Câu 1: Tính năng lượng (ATP) sinh ra khi oxy hóa hoàn toàn 1 phân tử glucose thành CO2 và H2O ở tế bào Prokaryote và Eukaryote?Sự phân giải hoàn toàn phân tử glucose ở cả Eukaryote và Prokaryote đều trải qua con đường glycolysis, chu trình TCA để tạo ra các lực khử NADH và FADH2. Cụ thể như sau:1. Con đường glycosylis:Là quá trình biển đổi phân tử glucose xảy ra ở tế bào chất. Kết quả là từ 1 phân tử glucose tạo ra 2 phân tử axit pyruvic và 2 phân tử ATP (thực tế tạo ra 4 phân tử ATP nhưng đã dùng 2 phân tử ATP để hoạt hoá phân tử glucose) cùng với 2 phân tử NADH.Axit pyruvic thực hiện phản ứng khử cacboxyl hóa oxy hóa tạo thành Acetyl – CoA ở giữa 2 lớp màng ty thể. 2 axit pyruvic 2 Acetyl – CoA, đồng thời tạo ra 2 phân tử NADH. Acetyl – CoA đi vào chu trình Krebs.2. Chu trình Krebs: Qua chu trình Kreb ta thấy từ 2Acetyl – CoA CO2 + H2O, đồng thời tạo ra 6NADH, 2FADH2 và 2GTP.Vậy khi phân giải hoàn toàn 1 phân tử Glucose sẽ tạo ra: 2ATP, 2GTP, 10NADH và 2FADH2.Tuy nhiên, ATP được sinh ra ở Eukaryote và Prokaryote là không giống nhau:a) Ở Prokaryote:1NADH qua chuỗi E hô hấp sẽ tổng hợp được 3ATP, còn 1FADH2 → 2ATP. Do đó, khi phân giải hoàn toàn 1 phân tử glucose → CO2 và H2O ta được:+ 2ATP 2 ATP+ 2GTP2 ATP+ 10 NADH 30 ATP+ 2FADH24 ATP Như vậy, tổng số ATP được sinh ra là 38ATP.b). Ở Eukaryote: 1 NADH qua chuỗi E hô hấp sẽ tổng hợp được 2,5ATP; còn 1 FADH2 → 1,5ATP. Do quá trình tổng hợp ATP diễn ra ở màng trong ty thể nên các lực khử NADH sinh ra ở tế bào chất phải được vận chuyển vào trong ty thể. Có hai con đường vận chuyển NADH sau: Qua con thoi glycerophosphat: 4NADH ở tế bào chất → 4FADH2 ở ty thể.→ Phân giải hoàn toàn 1 phân tử glucose ta được:+ 2ATP 2 ATP+ 2GTP2 ATP+ 6 NADH 15 ATP+ 6FADH29 ATP Như vậy, tổng số ATP được sinh ra là 28 ATP. Qua con thoi malat – aspartat: 4NADH ở tế bào chất → 4NADH ở ty thể.→ Phân giải hoàn toàn 1 phân tử glucose ta được:+ 2ATP 2 ATP+ 2GTP2 ATP+ 10 NADH 25 ATP+ 2FADH23 ATP Như vậy, tổng số ATP được sinh ra là 32ATP.C âu 2. Chứng minh glycerol P là chìa khóa phân giải chất béo và tổng hợp đường. Glucose 6P gluglucose. Qua các pư ta thấy rằng glycerol là sản phẩm của quá trình phân giải chất béo (các lipit đơn giản là các triacylglycerol), đồng thời glycerol tạo thành này là 1 trong những cơ chất cơ bản đầu tiên để tổng hợp nên đường theo con đường gluoconeogenesisGluxit3 PhosphoglyceraldehytAxit pyruvicAcetyl CoAAxit succinic Chu trình Glyoxylic 3 Phospho glycerolAcylCoAAcetyl CoAAxit mevalonic Lipit GlyceronSơ đồ thể hiện mối quan hệ giữa phân giải lipit và tổng hợp Gluxit thông qua vai trò của Glycerol3 phosphatsCâu 3. Quá trình vận chuyển Citrat qua màng ty thể và vai trò của citratTrả lời1. Vận chuyển citrat qua màng ty thểAxit Citric là hợp chất 6 cacbon đầu tiên của chu trình Krep.
MỘT SỐ CÂU HỎI VỀ HOÁ SINH Người soạn: TS Vương Văn Thắng Câu 1: Tính lượng (ATP) sinh oxy hóa hoàn toàn phân tử glucose thành CO2 H2O tế bào Prokaryote Eukaryote? Sự phân giải hoàn toàn phân tử glucose Eukaryote Prokaryote trải qua đường glycolysis, chu trình TCA để tạo lực khử NADH FADH2 Cụ thể sau: Con đường glycosylis: Là trình biển đổi phân tử glucose xảy tế bào chất Kết từ phân tử glucose tạo phân tử axit pyruvic phân tử ATP (thực tế tạo phân tử ATP dùng phân tử ATP để hoạt hoá phân tử glucose) với phân tử NADH Axit pyruvic thực phản ứng khử cacboxyl hóa oxy hóa tạo thành Acetyl – CoA lớp màng ty thể axit pyruvic Acetyl – CoA, đồng thời tạo phân tử NADH Acetyl – CoA vào chu trình Krebs Chu trình Krebs: Qua chu trình Kreb ta thấy từ 2Acetyl – CoA CO2 + H2O, đồng thời tạo 6NADH, 2FADH2 2GTP Vậy phân giải hoàn toàn phân tử Glucose tạo ra: 2ATP, 2GTP, 10NADH 2FADH2 Tuy nhiên, ATP sinh Eukaryote Prokaryote không giống nhau: a) Ở Prokaryote: 1NADH qua chuỗi E hô hấp tổng hợp 3ATP, 1FADH2 → 2ATP Do đó, phân giải hoàn toàn phân tử glucose → CO2 H2O ta được: + 2ATP ATP + 2GTP ATP + 10 NADH 30 ATP + 2FADH2 ATP Như vậy, tổng số ATP sinh 38ATP b) Ở Eukaryote: - NADH qua chuỗi E hô hấp tổng hợp 2,5ATP; FADH2 → 1,5ATP - Do trình tổng hợp ATP diễn màng ty thể nên lực khử NADH sinh tế bào chất phải vận chuyển vào ty thể Có hai đường vận chuyển NADH sau: * Qua thoi glycerophosphat: - 4NADH tế bào chất → 4FADH2 ty thể → Phân giải hoàn toàn phân tử glucose ta được: + 2ATP ATP + 2GTP ATP + NADH 15 ATP + 6FADH2 ATP Như vậy, tổng số ATP sinh 28 ATP * Qua thoi malat – aspartat: - 4NADH tế bào chất → 4NADH ty thể → Phân giải hoàn toàn phân tử glucose ta được: + 2ATP ATP + 2GTP ATP + 10 NADH 25 ATP + 2FADH2 ATP Như vậy, tổng số ATP sinh 32ATP C âu Chứng minh glycerol P chìa khóa phân giải chất béo tổng hợp đường Glucose 6phosphatase Glucose 6P gluglucose Qua pư ta thấy glycerol sản phẩm trình phân giải chất béo (các lipit đơn giản triacylglycerol), đồng thời glycerol tạo thành chất để tổng hợp nên đường theo đường gluoconeogenesis Gluxit 3- Phosphoglyceraldehyt Axit pyruvic Acetyl- CoA Axit succinic Chu trình Glyoxylic 3- Phospho glycerol Acyl-CoA Acetyl- CoA Axit mevalonic Lipit Glyceron Sơ đồ thể mối quan hệ phân giải lipit tổng hợp Gluxit thông qua vai trò Glycerol-3 phosphats Câu Quá trình vận chuyển Citrat qua màng ty thể vai trò citrat Trả lời Vận chuyển citrat qua màng ty thể Axit Citric hợp chất cacbon chu trình Krep Sự tạo thành Citrat diễn khoang ty thể Sau Citrat vận chuyển tế bào chất để sử dụng cho nhiều trình chuyển hoá khác tế bào chất Quá trình vận chuyển Citrat qua màng thể sơ đồ sau: Nhìn vào sơ đồ ta thấy.: Citrat sau tạo thành phản ứng ngưng tụ Oxaloacetat acetyl CoA khoang ty thể, theo kênh Protein màng ty thể vận chuyển tế bào chất Sau tế bào chất citrat tách thành Acetyl CoA Oxaloacetat , chuyển hoá thành α – cetoglutarat để vào trình chuyển hoá xảy tế bào chất Vai trò Citrat tế bào Trong tế bào Citrat có vai trò quan trọng sau: - Citrat tham gia vận chuyển Acetyl CoA từ ty thể tế bào chất cung cấp cho trình tổng hợp axit béo Cholesterol - Citrat mang oxaloacetat để tổng hợp số axtamin Aspartat, glutamat COOH – CH2 – CO– COOH + NH3 → COOH – CH2 – CH – COOH NH2 oxaloacetat - aspartic acid Citrat chất kìm hãm photpho fructokinase- Đây enzym điều hoà đường EMP Đồng thời cung cấp lực khử NADH, NADPH sinh tổng hợp axit béo VD: Trong phản ứng khử aceto acetyl- ACP thành β.hydroxy-butyryl-ACP CH3CO CH2 CO ~ SACP CH3CHOHCH2CO ~ SACP β.hydroxy butyryl - ACP aceto acetyl-ACP) NADH NAD+ VD: Trong trình tổng hợp Cholesterol, NADPH coenzym HMG- CoA reductase tham gia khử HMG- CoA thành Mevalonate Vai trò Citrat tổng quát sơ đồ đây: Câu Chứng minh chu trình Krebs vừa có tính chất dị hoá vừa có tính chất đồng hoá Như biết, trình dị hoá biến đổi chất phức tạp thành chất đơn giản giải phóng lượng cần thiết cho hoạt động sống Như trình phân giải chất dự trữ, chất đặc trưng thể thành sản phẩm phân tử nhỏ không đặc trưng cuối thành chất thải (CO2, H2O, đồng hoá hấp thụ chất từ môi trường bên ngoài, biến đổi chúng thành sinh chất mình; biến đổi chất đơn giản thành chất phức tạp hơn, tích lũy lượng cao Đây trình biến đổi chất không đặc hiệu (các chất hữu thức ăn glucid, lipid, protein) từ nguồn khác (thực vật, động vật, vi sinh vật) thành chất hữu khác (glucid, lipid, protein) đặc hiệu thể Đặc điểm trình thu lượng Năng lượng cần thiết cung cấp cho phản ứng tổng hợp chủ yếu dạng liên kết cao ATP Trong chu trinh TCA thể rõ tính chất dị hoá đồng hoá Chu trình TCA có tính chất dị hoá Chu trình TCA diễn khoang ty thể, chu trình phân giải chất trình chuyển hoá để tao lượng ATP, CO2 H2O - Phân giải acetyl CoA tạo từ Pyruvat EMP - Các acid hữu tạo từ trình phân giải protein Sơ đồ mối liên quan TCA phân giải acid amin Sơ đồ mối liên quan TCA trình trao đổi tế bào Nhìn vào sơ đồ tổng quát chu trình TCA Ta thấy, phản ứng tách CO2 phản ứng số phản ứng số phản ứng 3: Kết oxy hóa tác dụng xúc tác enzyme isocitrate dehydrogenase + nguyên tử hydro chuyền cho NAD(P) nguyên tử C tách khỏi chất dạng CO2 Phản ứng 4: Sản phẩm α ketoglutarate vừa bị oxy hóa vừa bị khử carboyl hóa tác dụng xúc tác + phức enzyme α-ketoglutarate dehydrogenase Giống phản ứng 3, NADH+H , CO2 succinyl CoA tạo thành Năng lượng ATP tạo thành phản ứng số lực khử NADH, FADH2 tạo thành phản ứng số 3, 4, phản ứng chu trình Chu trình TCA có tính chất đồng hoá Tính chất đồng hoá thể chỗ, chu trình TCA tổng hợp nên nhiều sản phẩm chung gian, sản phẩm lại tham gia vào nhiều trình tổng hợp nên chất ví dụ acid béo, acid amin Sơ đồ minh hoạ cho tính chất đồng hoá chu trình TCA Sơ đồ TCA tạo sản phẩm đồng hoá amino acid Sơ đồ TCA tạo sản phẩm đồng hoá amino acid Tóm lại: thông qua sơ đồ ta thấy rõ ràng chu trình TCA vừa có tính chất dị hoá vừa có tính chất đồng hoá Câu Viết phương trình tổng quát chu trình TCA glyoxylate So sánh chu trình Nêu ý nghĩa sinh học chu trình Phương trình tổng quát chu trình Krebs (TCA) : Acetyl – CoA + 3NAD+ + FAD + GTP + Pi + 2H2O → 2CO2 + 3NADH + FADH2 + GTP + CoASH + 2H+ Phương trình tổng quát chu trình Glyoxylat : 2Acetyl – CoA + NAD+ + 2H2O → Acid succcinic + 2CoA + NADH + 2H+ So sánh chu trình Krebs chu trình Glyoxylat ý nghĩa chu trình 1.Giống - Đều từ nguồn chất oxaloacetate acetyl – CoA - Có số phản ứng enzim giống nhau: Phản ứng sinh tổng hợp axit citric, isocitric, biến đổi axit succinic thành axit fumaric, từ axit fumaric thành axit malic phản ứng biến đổi axit malic thành axit oxaloacetic - Enzim: citric synthetase, aconitase, malic đehidrogenase Khác Đặc điểm Chu trình Krebs Diễn thực vật, nấm, tảo, động vật đơn bào vi khuẩn - Ở thực vật diễn glyoxysome Tế bào chất - Ở nấm, tảo, động vật đơn bào vi khuẩn xảy tế bào chất Gồm giai đoạn: Phản ứng đặc trưng - Giai đoạn 1: phản ứng ngưng tụ: - Phản ứng phân giải isocitric thành Phân tử oxaloacetic kết hợp với succinic glyoxylic tác dụng Acetyl –CoA thành axit citric isocitriclyase - Giai đoạn 2: Phản ứng đồng phân - Sau succinic kết hợp với Acetylhoá axit citric thành axit isocitric CoA thứ hai tạo thành malic tác - Giai đoạn 3: axit isocitric thành dụng malic synthetase Α- cetoglutaric - Giai đoạn 4: Phản ứng khử Cacboxyl hoá, oxy hoá axit α-cetoglutaric thành succinyl-CoA Giai đoạn 5: Phản ứng tạo thành liên kết cao Giai đoạn 6: Phản ứng oxy hoá axit succinic thành axit oxaloacetic Diễn hầu hết sinh vật Nơi diễn Giai đoạn Chu trình Glyoxylat Kết - Oxi hóa hoàn toàn glucose đến CO2,H2O 2NADH, 1FADH2, 1ATP - Từ 1acetyl CoA thu 12 ATP - Tạo nhiều coenzim khử - Là nguồn cácbon cho trình tổng hợp khác - Là điểm giao lưu nhiều Ý nghĩa đường hướng phân giải tổng hợp chất khác tế bào, đồng thời đường hướng để phân giải hợp chất hữu - Sản phẩm chu trình succinate 1NADH - Từ acetyl CoA thu đựơc 4ATP sản phẩm thu CO2 - Chứng tỏ mối liên quan chặt chẽ phân giải lipit tổng hợp glucid, sở để giải thích tượng sinh lý nảy mầm hạt lấy dầu (thầu dầu, lạc, vừng) xảy tượng chất béo giảm dần, hàm lượng đường tăng lên Câu Chứng minh mối liên quan chu trình TCA chu trình ornithine Chu trình TCA Sản phẩm trình đường phân xảy tế bào chất acid pyruvic Acid pyruvic từ tế bào chất, qua lớp màng ti thể vào matrix, bị oxi hoá thành acetyl CoA, acetyl CoA tiếp tục oxi hoá hoàn toàn đến CO2 thông qua chu trình Krebs hay citric acid cycle (TCA) xảy chất ti thể Sản phẩm TCA NADH, FADH2 chuyền e- proton cho chuỗi vận chuyển electron màng ti thể từ sinh phần lớn ATP cho tế bào thể Chu trình urea hay chu trình ornithine Urea sản phẩm cuối chuyển hoá nitrogen người động vật Ammonia sản phẩm trình oxi hoá loại nhóm amine, chất độc nên cần loại bỏ khỏi thể Chu trình urea hay chu trình ornithine mô tả chuyển hoá ammonia thành urea Chu trình onithine xảy gan, urea vận chuyển đến thận để đào thải Carbamoyl phosphate synthetase Carbamoyl phosphate: L-ornithine carbamoyltransferase (ornithine transcarbamylase)9 Argininosuccinate synthetase10 Argininosuccinate lyase 11 Arginase 12 Urease13 Arginine deiminase Ornithine amino acid đóng vai trò chu trình urea L arginine tác dụng enzyme arginase tạo thành urea ornithine Ornithine khung để hình thành urea từ carbamoylphosphate aspartate TCA Mo Fe cần thiết cho sinh tổng hợp apoenzym cần thiết cho hoạt động cua enzym Tuy nhiên cần ý công trình nghiên cứu theo phương pháp nhiều trường hợp cho kết không giống Carbonic - anhydrase enzym điển hình có chứa Zn thành phần cấu tạo, thiếu Zn rõ rệt thể động vật, người ta không thấy hoạt độ enzym giảm Phương pháp quen thuộc nghiên cứu enzym kim loại, dùng với thí nghiệm với enzym tinh khiết dung dịch enzym thô, nghiên cứu tác dụng thuốc thử tạo phức chất với hoạt tính enzym Những thuốc thử hữu tạo phức chất chất ức chế đặc hiệu với enzym kim loại, kết hợp cách đặc hiệu với kim loại trung tâm hoạt động không tác dụng lên nhóm chức khác phân tử enzym Sự phát tính chất chất bất đối xứng phân tử Zn thí nghiệm với alcoldehydrogenase dẫn đến khái niệm bất đối xứng hóa học lập thể trung tâm hoạt động enzym Để có sở kết luận tham gia kim loại hoạt động enzym, cần phải ngiên cứu ảnh hưởng hàng loạt phân tử phối hợp có cấu trúc hóa học khác có chung tính chất khả tạo phức chất dạng kẹp với kim loại, phức chất với ion Ca++ vững bền nhất, phức chất với Mg có độ bền vững phức chất với Zn, Mo, Fe kim loại khác có độ bền vững trung gian Có thể xếp thứ tự theo độ bền phức chất sau: Cu2+ > Ni > Pb > Co > Zn > Cd > Fe2+ > Mn > Mg Vì vậy, theo tác dụng yếu tố kim loại liên kết khác hoạt tính enzym kim loại thường dẫn đến kết luận khác chất kim loại thành phần cấu tạo trung tâm hoạt động enzym Apoenzym enzym kim loại “thật” thường tái tạo hoạt hóa đặc hiệu cation tham gia vào trung tâm hoạt động Ví dụ, apoenzym butyryl - CoA dehydrogenase tái hoạt hóa Cu2+ Tuy nhiên có số trường hợp, enzym kim loại “thật” tái hoạt hoá cách không đặc hiệu Người ta thấy rằng, apocarboxypeptidase A tái hoạt hóa Zn chất tham gia vào trung tâm hoạt động enzym này, mà tái hoạt hóa Co, Ni, Mn, Fe2+, nữa, phân tử kết hợp với Co Ni cách nhân tạo lại có hoạt tính trội phân tử enzym tự nhiên loại Bằng cách cho Cd, Hg, Pb gắn vào trung tâm hoạt động thay cho Zn, người ta làm thay đổi tính đặc hiệu chất enzym này, từ peptidase thành esterase Câu 30 Ý nghĩa thoi glycerophophat thoi Malat-aspartat? Hai thoi thực chất góp nhặt thu nhặt e- từ lực khử tế bào chất, qua loạt biến đổi dạng khử dạng oxy hoá phân tử chất hệ thống thoi cuối H+ e- tách chuyển tới chuỗi enzyme hô hấp để tạo lượng ATP Tóm lại, hệ thống hai thoi có chức vận chuyển H+ e- từ tế bào chất vào ty thể qua chất glycerophosphat hay malat Ý nghĩa thoi glycerophosphat: Chuỗi vận chuyển e- TẾ BÀO CHẤT Màng ty thể Màng ty thể Con thoi Glycerophosphat - Ở tế bào Eukaryote, chuỗi enzyme hô hấp xảy khoang ty thể Do vậy, NADH tạo tế bào chất phải vận chuyển vào khoang ty thể để vào chuỗi enzyme hô hấp tạo lượng ATP Nhưng NADH không thấm qua màng ty thể nên phải nhờ hệ thống thoi glycerophosphat - Trong hệ thống thoi này, tế bào chất phân tử Dihydroxyaxetonphosphat (DHAP) bị khử (nhận H+ e- từ NADH) tạo thành Glycerophosphat nhờ enzyme dehydrogenase DHAP DHAP dehydrogenase Glycerophosphat NAD+ NADH Sau glycerophosphat thấm qua màng vào khoảng không gian hai màng ty thể tới mặt màng tác dụng enzyme màng ty thể có coenzyme FAD: Glycerophosphat dehydrogenase FAD DHAP FADH2 Khi FADH2 vào chuỗi vận chuyển e- định vị màng ti thể tạo lượng ATP - Qua hệ thống thoi glycerophosphat, mức lượng giảm đi: Con thoi glycerophosphat NADH (trong tế bào chất) FADH2 (ty thể) Trong tế bào Eukaryote, 1NADH tạo 2,5ATP; 1FADH2 tạo 1,5 ATP qua thoi glycerophosphat mức lượng giảm Ý nghĩa thoi malat-aspartat: Màng ty thể Chuỗi vận chuyển e- TẾ BÀO CHẤT Màng ty thể Con thoi Malat - aspartat - Đây trình chuyển H+ e- từ tế bào chất vào ty thể qua malat - Ngoài tế bào chất, oxaloaxetat chuyển thành malat: Oxaloaxetat Oxaloaxetat đehdrogenase Malat NAD+ NADH Malat protein vận chuyển malat, α-xetoglutarat vận chuyển vào khoang ty thể Malat vào khoang ty thể lại chuyển thành oxaloaxetat nhờ enzyme malat đehdrogenase: Malat đehdrogenase Malat Oxaloaxetat NAD+ NADH Qua hệ thống thoi malat-aspartat, mức lượng không bị giảm đi: NADH (trong tế bào chất) Con thoi malat-aspartat NADH (trong ty thể) Vậy hệ thống thoi Glycerophosphat thoi Malat – aspartat thu thập góp nhặt H+ e- từ tế bào chất vào khoang ty thể để vào chuỗi enzyme hô hấp tạo lượng ATP Câu 31: Hãy chứng minh mối liên quan Vitamin Enzym enzym hai thành phần? Viết công thức cấu tạo số coenzym (ví dụ NAD +, NADP+, PLP, TPP, CoEnzym A)? Trả lời * Mối liên quan Vitamin Enzym enzym hai thành phần: Enzym hai thành phần enzym đươc tạo nên từ hai thành phần: protein phần chất protein Phần protein gọi apoenzym apoprotein định tính đặc hiệu nâng cao hiệu suất xúc tác Phần chất protein đón vai trò xúc tác hoạt hóa enzym gọi cofactor Cofactor ion kim loại Fe2+, Mg2+ Zn2+ v,v…Hoặc hợp chất hữu có khối lượng phân tử nhỏ phối hợp với ion kim loại Holoenzym Apoenzym + Cofactor Phần chất protein nhóm ngoại prosthetic liên kết chặt với phần protein; có khả tồn độc lập, liên kết lỏng lẻo, dể tách khỏi phần apoenzym gọi coenzym (CoE) Phần lớn CoE có chất hóa học dẫn xuất vitamin hay phức hợp vitamin với axitamin Loại enzym Coenzym Vitamin 1.Oxidoreductase Nicotinamit (NADH, NADPH) Flavin (FADH2, FMNH2) Vitamin PP Vitamin B2 2.Transferase Quinon Sắt Hem (Fe) Protein – Fe Coenzym A S.adennosyl methionin Acid lipoic Glutathion Axit tetrahydrofolic Pyridoxal phosphat Thiamin pyrophosphat Biotin Nucleosid triphosphat Methyl cobalamin 3.Hydrolase 4.Lyase Thiamin pyrophosphat 5.Isomerase Cobamid 6.Ligase *Công thức cấu tạo số coenzym bản: -NAD+ Acid pantothenic Acid folic Vitamin B6 Vitamin B1 Vitamin H Vitamin B12 Vitamin B1 Vitamin B12 NADP + - PLP TPP - CoA Câu 32: Trình bày chế vận chuyển H+ e- NAD+, FAD, VitaminC? NAD+ -Trong thành phần cấu tạo có: phân tử Nicotiamid, phân tử adenin, phân tử ribo, phân tử acid phosphoric -CoE tham gia phản ứng oxy hóa khử enzym dehydrogenase xúc tác -NAD+ xúc tác phản ứng để cung cấp lượng cho thể -Các phản ứng có tham gia CoE thường phản ứng liên quan đến liên kết đôi C=O, C=N số trường hợp C=C -Cơ chế hoạt động: +Trong phản ứng oxyhoa-khử, nhân nicotinamid trực tiếp tham gia phản ứng +C vị trí số nhân có khả nhường hay nhận H +Phần lại CoE để kết hợp vào E -Alcoholdehidrogenase: +Alcol + NAD+ Aldehit + NADH + H+ +CH3CH2OH + NAD+ CH3CHO + NADH + H+ +Qúa trình diễn sau: Bước 1: vận chuyển ion hydrid từ ethanol lên nguyên tử cacbon thứ vòng pyridin NAD+ để lại dạng ion carbonium Ion hydrid H proton có cặp điện tử Thực chất phản ứng trình oxy hóa khử Bước 2: Ion carbonium phân li thải proton Bước 3: Sắp xếp lại điện tử để tạo thành trạng thái bền vững acetaldehyt -Chú ý : Trong phản ứng này, nguyên tử H chất gắn vào nhân nicotinamid, H khác xuất môi trường dạng proton điện tử kết hợp vào nhân nicotiamid trung hòa điện tích dương nhân -Glutamat dehidrogenase: Axit L – glutamic + H2O + NAD+ Axit α – xetoglutaric + NH3 + NADH + H+ FAD -CoE có nhân trực tiếp tham gia vào phản ứng oxyhoa khử -Cơ chế: +1 nguyên tử H gắn lên N1 flavin làm giảm liên kết đôi, nhân mang điện tử độc thân N5, điện tử giữ ổn định đặc tính cộng hưởng cao nhân +1 nguyên tử H kết hợp vào N5 tạo nên coenzym dạng khử VitaminC : -VitaminC chất chống oxi hóa Câu 33: Cơ chế vận chuyển nhóm amin PLP (pyridoxalphosphat)? Trả lời - Đặc điểm PLP: PLP (pyridoxalphosphat) dân xuất vitamin B6 coenzym enzym aminotransferaza xúc tác cho trình chuyển nhóm amin (NH2) từ axit amin đến cetoaxit Kết nhiều axit amin cetoaxit tạo thành PLP coenzym enzym decacboxylaza xúc tác cho phản ứng tách CO axit amin - Cơ chế vận chuyển nhóm amin PLP: Phản ứng chuyển amin nhóm α-amin axit amin chuyển cho nguyên tử cacbon ba cetoaxit pyruvic, α-cetoglutaric oxaloaxetic Kết axit amin trở thành cetoaxit tương ứng, cetoaxit trở thành axit amin tương đương (alanin, glutamic aspactic) Phản ứng tổng quát trình chuyển amin sau: R1 - CH - COOH + R2 - C - COOH ׀ ׀׀ ׀׀ ׀ NH2 O aminotransferaza R1 - C - COOH + R2 - CH - COOH O NH2 Các enzym xúc tác cho kiểu phản ứng thuộc nhóm aminotransferaza, chế phản ứng sau: Trừ hai axit amin treonin lizin, tất axit amin lại tham gia chuyển amin Nhìn chung, đa số thể sống, nhóm amin axit amin chuyển chủ yếu để tạo thành axit glutamic Ở số thể khác (động vật) nhóm amin chuyển để tạo thành axit aspactic hay alanin Axit L-glutamic + Axit oxaloaxetic GOT Axit α-glutaric + axit L-aspactic Axit L-glutamic + Axit pyruvic GPT Axit α-glutaric + Axit L-alanin Sự chuyển amin có ý nghĩa quan trọng hai mặt: phân giải axit amin thành cetoaxit tương ứng chuyển nhóm amin cho cetoaxit chu trình Crep tổng hợp nên axit amin sơ cấp glutamic, aspactic, alanin Câu 34: Nêu chế loại CO2 TPP ( Thiaminpyrophosphat): Trả lời: Đặc điểm TPP: - TPP nhóm ngoại enzim pyruvat decacboxylaza làm nhiệm vụ xúc tác cho trình chuyển hóa axit piruvic trao đổi gluxit Thiamin ATP Thiaminpyrophosphat ADP - Ngoài TPP coenzim Transxetolaz xúc tác cho phản ứng vận chuyển glicoalđehit ( CH2OH – CO- ) Ví dụ: Phản ứng chuyển đoạn 2C ( C1 C2) xiluoz – phosphat đến riboz phosphat tạo thành xeđoheptuloz – phosphat Cơ chế loại CO2 TPP * Khái quát chung chế hoạt động TPP: Proton liên kết với nguyên tử Cacbon vị trí C thứ vòng thiazolium hoạt động sẵn sàng trao đổi với proton nước deuterion D2O tạo sản phẩm trung gian hoạt hóa Sản phẩm có xu hướng nhân tới liên kết nhóm carbonyl phân cực cho phép tạo sản phẩm chứa vòng thiazolium cộng hưởng hoạt hóa sẵn sàng tham gia xúc tác phản ứng gắn proton H+ với acetaldehyde, pyruvat oxygen TPP coenzim của số enzim phổ biến: pyruvat decacboxylase trình lên men rượu, pyruvat dehidrogenase trình tổng hợp axetyl CoA, α- cetoglutarat dehidrogenase (trong chu trình Crep), transketolase cố định C phase tối trình quang hợp acetolactase synthetase tổng hợp valine leucin a/ Sự khử cacboxil oxi hóa axit piruvic tạo thành axetil – coA: Phương trình tổng quát: Phức piruvat dehidrogenase A piruvic ( E1, E2, E3) Axetil CoA + CO2 TPP, lipoate HS - CoA NAD+ NADH + H+ Sự tạo thành axetat trình không đảo ngược pyruvat bị nhóm cacboxyl dạng CO2 Bộ khung cacbon lại biến đổi thành gốc acetyl thành phần acetyl CoA kèm theo tạo thành NADH Toàn trình xúc tác phức xúc tác đa enzim (multienzim complex) piruvat dehidrogenase Các chất trao đổi trung gian chuỗi phản ứng gắn bề mặt phức enzym suốt tiến trình xúc tác cho đên tạo thành sản phẩm cuối Có cofactor tham gia chế xúc tác hệ enzim Ngoài phức tạp thể chỗ hoạt tính enzim điều hòa cách tinh tế thông qua chế điều hòa dị lập thể điều hòa nhờ tạo liên kết hóa trị cải biến Phức piruvat dehidrogenase giống phức enzim α- cetoglutarat dehidrogenase (trong chu trình Crep) α- cetoaxit dehidrogenase (trong trình oxi hóa amino axít) Điều chứng tỏ enzim có lẽ chung nguồn gốc tiến hóa Phức enzim piruvat dehidrogenase gồm enzim: piruvat dehidrogenase(E1), dihidrolipoyl transacetylase (E2) dihidrolipoyl dehidrogenase (E3) Chúng xúc tác theo thứ tự kết hợp với hỗ trợ coenzim: thiamie, pyrophosphate ( TPP) chứa vitamin B1 thiamine, flavinadenine dinucleotide (FAD) chứa vitamin B2 riboflavin, coenzim A ( CoA) chứa vitamin pantothenate, nicotinamide adenine dinucleotide ( NAD) chứa vitamin niacin coenzim thứ lipoate Lipoate tồn dạng oxihóa khử, giống NAD FAD, đóng vai trò làm chất chuyển e Còn TPP xúc tác phản ứng decacboxyl hóa CoA đóng vai trò làm chất mang nhóm acyl nhờ tạo liên kết thioeste Mỗi phức enzim piruvat dehidrogenase chứa số lượng copy khác enzim thành viên thực tế số lượng kích thước phức enzim thay đổi phụ thuộc loài Ví dụ phức enim piruvat dehidrogenase động vật có vú có tới 60 E2, E Coli có 24 Tuy nhiên trường hợp phức enzim chứa nhiều enzim thành viên E1, E2, E3 nên kích thước MW phức lớn Các phản ứng sau: Axit piruvic Axetaldehit hoạt động TPP Axetaldehit hoạt động CO2 A lipoic(oxh) Axetil lipoat ( tio-este) TPP Axetil lipoat Axit lipoic ( khử) CoenzimA-SH Axetil CoA Cơ chế trình bày rõ ràng sơ đồ sau: 1/ Enzim piruvat dehidrogenase (E1) xúc tác phản ứng giải phóng CO2 gắn nhóm acyl vào TPP 2/ Enzim E2 (dihidrolipoyl transacetylase) chuyển e- nhóm acyl từ TPP tới dạng oxihóa nhóm lipoyllisyl enzim E2 tạo acetyl thioeste nhóm lipoyl dạng khử cao 3/ Thế cao nói cho phép tạo liên kết cao thioeste dạng acetyl – CoA tách khỏi phức enzim Ở nhóm SH CoA thay nhóm SH E2 làm nhóm lipoyl bị khử hoàn toàn 4/ Dihidrolipoyl dehidrogenase (E3) chuyển nguyên tử H từ nhóm lipoyl dạng khử nằm E2 tới nhóm FAD E3 phục hồi E2 trở lại dạng oxihóa 5/ Nhóm FADH2 E3 chuyển iôn hydride cho NAD+ tao thành NADH Đến phức enzim phục hồi trạng thái ban đầu sẵn sàng tham gia chu trình phản ứng Trong chu trình phản ứng vai trò đặc biệt quan trọng thuộc phức lipoyllysine có cánh tay dài uyển chuyển enzim E2 Nó hoạt động cần cẩu chuyển từ E1 tới E3 hai e - nhóm aceyl có nguồn gốc từ piruvat enzim với coenzim chúng tập hợp thành phức hệ đa enzim hoạt động theo thứ tự nghiêm ngặt hợp lí tiết kiệm tối đa lượng giống chất vận chuyển theo dường hầm ( subtrate channeling) có chất đầu vào sản phẩm đầu dạng tự Đây tượng phổ biến tế bào sống Nội dung cho thấy vitamin B1 có vai trò quan trọng bậc trình oxihóa pyruvat giải phóng lượng Đặc biệt điều cần cho hoạt động não bộ, quan chủ yếu nhận lượng từ trình oxi hóa pyruvat glucose Do người mắc bệnh beriberi thiếu thiamine ( ăn gạo chà trăng không lớp cá giầu vitamin B1) có biểu bệnh thần kinh Người uống rượu nhiều có biểu trên, phần lớn lượng họ nhận từ rượu ( vitamin) lâu dàn dẫn đến thiếu vitamin ( trường hợp viatmi B1) làm cho đầu óc phát triển b/ Sự khử cacboxil oxi hóa α cetoglutaric tạo thành ax succininyl– coA: α cetoglutaric (C5) α cetoglutaric dehidrrogenaz CoA-SH CO2 NAD+ succininyl– coA (C4) NADH+H+ α cetoglutaric lại bị khử cacboxil oxi hóa phức hệ enzim α cetoglutaric dehidrrogenaz xúc tác Phản ứng tương tự oxihóa ax piruvic cần coenzim TPP, axit lipoic, coenzim A NAD+ tham gia Sản phẩm phản ứng axit dicacboxilic dạng hoạt động, ax succininyl– coA (có chứa liên kết tio-este giàu lượng) nguyên tử cacbon bị tách giai đoạn phân tử CO2 Câu 36: Trình bày phản ứng tổng hợp axit amin sơ cấp axit amin thứ cấp? Nêu vai trò transaminase Viết chế vận chuyển nhóm amin? Trả lời: Tổng hợp axit amin sơ cấp a) Tổng hợp axit amin sơ cấp axit amin thứ cấp Amin hóa trực tiếp axit hữu chưa no: axit hữu chưa no thường gặp fumaric vốn tạo thành hô hấp hiếu khí qua chu trình Krebs trình giải độc NH qua chu trình ornithin - Amin hóa cetoaxit cách khử Các cetoaxit sản phẩm trung gian quan trọng nên thường đường hướng việc hình thành axit amin Trong cetoaxit thường gặp quan trọng axit α-cetoglutaric, sau axit oxaloacetic axit pyruvic Axit glutamic vừa tạo thành lại kết hợp với phân tử NH3 khác để tạo thành glutamin Với tham gia enzym glutamat synthetase, nhóm NH2 chuyển từ glutamin đến axit α-cetoglutaric để tạo thành phân tử axit glutamic Từ axit glutamic chuyển amin hóa với axit pyruvic để tạo thành alanin chuyển amin hóa với axit oxaloacetic để tạo thành axit aspartic có tham gia enzym transaminase Cũng axit pyruvic axit oxaloacetic bị amin hóa cách khử để tạo thành alanin axit aspartic tương tự phản ứng amin hóa cách khử axit α-cetoglutaric Ngoài tế bào có hydroxilamin (NH2OH) cetoaxit bị oxi hóa cách khử để tạo thành axit amin có tham gia enzym oxidase Như số đường hướng khác hình thành axit amin: glutamic, alanin, aspartic Đây axit amin sơ cấp, từ axit amin tổng hợp nên axit amin thứ cấp b) Tổng hợp axit amin thứ cấp - Chủ yếu đường hướng chuyển amin hóa axit amin cetoaxit với tham gia enzym aminotransferase Phản ứng diễn theo phương trình tổng quát: - Ngoài số axit amin tổng hợp theo đường hướng riêng: + Prolin tổng hợp từ axit glutamic + Serin, glycin, cystein tổng hợp từ axit phosphoglyceric + Methyonin, lysin, treonin tổng hợp từ axit aspartic + Valin, isoleucin, alanin tổng hợp từ axit pyruvic treonin + Các axit amin có nhân thơm: tyrosin, trytophan, phenyalanin tổng hợp từ axit phosphoenolpyruvic axit glutamic Vai trò transaminase viết chế phản ứng vận chuyển nhóm amin a) Cấu tạo enzym transaminase - Enzym transaminase enzym thành phần Enzym có nhiều trung tâm hoạt động tương tác axit amin cetoaxit với trung tâm hoạt động enzym diễn nhịp nhàng phản ứng tạo axit amin thứ cấp diễn nhanh chóng b) Vai trò chế phản ứng vận chuyển nhóm amin - Enzym transaminase có vai trò tham gia chuyển amin hóa axit amin cetoaxit Phản ứng diễn theo phương trình tổng quát Câu 39 Tìm hiểu Arachidonic acid DHA ? Archidonic acid (RAA) - RAA thuộc nhóm axit béo Omega-6 - Là loại axit béo không no đa nối đôi (4 nối đôi), chứa 20 nguyên tử C - Cấu tạo: Docosa Hexaenoic Aacid (DHA) - Thuộc nhóm axit béo Omega-3 - DHA loại axit béo không no đa nối đôi (n-3), có nhiều não võng mạc nên đóng vai trò quan trọng cho phát triển phận Ở người trưởng thành, thể tự tổng hợp sản sinh DHA từ acid α-linolenic, trẻ sơ sinh trẻ bị sinh non trữ lượng thể ít, khả tự tổng hợp sản sinh DHA không đủ - Cấu tạo: Mô hình cấu trúc không gian Cấu tạo phân tử Vai trò RAA DHA 3.1 Vai trò RAA Arachidonic acids chất có thảo mộc cần thiết cho thể người có trách vụ trì kiến tạo màng tế bào, điều hòa hoạt động tế bào, chuyển vận chất béo thể, đồng thời chất tiền dẫn cho loại kích thích tố quan trọng Leukotrienes, có nhiệm vụ co thắt thớ thịt phổi, làm cho mạch máu dễ thẩm thấu khiến cho loại bạch huyết cầu chui qua để chống lại loại bệnh sưng, suyễn; Prostaglandins, có nhiệm vụ điều hòa hầu hết hoạt động tế bào, làm nở lớn mạch máu, gia tăng nhịp tim đập, gia tăng số lượng máu nuôi thể, ảnh hưởng tới chất kích thích tố trách nhiệm sinh sản, ảnh hưởng tới hệ thống thần kinh thận; Thromboxanes trách nhiệm tạo vây huyết cầu làm co mạch máu vây huyết cầu tập trung vào khu vực bị thương 3.2 Vai trò DHA DHA cần thiết cho phát triển hoàn thiện chức nhìn mắt, phát triển hoàn hảo hệ thần kinh Nghiên cứu động vật thí nghiệm thấy DHA có nồng độ cao tổ chức thần kinh võng mạc mắt, tổ chức não Ở người trưởng thành, DHA có tác dụng giảm cholesterol toàn phần, triglyceride máu, LDL-cholesterol (cholesterol xấu) gây vữa xơ động mạnh - nguyên bệnh nhồi máu tim Nếu thiếu DHA trình phát triển, trẻ có số thông minh IQ thấp Một nghiên cứu theo dõi trẻ từ lúc sinh tới 8-9 tuổi, người ta thấy trẻ bú sữa mẹ chế độ ăn đủ DHA có số IQ cao 8,3 điểm so với trẻ không bú sữa mẹ không cung cấp đầy đủ DHA Bổ sung DHA cách nào? Chế độ ăn trước có thai quan trọng tình trạng dự trữ acid béo không ngày thai no cần thiết (EFAs) cho thai nhi Ðặc biệt tháng cuối thai kỳ, trung bình nhi cần 2,2g EFAs/ngày cho phát triển hệ thần kinh mạch máu Các trẻ đẻ non sơ sinh bình thường đòi hỏi phải cung cấp đủ DHA chúng khả chuyển tiền tố DHA từ dầu thực vật hay thức ăn thay sữa mẹ khác sang DHA Sữa mẹ cung cấp đủ EFAs cho trẻ, việc cho bú hoàn toàn sữa mẹ tháng đầu cho bú kéo dài tới 24 tháng quan trọng Trong sữa mẹ từ 40-45 ngày sau sinh DHA chiếm 0,3%, AA: 0,4% DPA: 0,2% Trong trường hợp đặc biệt trẻ không bú mẹ phải lựa chọn thức ăn thay sữa mẹ có bổ sung acid béo nói DHA có nhiều dầu cá, cá thủy sản DHA cần thiết cho phát triển hoàn hảo võng mạc mắt não trẻ em Việc ăn cá, thủy sản thường xuyên cung cấp cho thể đủ DHA Câu 40 Phân biệt phân giải Axitbéo ty thể proxyxom Giống Trong thể sống trình phân giải axit béo ty thể peroxixom chủ yếu thực theo kiểu β-oxy hoá Gọi oxy hoá xảy nguyên từ C β so với nhóm cacboxyl Bao gồm hai giai đoạn: 1.1 Hoạt hoá axit béo Sự hoạt hoá cần ATP gồm hai giai đoạn nhỏ: Tạo axil-AMP anhidrit hỗn tạp đồng thời giải phóng Pirophosphat Tạo axil coenzym A Axil-AMP R C O R C O- O- PP Axit béo O O- P O CoA-SH ATP AMP O R C S CoA AxilcoenzymA riboz-Adenin Các axit béo hoạt hoá chuyển từ TBC vào ty thể Peroxyxom [...]... thành phần đóng vai trò chuyển đổi H+ và electron 2 chiều NAD(P)+ + 2e- + 2H+ NAD(P)H + H+ Câu 18: Chất chống ô xi hoá sinh học 1 Giới thiệu chung về chất oxi hóa và chất chống oxi hóa sinh học Chất chống oxi hóa là những phân tử làm chậm hoặc ngăn cản quá trình oxi hóa của phân tử khác Quá trình oxi hóa có thể tạo ra những gốc tự do làm hại đến tế bào Chất chống oxi hóa làm ngăn chặn chuỗi phản ứng... gấp 10 lần so với NADP+ , chúng dều tham gia vào những phản ứng Oxi hóa - Khử do enzym dehydrogenase xúc tác NAD+ tham gia vào phản ứng Oxi hóa - Khử để chuyển năng lượng cho cơ thể NADP+ tham gia vào phản ứng sinh tổng hợp Cả hai CoE này đều có thể chuyển từ dạng Oxi hóa sang dạng khử và ngược lại để vận chuyển e- và H+ Câu 17: Quá trình vận chuyển e và H+ của enzym dehydrogenase kỵ khí Nicotinamide... Câu 8 Chứng minh enzim là chất xúc tác sinh học? chứng minh enzym có bản chất là protein 1 Định nghĩa enzym Quá trình trao đổi chất bao gòm hàng loạt các phản ứng hoá học diễn ra liên tục và liên quan chặt chẽ với nhau Trong các quá trình hoá học ấy đều có sự tham gia xúc tác của enzym Enzym là chất xúc tác sinh học có bản chất là protein, do cơ thể sôngs tổng hợp nên 2 Enzym là chất xúc tác sinh học. .. oxi hóa tạo được 5 ATP 7 vòng oxy hóa tạo 35 ATP - 1 phân tử Acetyl CoA đi vào chu trình krebs sẽ tạo ra 3 NADH x 3 = 9 1 FADH2 x 2 = 2 12 ATP 1 ATP 8 Acetyl CoA bị oxy hóa tạo thành 96 ATP Tổng năng lượng: hình thành trong quá trình oxy hóa palmitoyl CoA là: 35 + 96 = 131 ( ATP ) - 1 (ATP ) : hoạt hóa axit palmitic 130 ATP * oxy hóa béo chứa C bão hòa 17C Sản phẩm thu được khi oxy hóa axit... PLP: Câu 15: Trình bầy cơ chế tác dụng của PLP Bài Làm I Cấu tạo hoá học của PLP và PMP: Piridoxal photphat (PLP) và piridoxamin photphat được tạo nên từ vitamin B6 có công thức hoá học như sau: PLP là coenzim của amino transfraza và enzim decacboxilara tham gia quá trình trao đổi các axit amin đặc biệt trong quá trình chuyển hoá amin (transamin) và khử cacboxil (decacboxil).Tạo ra nhiều aa mới và cetoaxit... electron của gốc tự do vào chính nó Một số gốc tự do Chất oxi hóa là những chất gây hại cho sự sống, vì vậy sinh vật luôn có hệ thống các chất chống oxi hóa như là glutathione, vitamin C, vitamin E đóng vai trò như các enzyme catalase, superoxide dismutase và một vài peroxidases Nếu hệ thống enzyme chống oxi hóa bị ức chế sẽ làm tăng nồng độ gốc tự do gây hại cho tế bào Những loài sinh vật hô hấp hiếu... trình oxi hóa axit béo palmitic bão hòa ( 16C ) gồm 4 phản ứng: - Oxy hóa axyl – CoA tạo thành acyl – CoA chưa bão hòa có liên kết đôi giữa C và C ( C2 và C3 ) ( Xúc tác của acyl – CoA dehydrogenaza ) ( 1 ) - Hydrat hóa acyl – CoA chưa bão hòa tạo ra - hydroxyacyl – CoA ( xúc tác bởi enzym enoyl – CoA hydrataza ), phân tử H2O gắn vào liên kết đôi ( 2 ) - -hydroxyacyl – CoA bị oxy hóa bởi enzym... năng lượng cho cơ thể chủ yếu theo đường hướng oxy hóa Đầu tiên axit béo phải được hoạt hóa và vận chuyển vào ti thể Quá trình hoạt hóa axit béo gồm 3 bước Bước 1: Axit béo → Acyl CoA nhờ Enzym Acyl-CoA synthetaza ở màng ngoài ti thể Acyl-CoA synthetaza Axit béo + CoA SH Acyl – CoA ATP AMP+PPi Bước 2: Acyl CoA gắn lên chất mang carnitin và được chuyển vào bên trong chất nền ( matrix ) của ti thể nhờ... diễn bằng mũi tên màu đỏ Oxaloacetate của chu trình TCA nhận nhóm amin tạo thành aspartate, aspartate ra khỏi ti thể vào tế bào chất, tham gia vào chu trình ornithine, chu trình ornithine trả lại fumarate cho chu trình TCA Kênh vận chuyển Aspartate/Fumarate cân bằng nhờ -ketoglutarate và glutamate Câu 7: Chứng minh sự tham gia của các hợp chất cao năng trong phản ứng chuyển hoá trao đổi protein, axit... bằng - Phân loại: chia chất xúc tác sinh học thành hai loại là chất xúc tác vô vơ và chất xúc tác sinh học Các thông số hoạt động Enzym Chất xúc tác vô cơ o 1 Nhiệt độ < 40 C >100o C 2 PH Trung tính Axit, kiềm 3 Tính đặc hiệu Có Không 4 Các điều kiện nội bào phụ thuộc chặt chẽ Không phụ thuộc Cũng như chất xúc tác vô cơ, sự có mặt của các enzym trong phản ứng hoá học sẽ làm giảm năng lượng hoạt hoá