Vai trò của ATP trong trao đổi chất

VAI TRÒ CỦA ATP TRONG HOẠT ĐỘNG CỦA TẾ BÀO MÔN: NĂNG LƯỢNG SINH HỌC Giáo viên hướng dẫn: TS Võ Văn Toàn Người thực hiện: Huỳnh Thị Bích Thủy Lớp : Cao học Sinh – Khóa 9 NỘI DUNG  Adenosine triphosphate (ATP)  Chức năng của ATP  Sự hình thành ATP  Vai trò của ATP trong hoạt động của tế bào  Vai trò của ATP trong trao đổi chất  Vai trò của ATP trong trao đổi chất qua màng tế bào  Vai trò của ATP trong co cơ  Bốn loại phản ứng của ATP ATP  Một trong những hợp chất căn bản của sự sống là ATP. Nó giữ vai trò chủ chốt trong hầu như tất cả các quá trình chuyển hóa năng lượng của mỗi hoạt động sống.  Phân tử ATP là một nucleotid được tạo thành từ Adenin, đường ribose và 3 phosphate PO 4 nằm thẳng hàng với nhau. Adenin gắn với ribose tạo thành Adenosine. Adenosine gắn với một phosphate gọi là AMP (Adenosine-Mono-Phosphate), gắn với hai phosphate gọi là ADP (Adenosine-Di-Phosphate) và gắn với ba phosphate gọi là ATP (Adenosine-Tri-Phosphate). Cấu trúc phân tử ATP  Một tính chất quan trọng của phân tử ATP là dễ biến đổi thuận nghịch để giải phóng hoặc tích trữ năng lượng (hình 2). Khi ATP thủy giải nó sẽ tạo ra hai ADP và Pi - phosphate vô cơ: enzyme ATP + H2O  ADP + Pi + năng lượng  Nếu ADP tiếp tục thủy giải sẽ thành AMP. Ngược lại ATP sẽ được tổng hợp nên từ ADP và Pi nếu có đủ năng lượng cho phản ứng: enzyme ADP + Pi + năng lượng  ATP + H2O The adenine nucleotides – AMP, ADP and ATP CHỨC NĂNG CỦA ATP Các quá trình TĐC kết hợp rất chặt chẽ, song sự oxy hóa các chất trao đổi bị chi phối bởi hàm lượng ADP. Sự diễn biến của quá trình này phụ thuộc vào tỷ lệ ATP được sử dụng để tạo công vật lý và công hóa học. Sự liên quan giữa việc sử dụng ATP và oxy hóa nguyên liệu TĐC metabolic fuels CO 2 oxidized coenzymes reduced coenzymes mitochondrial electron transport chain H 2 O ½ O 2 ADP (adenosine diphosphate) + phosphate ATP (adenosine triphosphate) physical and chemical work CHỨC NĂNG CỦA ATP Công tạo ra hoặc năng lượng sử dụng được chi phối bởi tỷ lệ nguyên liệu được oxy hóa và do đó số lượng thực phẩm cần phải tiêu thụ phải tương ứng với năng lượng tiêu dùng. Chúng ta đều biết nguyên liệu vượt quá dự trữ glycogen trong gan và cơ sẽ được tích trữ trong các mô mỡ. [...]... tổng hợp các chất protein, axit nucleic…cũng như sản sinh và duy trì tính phân bố không đều các chất giữa tế bào với môi trường xung quanh VAI TRÒ CỦA ATP TRONG TRAO ĐỔI CHẤT CỦA TẾ BÀO  Trong các phần trước cho thấy: sự thay đổi năng lượng tự do âm, khi thủy phân nhóm phosphate tận cùng của ATP lớn hơn khi thủy phân liên kết esterphosphate Ví dụ khi thủy phân phosphate tận cùng của ATP năng lượng...Nhưng … sự phân giải ATP đơn giản không phụ thuộc vào kết quả sử dụng Các giai đoạn trung gian trong phản ứng của ATP thành ADP cũng rất quan trọng ATP + H2O  ADP + Pi (phosphate) SỰ HÌNH THÀNH ATP  Để đảm bảo được vai trò chính yếu của mình trong trao đổi chất, lượng dự trữ ATP thường xuyên phải được hồi phục ATP có thể theo những đường khác nhau:  Phản ứng phosphoryl hóa ở mức cơ chất: đó là phản... thường là các sản phẩm trung gian của đường phân như glucose-6-phosphate, fructose-6-phosphate, glycerat-3-phosphate,… VAI TRÒ CỦA ATP TRONG TRAO ĐỔI CHẤT CỦA TẾ BÀO  Những liên kết giàu năng lượng có thế vận chuyển nhóm cao, ví dụ như hai phản ứng chuyển phosphate mô tả ở trên mà có ATP là chất cho phosphate Khi chuyển esterphosphate tận cùng của ATP lên glucose là chất nhận (tạo thành esterphosphate... bởi chất mang protein của màng, và kết hợp với ion OH- của tế bào làm giảm gradien pH Chất mang protein vận chuyển H+ qua màng tế bào đồng thời vận chuyển ion Na+ ra khỏi tế bào Sự vận chuyển tích cực nhờ bơm Na+, K+ VAI TRÒ CỦA ATP TRONG TRAO ĐỔI CHẤT QUA MÀNG TẾ BÀO Sau đó, ion Na+ xâm nhập trở lại tế bào với các chất khác như đường và acid amin, hoặc quá trình thu nhận và đào thải các chất của. .. tự do của quá trình tiêu tán gradient proton H+ này được cặp đôi với phản ứng ATP, do đó mới có tên phosphoryl hóa oxy hóa SỰ HÌNH THÀNH ATP  Phản ứng hình thành ATP bởi adenylatkinaza: Do cắt nhóm pirophosphat làm phát sinh ra AMP Enzyme adenylatkinaza sẽ xúc tác phản ứng: AMP + ATP  2 ADP Tiếp đó ADP lại được phosphoryl hóa bằng phản ứng đã mô tả ở trên VAI TRÒ CỦA ATP TRONG TRAO ĐỔI CHẤT CỦA TẾ... tham gia trao đổi chất BỐN LOẠI PHẢN ỨNG CỦA ATP ATP cũng đựoc sử dụng để chuyển đổi giữa các nucleosidtriphosphate Như ta đã biết khi tổng hợp protein, axit nucleic, polysacarit, …lại cần những nucleosidtriphosphate khác với ATP Tất cả những nucleosidtriphosphate này đều được tổng hợp từ ATP và nucleosidtriphosphate tương ứng (NDP) BỐN LOẠI PHẢN ỨNG CỦA ATP Nói cách khác, năng lượng tự do của ATP có... chuyển tích cực các chất (cơ chế đồng vận chuyển ) Sự vận chuyển tích cực do bơm H+ VAI TRÒ CỦA ATP TRONG CO CƠ m y o s in ATPase in m y o s in lig h t c h a in s t h e a r r a n g e m e n t o f m y o s in in m y o f ib r ils BỐN LOẠI PHẢN ỨNG CỦA ATP  Trong phân tử ATP có hai liên kết cao năng (hai liên kết phosphoanhydrid) và có khả năng tham gia vào các phản ứng chuyển nhóm ATP có thể tham gia... chuyển từ ATP sang nhóm hydroxyl, sang nhóm cacboxyl hoặc sang nhóm amid Chất xúc tác của tất cả phản ứng chuyển này là kinaza BỐN LOẠI PHẢN ỨNG CỦA ATP Phản ứng thu nhiệt Phản ứng Pi + glucose  G-6-P + H2O phát ATP + H O  ADP + Pi 2 G0 = 13,8 kJmol-1 G0 = -30,5 kJmol-1 nhiệt Phản ứng kết hợp ATP + glucose  ADP + G-6-P G0 = -16,5 kJmol-1 Thường trong các quá trình trao đổi chất, các chất dinh... kJ/mol, còn thủy phân liên kết esterphosphate của glucose-6-phosphate chỉ giải phóng năng lượng tự do vào khoảng G0 = -12,6 kJ/mol VAI TRÒ CỦA ATP TRONG TRAO ĐỔI CHẤT CỦA TẾ BÀO  Khác biệt này, do năng lượng tự do tích lũy trong liên kết năng lượng và liên kết cao năng khác nhau Đa số, các liên kết giàu năng lượng là các liên kết phosphate có cấu trúc anhydride (ATP, ADP, acetylphosphate, aminoacetylphosphate,... là một chất chế biến và vận chuyển năng lượng Nó được tạo thành trong quá trình phân giải các chất khác nhau như oxy hóa các chất trong ty thể, đường phân và lên men, quang hợp ở diệp lục của thực vật xanh và các quá trình vận chuyển ion ở vi khuẩn,…Ngược lại, ATP cũng là chất cung cấp năng lượng cho các quá trình tổng hợp của cơ thể sinh vật Đó là các phản ứng gắn liền với phân giải phân tử ATP, công . triphosphate (ATP)  Chức năng của ATP  Sự hình thành ATP  Vai trò của ATP trong hoạt động của tế bào  Vai trò của ATP trong trao đổi chất  Vai trò của ATP trong. trong trao đổi chất qua màng tế bào  Vai trò của ATP trong co cơ  Bốn loại phản ứng của ATP ATP  Một trong những hợp chất căn bản của sự sống là ATP.