Hóa sinh học ngành công nghệ sinh học nguyễn thị hải thanh ( cập nhật 2015)

Bài giảng Hóa sinh học Ngành CNSH – Khóa 55 Giới thiệu: Câu hỏi, bình luận, quan tâm  Giảng viên: ThS Nguyễn Thị Hải Thanh Bộ môn Sinh học – Viện CNSH&MT haithanh227@yahoo.com.vn Tính đa dạng c a sống a Quần thể vi sinh vật b Quần thể ngựa Hóa sinh học gì?  “Là nhánh c a khoa học nghiên c u hợp chất hóa học, phản ng trình xảy thể sinh vật sống” (Từ điển Hóa sinh sinh học phân tử)  Hóa sinh học nghiên c u phương th c nh sinh vật thể đặc tính c a sống Lịch sử đ i c a Hóa sinh học - Sự kiện tổng hợp ure c a Vole (Friedrich Wohler, 1828) - Nửa cuối 19: Dẫn liệu cấu trúc axit amin, xacarit, lipit, chất c a liên kết peptit 1897 Bucne thành công thí nghiệm lên men vô bào - Nửa đầu 20: thành tựa Hóa sinh dinh dưỡng, phát bệnh liên quan đến dinh dưỡng không đ chất, vitamin, hormon Xác định chất protein, phản ng lên men oxi hóa sinh học Nền tảng c a Hóa sinh học  Tế bào học  Vật lý học  Hóa học  Tiến hóa học Đối tượng  Theo cấu tạo hóa học:     Hóa sinh tĩnh: protein, lipid, glucid, vitamin, enzym, hormon Hóa sinh động (quá trình chuyển hóa chất tế bào) Hóa sinh ch c (cơ s hóa học c a hoạt động sống) Theo đối tượng:     Hóa sinh động vật Hóa sinh thực vật Hóa sinh vi sinh vật Hóa sinh ngư i ng dụng c a HSH  Nuôi trồng  Chế biến, bảo quản thực phẩm  Nghiên c u dinh dưỡng – Xây dựng công th c th c ăn cho động vật nuôi  Chăn nuôi gia súc, gia cầm (Hormon tăng trư ng, chế phẩm sinh học probiotics)  Y – Dược Vấ àđềà :àPROTEIN C àvita i àta àt o gà ướ Giải phóng l ợng Sinh huyết ChứƠ kháƠ Đặ àđiể hu g • Đaàsốàl àtiề hấtà ủaà oe z ủaà àe z àt o gà u àt hà hu ể àh aàt u gà gian • G àđộ tàkhià ả aàdoà ả hấtàta àt o gà ướ hoàph pàphầ àdưàđượ iàtiếtà dướiàdạ gàu e Vai trò Coenzyme Vitamin B Vitamin Thiamin (B1) Coenzyme TPP Riboflavin (B2) FAD FMN Chuyển hóa protein Niacin (B3) NAD Folate B6 NADP PLP Pantothenic Acid THF CoA Chuyển hóa saccharide PLP PLP TPP FAD FMN NADP THF B12 B12 NAD CoA B12 Biotin NG From: Nutrition, An Applied Approach, Thompson and Manroe, 2005 Biotin B12 B12 Chuyển hóa chất béo NAD NĂNG L Biotin (H) FAD FMN CoA NAD B12 2.1 Vitamin B1 (Thiamin) • Vita i àđầuàti àđượ àph tà hiệ • C àt àgọiàkh :àThia i ,à aneurine • Cấu trú : CT: C12H17N4OS, vòng pirimidin vòng thiozole ằ gà ầuàCH2- NH N+ N H3C CH3 N S Vòng pirimidin Vòng thiazole Thiamin pyrophosphat OH Vòng pirimidin Vòng thiazole 3-(4’-amino-2’-methyl-pyrimidin-5’-ylmethyl) -5-(2-hydroxyethyl)-4- methylthiazolium ĐặƠ điểm: - Vòng pyrimiơinƯ liên kết với vòng thiazolƯ qua Ơầu mƯthylƯnƯ (CH2-) - Chuỗi bên hyơroxylƯthyl vị trí thứ Ơủa vòng thiozolƯ, bị phosphorin hóa tế bào - C không thay vị trí thứ Ơủa vòng thiozolƯ, C Ơó thể tạo thành carbanion - Nhóm amin vị trí 4’ Ơủa vòng pyrimiơinƯ Một số ơẫn xuất Ơủa Thiamin Ơ thể sống Viê àd àthầ àki h Thiếu thiamin- Viêm ơây thần kinh Chuột Ơong l ng Ơhân sau mở rộng Sau h nhận đ ợƠ thiamin hyơroƠhloriơƯ b ớƠ Ơhân phản ứng tiền đình Ơủa Ơhuột trở lại bình th ờng Beriberi: Thiamin Wet Beriberi: Phù Mao mạch yếu Dry Beriberi: Tê liệt cơ, tê liệt phần Dây thần kinh bị phá hủy Hội chứng Wernicke-Korsakoff Wernicke: nhầm lẫn, phương hướng, trí nhớ, giật mắt Suy dinh dưỡng+ nghiện rượu Thiếu hụt B1 động vật 2.2.2 Tính chất  Tính chất vật lý:  Tính hấp thụ tia tử ngoại: pH=5 có đỉnh hấp thụ cực đại 235nm 267nm, pH=3 có đỉnh hấp thụ 246nm,= định tính, định lượng  Độ bền: Rất không bền với nhiệt – dễ dàng bị phá h y, bền bảo quản băng  Độ tan: Tan nước, methanol, glycerol, đặc biệt không tan aceton, ether, chloroform, benzen  Tính chất hóa học:  Là chất dễ bị oxi hóa  Bền pH axit, không bền môi trư ng kiềm (có mặt c a Kaliferincyanide ((K3Fe(CN)6)  Trong môi trư ng pH=6 có sunfit, thiamin bị cắt cầu CH2tạo thành vòng pirimidin thiozole, làm bất hoạt vitamin Thiochrome  Thiochrome chất phát quanh mạnh, bước sóng phát cực đại từ 432-435nm  Ngoài thiamin tạo ph c màu hồng hay đỏ với diazotized sulfanilic axit formaldehyde, với p-aminoacetophenon Vitamin B1 – Tổng hợp  Nguồn gốc: Là nguồn dinh dưỡng thiết yếu động vật, có loại ngũ cốc  Nhu cầu:  Người lớn: 1.5 – mg  Trẻ em: 0.5 - mg B1 (Thiamin) – Vai trò  Trong TĐC, Thiamin pyrophosphate (TPP) coenzyme cần thiết cho số enzym xúc tác cắt liên kết C-C C-X:  Pyruvat decarboxylase khử carboxyl c a pyruvat tạo thành Acetaldehide  Pyruvat dehydrogenase chuyển hóa pyruvate thành acetyl–CoA  -ketoglutarate dehydrogenase chuyển hóa -ketoglutarate thành succinate (chu trình TCA)  Transketolase cố định C phase tối c a quang hợp…  Vitamin B1 cần cho hoạt động bình thư ng c a hệ thần kinh, tim mạch  Thiếu hụt:  Viêm dây thần kinh – rụt cổ gà, rụt đầu động vật nhai lại  Các rối loạn tim mạch  Beriberi – tê liệt  Bệnh tim – chậm nhịp tim  Triệu ch ng Wernicke-Korsakoff The limbic system (hippocampus, amygdale), parts of the diencephalons (mammillary bodies of the hypothalamus and dorsomedial nucleus within the thalamus), and parts of the basal forebrain (nucleus basalis of Meynert) all involved