 Cơ chế tổng hợp glucid 17

3.3 Quá trình phân giải gluxit 17

4 Chuyển hóa lipid trong cơ thể 18

4.1 Vai trò dinh dưỡng của lipit 18

4.2 Cơ chế tổng hợp lipid 18

4.3 Cơ chế ph n giải lipit 22

5 Chuyển hóa nước, vitamin, muối khoáng trong cơ thể 23

5.1.Vai trò và nhu cầu của chuyển hóa nước 23

5.1.1 Chức năng trong cơ thể 23

5.1.2 Nhu cầu nước 23

5.2 Vai trò và nhu cầu của vitamin 24

5.2.1 Vai trò 24

5.2.2 Nhu cầu 24

5.2.3 Hấp thu, chuyển hóa vitamin 24

5.2.3.1 Vitamin A 24

5.2.3.2 Vitamin C 25

5.3 Muối khoáng 25

5.3.1 Canxi 25

5.3.1.1 Chức năng 25

5.3.1.2 Hấp thu, chuyển hóa 26

5.3.1.3 Nhu cầu và khuyến nghị 26

5.3.2.1 Vai trò 26

5.3.2.2 Hấp thu và chuyển hóa 26

IV SỬ DỤNG 26

1 Trao đổi chất nghỉ ngơi (RMR) 27

2 Hiệu ứng nhiệt của thực phẩm (TEF) 27

3 Hoạt động thể chất: 20 - 40% 27

4 Chế độ ăn uống theo thời điểm 27

5 Một số chế độ ăn có hại cho sức khỏe 28

V KếT LUậN 32

T ÀI LIệU THAM KHảO 33

BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ

Họ và tên SV Nhiệm vụ Ghi chú

Nguyễn Nam Giao Phần BIII: 1, 2, 3, 4 Tổng hợp + chỉnh sửa

Nguyễn Bảo Khanh Phần A, B: I, II

Lê Thị Hồng Nhung Phần B: III.5, IV, V

A MỞ ĐẦU

- Thức ăn cung cấp năng lượng cho cơ thể dưới dạng gluxit, lipit, protein , từ rượu và dạng đồ uống có rượu Thức ăn còn cung cấp các axit min, axit béo, vitamin và các chất cần thiết cho cơ thể phát triển và duy trì: các hoạt động của

tế bào và tổ chức Người ta thấy rằng sự thiếu hoặc thừa các chất dinh dưỡng trên so với nhu cầu đều dẫn đến ảnh hưởng bất lợi tới sức khỏe và có thể dẫn đến bệnh tật Chúng ta còn biết rằng trong thức ăn không chỉ có các chất dinh dưỡng mà còn có các chất tạo màu sắc, hương vị cũng như có thể có các chất độc hại đối với cơ thể Do đó để có bữa ăn hợp lý, an toàn và ngon cần có kiến thức về dinh dưỡng và an toàn thực phẩm, kỹ thuật chế biến, nấu nướng

- Cơ thể sống tồn tại, phát triển trong môi trường và không ngừng liên hệ mật thiết với môi trường đó Nó hấp thụ các chất khác nhau từ môi trường ngoài, làm biến đổi các chất đó và một mặt tạo nên các yếu tố cẩu tạo của bản th n cơ thể sống, mặt khác lại thải vào môi trường ngoài các sản phẩm phân giải của chính cơ thể cũng như các sản phẩm hình thành trong quá trình sống của cơ thể Quá trình đó thực hiện được là do các biến đổi hóa học liên tục xảy ra trong cơ thể Người ta gọi toàn bộ các biến đổi hóa học đó là sự trao đổi chất

B NỘI DUNG

I THỨC ĂN VÀ CHẤT DINH DƯỠNG

- Thức ăn trong các bữa ăn hàng ngày được chế biến từ nhiều loại thực phẩm khác nhau Hệ tiêu hóa sẽ phân giải các loại thực phẩm này thành các chất dinh dưỡng Chỉ có chất dinh dưỡng mới được hấp thu vào máu

- Có trên 40 chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể hàng ngày nhưng nhìn chung

có thể chia các chất dinh dưỡng thiết yếu này ra làm 3 nhóm chính :

1 Nhóm chất dinh dưỡng đa lượng sinh năng lượng:

Chất bột đường, chất béo, chất đạm và chất cồn Ngoài vai trò cung cấp năng lượng cho cơ thể, các chất dinh dưỡng đa lượng sinh năng lượng còn tham gia vào cấu trúc cơ thể, tham gia vào các hoạt động hấp thu, chuyển hóa, miễn dịch…

2 Nhóm chất dinh dưỡng vi lượng:

Không cung cấp năng lượng nhưng có vai trò quan trọng trong các quá trình chuyển hóa của cơ thể, có ảnh hưởng đến sức khỏe và bệnh tật Nhu cầu hàng ngày

của cơ thể thường ít, tính bằng miligam, thậm chí microgam Bao gồm các vitamin và khoáng chất vi lượng

- Vitamin : Gồm các vitamin tan trong nước (B, C) và các vitamin tan trong chất béo (A, D, E, K)

- Chất khoáng vi lượng : Hiện đã xác định được khoảng 10 loại khoáng chất vi lượng hiện diện trong cơ thể nhưng chỉ mới biết được chức năng và chuyển hóa của Zn, Fe, Mg, Cu, I, F, Se

3 Nhóm nhất dinh dưỡng đa lượng không sinh năng lượng:Baogồm chất khoáng

đa lượng, chất xơ và nước

- Chất khoáng đa lượng : Canxi, Phosphor, Potassium, Sulfur, Sodium, Cloride, Magnesium

- Nước : Là thành phần chính yếu của khẩu phần dù ít được quan tâm

- Chất xơ : Không tiêu hóa, không hấp thu nhưng có vai trò quan trọng trong điều hòa hoạt động của hệ tiêu hóa

II CÁC CHẤT DINH DƯỠNG THIẾT YẾU

1 Nhóm chất dinh dưỡng đa lượng cung cấp năng lượng :

1.1 Chất bột đường (carbohydrate, glucid):

- Vai trò : Là chất cung cấp năng lượng chính cho các hoạt động của tất cả các tế bào trong cơ thể, nhất là các hoạt động thể lực của cơ bắp, các hoạt động trí tuệ của các tế bào não và tế bào hồng cầu Ngoài ra, chất đường còn tham gia vào vài cấu trúc tế bào và thành phần của các men hay nội tiết tố

- Mỗi gam chất bột đường cung cấp 4kcalo

- Nhu cầu chất bột đường: 60% nhu cầu năng lượng hàng ngày

- Cấu trúc và phân loại chất bột đường:

 Đường phức tạp (complex carbohydrates): là loại đường có từ trên 2 phân

tử đường đơn giản, bao gồm tinh bột (dạng dự trữ glucose ở thực vật), glycogen (dạng dự trữ glucose ở động vật), và chất xơ (non-starch polysaccharides) Chất xơ là một dạng polysaccharide nhưng không tiêu hóa, không hấp thu vào máu, vì vậy không cung cấp năng lượng nên được xếp vào nhóm thực phẩm đa lượng không cung cấp năng lượng

 Đường đơn giản (simple carbohydrates) : bao gồm 3 loại monosaccharide

là glucose, fructose, galactose và 3 loại disaccharides là maltose, sucrose, lactose

1.2 Chất béo (Lipid) :

- Vai trò :

 Là nguồn cung cấp năng lượng rất quan trọng

 Hấp thu và chuyển hoá vitamin tan trong chất béo

 Nguyên liệu hình thành tế bào nhất là tế bào thần kinh

 Nguyên liệu tạo hormone steroide : hormone sinh dục, thượng thận

- Mỗi gam chất béo cung cấp 9kcalo

- Nhu cầu : Trẻ càng nhỏ nhu cầu chất béo càng cao

 Trẻ nhũ nhi : 50% năng lượng khẩu phần (tương đương lượng chất béo trong sữa mẹ)

 Trẻ lứa tuổi nhà trẻ mẫu giáo: 20-30% năng lượng khẩu phần

 Người lớn : tuỳ thể trạng, trung bình 15-25% năng lượng khẩu phần

 Người cao tuổi : 12-15% năng lượng khẩu phần

- Cấu trúc và phân loại: Có 3 thành phần chính trong chất béo

 Triglyceride : là thành phần chính trong mỡ (chất béo có nguồn gốc động vật) và dầu (chất béo có nguồn gốc thực vật) Mỗi phân tử triglyceride được cấu trúc bởi 1 glycerol và 3 acide béo (fatty acide) Acide béo được xem là cấu trúc cơ bản của chất béo Có nhiều cách phân loại acide béo

* Theo số lượng cacbon trong chuỗi : acide béo chuỗi dài (12-24 cacbon), chuỗi trung bình (6-11 cacbon) và chuỗi ngắn (<6 cacbon)

* Theo số nối đôi trong chuỗi : acide béo bão hòa (acide béo no - không

có nối đôi, nối ba) hoặc không bão hòa (acide béo không no – có nối đôi, nối ba) Các acid béo không no được đặt tên theo vị trí của nối đôi,

ví dụ omega-3 là loại acide béo có nối đôi nằm ở vị trí cacbon thứ ba trên chuỗi cacbon và ở dạng đồng phân omega

 Phosphorlipid : là thành phần chính của vách tế bào Hai loại phosphorlipid được biết đến nhiều nhất là lecithin và cholin

 Sterol : là các chất béo có nh n thơm Loại sterol được quan tâm nhiều nhất là cholesterol

 Cung cấp năng lượng

- 1 gam chất đạm cho 4kcalo

- Nhu cầu chất đạm : 10-15% năng lượng khẩu phần (100-150g thức ăn giàu đạm mỗi ngày) Nhu cầu này chủ yếu cho chức năng cấu trúc chứ không dùng làm năng lượng Chất đạm là nguồn năng lượng “dơ” vì Nitơ trong cấu trúc sẽ

chuyển hóa thành NH3 là một chất độc mà cơ thể phải huy động tất cả các cơ chế thải độc ở gan và thận để thải ra ngoài càng nhanh càng tốt

- Các nguy cơ khi ăn chất đạm vượt quá nhu cầu :

 Các cơ quan lọc thải tăng hoạt động (gan, thận)

 Tăng urea máu

 Biếng ăn do tăng acide amin trong máu

 Tăng thải Canxi qua đường thận

- Cấu trúc và phân loại chất đạm :

Đơn vị cấu trúc căn bản của chất đạm là các acide amin (aminoacide) Trong tự nhiên chỉ có khoảng 22 loại acide amine nhưng các acide amine này kết nối với nhau theo thứ tự và cấu trúc khác nhau tạo nên vô số các loại protid khác nhau đặc trưng cho từng loài Đối với loài người, có 8 acid amin thiết yếu , là các acide amin bắt buộc phải đưa vào cơ thể qua thực phẩm vì cơ thể không tự tổng hợp được là Hidstidin, Isoleucine, Leucine, Lysine, Methionine, Phenylalanine, Threonin, Tryptophan (ở trẻ em có thêm Valine và Taurine)

2 Nhóm chất dinh dưỡng vi lượng:Không cung cấp năng lượng nhưng có vai trò

quan trọng trong các quá trình chuyển hóa của cơ thể, có ảnh hưởng đến sức khỏe

và bệnh tật Đó là các vitamin và khoáng chất vi lượng

Vitamine , còn gọi là sinh tố, được chia ra làm 2 nhóm chính

- Vitamin tan trong nước : vitamine nhóm B, vitamine C

- Vitamine tan trong chất béo : vitamine A, D, E, K

Nhu cầu hàng ngày về vitamin rất nhỏ, tính bằng miligam, thậm chí microgam, tuy nhiên thiếu hoặc thừa các vitamin trong khẩu phần gây ra nhiều xáo trộn cho hoạt động hàng ngày của cơ thể thậm chí có thể gây bệnh

Chất khoáng vi lượng cũng như các vitamine, là những chất cơ thể cần với số lượng rất ít nhưng đóng vai trò quan trọng trong quá trình sống mà cho đến nay khoa học cũng chưa khám phá hết hoặc chưa biết hết công dụng của chúng với

sự sống

3 Nhóm nhất dinh dưỡng đa lượng nhưng không cung cấp năng lượng :

3.1 Chất khoáng đa lượng

Là các chất khoáng nhưng nhu cầu hàng ngày tính bằng đơn vị gam trở lên Các chất này có vai trò khác nhau với cơ thể Có 7 chất khoáng đa lượng đã được xác định vai trò bao gồm Canxi, Phosphor, Potassium, Sulfur, Sodium, Cloride, Magnesium

3.2 Chất xơ :

- Vai trò : Giúp điều hòa nhu động ruột, điều hòa hoạt động của hệ tiêu hóa, giảm táo bón, giảm sự hấp thu cholesterol và các chất béo

- Các dạng chất xơ :

 Chất xơ tan trong nước: gum, oligosaccharide

 Chất xơ không tan trong nước: cellulose

3.3 Nước:Là một thành phần hết sức quan trọng của chế độ dinh dưỡng mặc dù rất hay bị bỏ quên Nhu cầu nước hàng ngày của một người trung bình khoảng 1500-2000ml, được cung cấp qua nước uống, sữa, các bữa ăn Nhu cầu này tăng lên khi hoạt động nhiều, đổ mồ hôi nhiều, hay khi bị bệnh, sốt, tiêu chảy hoặc những ngày thời tiết nóng bức nhu cầu nước cũng sẽ cao hơn

III TỔNG HỢP VÀ CHUYỂN HÓA CHẤT DINH DƯỠNG

- Sự sống từ mức đơn bào đến cơ thể của động, thực vật cũng như con người là một quá trình liên tục chuyển hoá và sử dụng năng lượng

- Chuyển hoá năng lượng là quá trình biến đổi năng lượng sinh ra trong cơ thể thành các dạng năng luợng khác cần thiết cho sự sống và liên quan chặt chẽ với chuyển hóa chất Trong quá trình biến đổi năng lượng không sinh ra thêm và cũng không mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác

- Cơ thể không có một bộ máy riêng để chuyển hóa năng lượng chung cho toàn

cơ thể mà nó xảy ra ở mọi tế bào của cơ thể Các protid, glucid và lipid (P, L, G) khi phân giải thành C02 và nước giải phóng rất nhiều năng lượng, năng lượng một phần được sử dụng để tạo ATP là chất giàu năng lượng để cung cấp cho mọi hoạt động của cơ thể, một phần tỏa ra dưới dạng nhiệt năng Cơ thể chỉ sử dụng được năng lượng dưới dạng ATP, do vậy ATP là nguồn năng lượng trực tiếp cung cấp cho mọi hoạt động của tế bào trong cơ thể

- Năng lượng chứa trong ATP có thể được sử dụng để thực hiện công ở tế bào như co cơ, vận chuyển vật chất qua màng, tổng hợp các phân tử hữu cơ trong tế bào, có thể biến đổi thành các dạng năng lượng khác như: động năng, điện năng, hóa năng

- Để có thể thu nhận được các chất dinh dưỡng có nguồn gốc tự nhiên từ môi trường bên ngoài, cơ thể phải trải qua một quá trình biến đổi sinh lý-sinh hóa phức tạp với sự tham gia của nhiều cơ quan chức năng khác nhau và xảy ra

theo một trình tự nhất định được chia thành các phần tương đối độc lập bao gồm: Sự tiêu hóa thức ăn, Chuyển hóa chất, Chuyển hóa năng lượng, Trao đổi nhiệt và Bài tiết, tất cả đều chịu sự điều khiển của hệ thần kinh và các tuyến nội tiết có sự tham gia của các enzyme sinh học

- Các chất dinh dưỡng sau khi được tiêu hóa sẽ đi vào máu trong cơ thể, trải qua quá trình chuyển hóa phức tạp, tổng hợp nên các cấu trúc của tế bào, cung cấp năng lượng cho tế bào thực hiện hoạt động sống

- Chuyển hóa chất, về bản chất, là một chuỗi các phản ứng sinh hóa phức tạp Các phản ứng đó chỉ có thể xảy ra trong những điều kiện nhất định như nhiệt

độ, thành phần các ion, thành phần các chất khí và độ pH … , đồng thời cũng góp phần quan trọng vào việc ổn định môi trường bên trong cơ thể Qu á trình trao đổi chất chủ yếu diễn ra trong cơ thể bao gồm các quá trình sau:

1 Khái niệm

1.1 Quá trình đồng hóalà sự hấp thụ các chất mới từ môi trường bên ngoài, biến đổi chúng thành sinh chất của mình biến đổi các chất đơn giản thành chất phức tạp hơn sự tích lũy năng lượng cao hơn

- Đ y là quá trình biến đổi các chất không đặc hiệu (các chất hữu cơ của thức

ăn như glucid, lipid, protein) từ các nguồn khác nhau (thực vật, động vật, vi sinh vật) thành các chất hữu cơ khác (glucid, lipid, protein) đặc hiệu của cơ thể Đặc điểm của quá trình này là thu năng lượng Năng lượng cần thiết cung cấp cho các phản ứng tổng hợp trên chủ yếu ở dạng liên kết cao năng của ATP

1.2 Quá trình dị hóalà quá trình ngược lại của quá trình đồng hóa, là sự biến đổi các chất phức tạp thành các chất đơn giản và giải phóng năng lượng cần thiết cho hoạt động sống

- Hai quá trình đồng hóa và dị hóa xảy ra liên tục liên quan với nhau và không tách rời nhau

- Quá trình đồng hóa là quá trình đòi hỏi năng lượng cho nên đồng thời phải xảy ra quá trình dị hóa để cung cấp năng lượng cho quá trình đồng hóa

1.3 Trao đổi năng lượng:

- Trao đổi chất luôn gắn liền với trao đổi năng lượng Đối với cơ thể người, động vật và phần lớn vi sinh vật thì nguồn năng lượng duy nhất là năng lượng hóa học của các chất trong thức ăn

- Trong cơ thể, các chất dinh dưỡng chủ yếu và quan trọng là glucid, lipid và protein đều bị oxy hóa

- Các quá trình oxy hóa khử sinh học thuộc các phản ứng dị hóa có ý nghĩa rất quan trọng

1.4 Quá trình sản sinh năng lượng tự do:

- Có thể định nghĩa năng lượng tự do là lượng năng lượng mà ở một nhiệt độ nhất định nào đó có thể biến thành công

- Những biến đổi năng lượng tự do của hệ thống phản ứng được ký hiệu bằng

G có giá trị là Kcal/mol

G được tính theo công thức:

G = G0 + RT lnK Trong đó:

- G0 là sự biến đổi năng lượng tự do tiêu chuẩn của phản ứng ở 250C khi nồng

độ của tất cả các chất phản ứng là 1 mol và áp suất là 101,3 KPa (1atm)

- R là hằng số khí

- T là nhiệt độ tuyệt đối,

- K là hằng số cân bằng của phản ứng bằng [C]c [D]d /[A]a[B]b

2 Chuyển hóa protein trong cơ thể

2.1 Chức năng của protein

- Đại phân tử sinh học

- Có mặt nhiều trong tế bào sống

- Tham gia vào nhiều phản ứng sinh hóa

- Thành phần của nhiều phức hợp

Loại protein Chức năng Ví dụ

Protein cấu

trúc

Cấu trúc, n ng đỡ Collagen tạo nên cấu trúc sợi rất bền của mô

liên kết, dây chằng, gân

Keratin tạo nên cấu trúc chắc của da, lông, móng

Protein tơ nhện, tơ tằm tạo nên độ bền vững của tơ nhện, vỏ kén

Protein

enzyme

Xúc tác sinh học:

tăng nhanh, chọn lọc các phản ứng sinh hóa

Các enzyme thủy phân trong dạ dày phân giải thức ăn

Enzyme Amylase trong nước lọt phân giải tinh bột chín

Enzyme Pepsin phân giải Protein

Enzyme Lipase phân giải Lipip

Protein vận

chuyển

Vận chuyển các chất

Huyết sắc tố Hemoglobin có chứa trong hồng cầu người có vai trò vận chuyển Oxy từ phổi theo máu đi nuôi các tế bào

Thụ quan của tế bào thần kinh tiết ra (chất trung gian thần kinh) và truyền tín hiệu

Protein dự

trữ

Dự trữ chất dinh dưỡng

Albumin lòng trắng trứng là nguồn cung cấp axit amin cho phôi phát triển

Casein trong sữa mẹ là nguồn cung cấp axit amin cho con

2.2 Tổng hợp amino acid

2.2.1 Amine hóa

- Một số acid béo không no và ceto acid có thể amine hóa để tạo nên amino acid tương ứng

COOH ‒ CH = CH ‒ COOH + NH3 → COOH ‒ CH(NH2) ‒CH2 ‒ COOH

COOH‒CH2‒CH2‒CO‒COOH +NH3→COOH‒CH2‒CH2‒CH(NH2)‒COOH

α – cetoglutaric acid Glutamic acid COOH ‒ CH2 ‒ CO ‒ COOH +NH3 → COOH ‒ CH2 ‒ CH(NH2) ‒ COOH

2.2.2 Tổng hợp amino acid nhờ ATP

- Quá trình tổng hợp amino acid nhờ ATP xảy ra qua 2 giai đoạn

tác loại phản ứng trên, còn các enzyme khác không có khả năng xúc tác cho nên trong thực tế chỉ có glutamic acid và alanin là 2 amino acid được tổng hợp bằng con đường này

2.2.4 Oxim hóa:

- Ở một số vi sinh vật và thực vật có khả năng cố định Nitơ tự do – quá trình cố định đạm Qua quá trình cố định N2, NH2OH được hình thành làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp amino acid theo cách oxim hóa

- Quá trình oxim hóa xảy ra qua 2 giai đoạn

 Các ceto acid kết hợp với NH2OH tạo nên oxim tương ứng

R ‒ CO ‒ COOH + NH2OH R ‒C(COOH) = NOH + H2O

 Các oxim bị khử để tạo amino acid tương ứng

R ‒C(COOH) = NOH

- Các yếu tố tham gia tổng hợp protein

2.3.2 Tổng hợp chuỗi polypeptide tại ribosome

2.3.2.1 Giai đoạn họat hóa amino acid

Aa + RNA + ATP → aa ‒ tRNA + AMP + H4P2O7(amino acid RNAs sinthetase)

- Có 20 loại RNA để vẩn chuyển 20 aa (đặc hiểu cao, nhận biết bằng bộ 3 đối mã) xúc tác bởi 20 loại enzyme

- Tất cả có tRNA đều kết thúc bằng bazo nito A dính vào cacbon số 3 của aa

2.3.2.2 Giai đoạn mở đầu

- Mở đầu chuổi trên Riboxom

- Tất cả các chuỗi polypeptid đều có sự gắn aa mở đầu giống nhau

- Tế bào không nhân aa mở đầu là formal-methionin

- Ở tế bào có nhan aa mở đầu là methionin

CH3 ‒ S ‒ CH3 ‒ CH3 ‒ CH(NH2) ‒ COOH

- Yếu tố phụ mở đầu là IF 1, 2, 3

2.3.2.3 Giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptide

- Trên tiểu đơn vị lớn chia 2 nửa: P (peptidil-mRNA) và A (aminoaxyl-mRNA)

- Các aa được tRNA vận chuyển đến và gắn hoàn thành liên kết peptid Liên kết năng lượng mRNA và Fmt dứt ra, tRNA tách khỏi Riboxom

- Sự dịch chuyển của Riboxom trình tự từ vùng P qua vùng A cần có GTP nạp năng lượng

- Các yếu tố phụ kéo dài È 1, 2, 3 – 6/C – Riboxom

2.3.2.4 Giai đoạn kết thúc sự tổng hợp chuỗi polypeptide

- Khi Roboxom dịch chuyển gặp 1 trong 3 bộ Nu sau: UAA, UAG, UGA thì không mã hóa aa và dừng lại

- Chuỗi polypeptid tách khỏi mRNA cuối cùng, tách khỏi Riboxom

2.3.4 Hoàn thiện phân tử protein

2.3.5 Điều hòa tổng hợp protein

- Sự điều hòa hoạt động của gen dù là cảm ứng hay ức chế thì đều thực hiện theo hai cơ chế điều hòa dương tính và điều hòa âm tính Cả hai cơ chế này đều có

sự tham gia của protein điều hòa Các gen này mã hóa cho các sản phẩm trực tiếp điều hòa sự biểu hiện của các gen khác

- Điều hòa dương tính: Sản phẩm của gen điều hòa có vai trò làm tăng sự biểu hiệnu của một hay một nhóm gen cấu trúc

- Điều hòa âm tính: Sản phẩm của gen điều hòa ức chế hoặc làm tắt sự biểu hiện của gen cấu trúc

- Sản phẩm của gen điều hòa gọi là các protein điều hòa xuất hiện dưới một trong hai dạng Protein hoạt hóa trong các hệ thống điều hòa dương tính và protein ức chế trong các hệ thống điều hòa âm tính

- Việc protein điều hòa liên kết được vào vị trí liên kết protein điều hòa (RPBS) hay không phụ thuộc vào sự xuất hiện các phân tử có kích thước nhỏ, những phân tử này gọi là phân tử tín hiệu Phân tử tín hiệu làm tăng cường sự biểu hiện của các gen gọi là phân tử kích ứng còn nếu hạn chế hoặc kìm hãm sự biểu hiện của các gen gọi là phân tử đồng ức chế Các phân tử tín hiệu liên kết vào protein điều hòa và làm thay đổi cấu hình của chúng dẫn đến thay đổi chức năng hoặc hoạt tính của các protein gọi là biến đổi dị hình

2.4.Phân giải protein

- Thủy ph n là con đường phân giải protein phổ biến ở thực vật và động vật Quá trình thủy phân protein xảy ra tại lysosome

- Quá trình thủy phân xảy ra qua 2 giai đoạn

 Nhờ peptid-peptido hydrolase, protein bị thủy ph n thành các đoạn peptid ngắn

 Nhờ peptid-hydrolase thủy phân tiếp các peptid thành amino acid

- Kết quả chung là

Protein + (n – 1) H2O n – amino acid

2.4.1 Phân giải amino acid

Có nhiều con đường phân giải amino acid

2.4.1.1 Khử amine

 Khử amin bằng cách khử:

R ‒ CH(NH2) ‒ COOH RCH2COOH + NH3

 Khử amine bằng con đường thủy phân:

R ‒ CH(NH2) ‒ COOH R ‒ CH2(OH) ‒COOH + NH3

 Khử amin bằng cách khử amin nội phân tử:

R ‒ CH(NH2) ‒ COOH R ‒ CH = CH ‒COOH + NH3

 Khử amin bằng cách oxi hóa:

R ‒ CH(NH2) ‒ COOH + FAD + H2O R ‒ CO ‒COOH + NH3 + FADH2

2.4.1.2 Khử carboxyl hóa

R ‒ CH(NH2) ‒ COOH R ‒ CH2 ‒ NH2 + CO2

R ‒ CH2 ‒ NH2 RCHO RCOOH CO2 + H2O

2.4.1.3 Chuyển hóa gốc R:

Phụ thuộc cấu tạo thì bản chất chuyển hóa khác nhau

2.4.1.4 Sự biến đổi các sản phẩm của quá trình phân giải amino acid

- Các chất hữu cơ tiếp tục biến đổi bằng cách oxy hóa như quá trình ph n giải acid béo để tạo acetyl-CoA, từ đó tham gia vào chu trình Krebs để phân giải tiếp

- Các amine được biến đổi thành các acid tương ứng sau đó tiếp tục biến đổi như các acid khác