CHUYÊN ĐỀ CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG DINH DƯỠNG CACBON CỦA VI SINH VẬT

Sơ đồ 1: khái quát về hoạt động chuyển hóa vật chất và năng lượng của vi sinh vật Ngoài dinh dưỡng cacbon, vi sinh vật còn cần các nguyên liệu khác để xây dựng cấu trúc tế bào và cun

1

LỜI MỞ ĐẦU

Chuyên đề có thể sử dụng tham khảo để giảng dạy trên lớp, dạy nền cho đội tuyển học sinh giỏi 10 phục vụ một số kỳ thi như: Olimpic Hùng Vương, kỳ thi các trường chuyên duyên hải đồng bằng Bắc bộ…

Chuyên đề chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự đóng góp ý kiến bổ sung của các bạn đồng nghiệp để chuyên đề thêm hữu ích

2

CHUYÊN ĐỀ

CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG TRONG DINH

DƯỠNG CACBON CỦA VI SINH VẬT

A KIẾN THỨC CHUNG

1 Các kiểu dinh dưỡng

Cacbon là nguyên tố cấu tạo nên bộ khung của các chất hữu cơ Để tổng hợp chất hữu cơ, vi sinh vật cần hai thành phần chính là nguồn năng lượng và nguồn cacbon, nguồn gốc hai thành phần này mà vi sinh vật sử dụng là cơ sở phân loại kiểu dinh dưỡng của vi sinh vật Có 4 kiểu dinh dưỡng cacbon ở vi sinh vật là: quang tự dưỡng, quang dị dưỡng, hóa tự dưỡng và hóa dị dưỡng (HS dựa vào sơ đồ để phân biệt các kiểu dinh dưỡng)

Sơ đồ 1: khái quát về hoạt động chuyển hóa vật chất

và năng lượng của vi sinh vật

Ngoài dinh dưỡng cacbon, vi sinh vật còn cần các nguyên liệu khác để xây dựng cấu trúc tế bào và cung cấp cho các hoạt động sống như nitơ và các nguyên tố

3

khoáng Chuyên đề này tôi chỉ đề cập đến nội dung chuyển hóa vật chất và năng lượng trong dinh dưỡng cacbon của vi sinh vật

2 Tìm hiểu chung về liên kết giàu năng lượng và ATP

Trong tế bào các chất hữu cơ đều chứa năng lượng, khi phân huỷ năng lượng đó

sẽ được giải phóng Năng lượng của các phân tử được cố định trên các liên kết Các liên kết thường có năng lượng khoảng 0,3 - 3,0 Kcalo/M Ngoài các liên kết bình thường, một số phân tử còn chứa các liên kết có năng lượng lớn hơn, đó là liên kết cao năng Những liên kết có năng lượng dự trữ ≥ 6 Kcalo/M thuộc dạng liên kết cao năng, được ký hiệu bằng dấu ∼ Có 3 dạng liên kết cao năng phổ biến:

- Liên kết O ∼ P: đây là dạng liên kết cao năng phổ biến và có vai trò quan trọng

nhất trong tế bào Liên kết cao năng dạng này có trong các phân tử đường - photphat (A 1,3 PG, APEP ), cacbanyl - P, đặc biệt là trong các nucleotid di, tri - photphat

(ADP, ATP, GDP, GTP ) Trong đó quan trọng nhất là ATP

- Liên kết C ∼ S: là dạng liên kết cao năng có trong các acyl - CoA(acetyl - CoA,

sucxinyl - CoA )

- Liên kết N ∼ P: là liên kết cao năng có trong phân tử creatin - photphat

Trong các phân tử chứa liên kết cao năng, ATP là phân tử có vai trò rất quan trọng trong tế bào, nó được xem là pin năng lượng của tế bào Phân tử ATP chứa 2 liên kết cao năng Trong điều kiện chuẩn, năng lượng của liên kết cao năng ngoài cùng là 7,3Kcalo/M, còn liên kết cao năng thứ 2 là 9,6Kcalo/M Năng lượng này thay đổi tuỳ điều kiện pH, nhiệt độ, nồng độ ATP, áp suất Biến động của năng lượng trong liên kết cao năng của ATP ở khoảng 8 - 12Kcalo/M

ATP vừa có năng lượng lớn đủ thoả mãn cho mọi quá trình xảy ra trong tế bào vừa rất linh động nên năng lượng dễ được giải phóng cho cơ thể hoạt động vì vậy nó

là năng lượng được sử dụng phổ biến nhất (được coi là “đồng tiền” năng lượng của tế bào)

ADP là Adenozin diphotphat (có 2 nhóm photphat)

ATP là Adenozin triphotphat (có 3 nhóm photphat)

Để phản ứng này xảy ra cần có năng lượng và enzime ATP-aza xúc tác Năng lượng cần thiết cho phản ứng đúng bằng năng lượng chứa đựng trong liên kết cao năng của nhóm photphat ngoài cùng (≈ 7,3 Kcalo/M) Tùy nguồn năng lượng cung cấp mà có

2 dạng photphoryl hoá: photphoryl hoá mức cơ chất và photphoryl hoá mức coenzime (photphoryl hóa oxi hóa)

* Photphoryl hoá mức cơ chất

Photphoryl hoá mức cơ chất là quá trình tổng hợp ATP nhờ năng lượng thải ra của phản ứng oxy hoá trực tiếp cơ chất

Ví dụ: có 2 phản ứng tạo ATP từ cơ chất trong quá trình oxi hoá phân tử glucose ở giai đoạn đường đường phân và chu trình Crebs Quá trình photphoryl hoá mức cơ chất tích luỹ không quá 10% toàn bộ ATP được tạo ra trong hô hấp nên ý nghĩa không lớn lắm 90% năng lượng ATP còn lại được tích luỹ qua quá trình photphoryl hoá mức coenzime hay qua chuỗi hô hấp

* Photphoryl hoá mức coenzime (photphoryl hóa oxi hóa)

Thuyết do Mitchell đưa ra năm 1962 gọi là thuyết hoá thẩm, đã giải thích cơ chế photphoryl hoá một cách hợp lý và được quan tâm nhiều hơn cả Thuyết hoá thẩm nêu lên mối quan hệ giữa dòng điện tử trong chuỗi truyền e- hô hấp với sự

5

photphoryl hoá ở màng trong của ty thể Sự chênh lệch nồng độ ion được tạo ra do quá trình vận chuyển e- và H+ qua màng (thực chất là một chuỗi các phản ứng oxi hóa-khử) làm cho sự tích luỹ e- và H+ ở 2 phía của màng trong ty thể chênh lệch nhau tạo nên thế năng điện hoá (năng lượng hóa thẩm) Thế năng điện hoá này được giải phóng nhờ dòng vận chuyển proton H+ qua ATP-aza sẽ cung cấp năng lượng cho phản ứng tổng hợp ATP Hầu hết năng lượng của glucozo được giải phóng dưới dạng ATP trong giai đoạn này Đây cũng là cơ sở giải thích hiệu quả của các con đường phân giải glucozo khác nhau ở vi sinh vật

B CÁC HOẠT ĐỘNG CHUYỂN HÓA VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG CỦA

VI SINH VẬT TRONG DINH DƯỠNG CACBON

1 Quang dưỡng

Là hình thức hấp thụ và chuyển hóa năng lượng ánh sáng để tổng hợp chất hữu cơ

1.1 Giai đoạn hấp thụ và chuyển hóa năng lượng ánh sáng (pha sáng)

1.1.2 Vị trí pha sáng

Ở vi sinh vật nhân sơ hệ sắc tố và chuỗi vận chuyển điện tử của pha sáng nằm trên màng sinh chất, đặc biệt vi khuẩn lam và một số vi khuẩn khác thường có màng sinh

chất gấp nếp ăn sâu vào tế bào chất tạo mezoxom gọi là các phiến tilacoit giúp tăng

diện tích hấp thụ và chuyển hóa năng lượng ánh sáng

Ở vi sinh vật nhân thực có bào quan chuyên hóa cho quang hợp là lục lạp, hệ sắc

tố và chuỗi vận chuyển điện tử nằm trên màng tilacoit trong lục lạp

6

Hình 1: cấu tạo của lục lạp (A) và tế bào nhân sơ (B)

* Giới thiệu hệ sắc tố:

Hình 2: Cấu trúc của Chlorophyll và vị trí khác nhau giữa các sắc tố

cholorophyll a, cholorophyll b và bacteriocholorophyll a

Theo hình 2, chỉ 1 nhóm trong cholorophyll a bị thay đổi để sản ra cholorophyll b, trái lại để chuyển cholorophyll a thành bacteriocholorophyll a phải cần 2 sự cải biến

7

trong hệ thống vòng Chuỗi bên (R) của bacteriocholorophyll a có thể là phytil (1 chuỗi gồm 20C cũng gặp trong các cholorophyll a và b) hay geranilgeranil (1 chuỗi bên gồm 20C tương tự phytil nhưng nhièu hơn 3 nối đôi) (Theo: Prescott và cs,

2005)

Các sinh vật quang hợp đều có các sắc tố dùng hấp phụ ánh sáng trong đó sắc tố quan trọng nhất là cholorophyll (chất diệp lục) Đây là các vòng phẳng, lớn gồm 4 nhân pirol thay thế bởi 1 nguyên tử magiê phối hợp với 4 nguyên tử nitơ ở trung tâm Một

số cholorophyll gặp ở sinh vật nhân thật mà quan trọng nhất là cholorophyll a và cholorophyll b Hai phân tử cholorophyll này hơi khác nhau về cấu trúc và các đặc tính quang phổ Khi hoà tan trong axeton cholorophyll a có đỉnh hấp thụ ánh sáng ở

665 nm; còn cholorophyll b có đỉnh hấp thụ ở 645nm Ngoài đặc tính hấp thu ánh sáng đỏ các cholorophyll cũng hấp thu mạnh ánh sáng xanh (đỉnh hấp thu thứ hai đối với cholorophyll a là ở 430nm) Vì các cholorophyll hấp thu chủ yếu trong vùng đỏ

và xanh do đó ánh sáng lục được truyền qua Hậu quả là các sinh vật quang hợp có màu lục Đuôi dài kị nước gắn vào vòng cholorophyll giúp cho sắc tố này gắn vào màng là vị trí của các phản ứng quang

Hình 3: Các sắc tố phụ tiêu biểu

8

Beta-caroten là 1 carotenoit gặp ở tảo và các thực vật cao cấp Sắc tố này chứa

1 chuỗi dài của các nối đôi và nối đơn luân phiên gọi là các nối đôi tiếp hợp

Fucoxantin là 1 sắc tố phụ của carotenoit gặp trong một số ngành tảo (dấu chấm trong cấu trúc biểu thị 1 nguyên tử C) Phycoxyanobilin là một ví dụ của tetrapirol đường thẳng liên kết với 1 protein để tạo thành phycobiliprotein (Theo: Prescott và cs,

Về vai trò trong quang hợp carotenoit và phycobiliprotein thường được coi là sắc tố phụ Mặc dù các cholorophyll không thể hấp thu quang năng một cách có hiệu quả trong vùng xanh - lục đến vàng (khoảng 470-630nm) nhưng các sắc tố phụ hấp thu ánh sáng trong vùng này và truyền năng lượng thu được đến cholorophyll Nhờ vậy chúng giúp cho quang hợp có hiệu quả hơn qua một vùng rộng hơn của chiều dài sáng Các sắc tố phụ cũng bảo vệ vi sinh vật khỏi ánh sáng mặt trời gay gắt có thể oxy hoá và gây hư hại cho bộ máy quang hợp trong trường hợp thiếu chúng

Các cholorophyll và sắc tố phụ được tập hợp thành từng dãy có tổ chức cao gọi

là quang hệ (ăngten) với chức năng tạo ra một diện tích bề mặt rộng dùng thu giữ các

photon càng nhiều càng tốt Mỗi quang hệ chứa khoảng 300 phân tử cholorophyll Quang năng thu giữ trong một quang hệ được chuyền từ cholorophyll này sang sang cholorophyll khác cho đến khi tới được một cholorophyll đặc biệt ở trung tâm phản ứng; cholorophyll này trực tiếp tham gia vào việc vận chuyển electron quang hợp

* Giới thiệu quang hệ PSI và PSII:

Quang hệ là một đơn vị chuyển hóa năng lượng ánh sáng bao gồm sắc tố và phức hệ protein màng, trong đó năng lượng của bước sóng mà phân tử sắc tố ở trung

9

tâm phản ứng hấp thụ được sẽ quyết định đường đi của điện tử (electron) và sản phẩm của con đường đó

Hình 4: Hệ sắc tố và chuỗi truyền điện tử trên màng tilacoit

Quang hệ PSI có phân tử sắc tố hấp thụ ánh sáng bước sóng khác nhau ở các nhóm vi sinh vật: vi sinh vật quang hợp tạo O2 là 700nm (nên còn gọi là P700), vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía là 870 nm, vi khuẩn lưu huỳnh màu lục là 840nm,

Quang hợp tạo O2 sử dụng đồng thời cả hai con đường không vòng và vòng:

+ Con đường không vòng:

Có sự tham gia của cả hai quang hệ PSI và PSII Khi có ánh sáng chiếu vào các sắc tố ở các quang hệ sẽ bật ra điện tử (e-), điện tử sẽ đi vào chuỗi vận chuyển theo thứ tự như sau:

10

Bước 1: Trung tâm phản ứng của PSI có mức năng lượngcơ bản cao hơn PSII nên

giải phóng electron trước, e- từ PSI sẽ qua chuỗi truyền điện tử đến cuối chuỗi truyền

là phức hệ feredoxin sẽ được NADP+ nhận để tổng hợp NADPH

Bước 2: PSII giải phóng e- vào chuỗi truyền để chuyển đến để bù (trả lại) e- đã mất của PSI Trên đường đi, e- qua Cyt b6 sẽ làm kênh này mở, kết quả tạo ra dòng vận chuyển H+ qua màng H+ tích lũy nhiều ở phía ngoài màng sinh chất của vi khuẩn hoặc trong xoang tilacoit của lục lạp gây áp lực nồng độ lên ATP-aza (máy tổng hợp ATP, cũng là protein xuyên màng), H+ chuyển qua ATP-aza sẽ kích thích tổng hợp ATP (photphoryl hóa oxi hóa - thuyết hóa thẩm của Michell)

Bước 3: Cuối cùng, năng lượng ánh sáng làm phân li phân tử nước (quang phân li nước) trong xoang tilacoit (hoặc tế bào chất của vi khuẩn) theo phương trình:

H2O → 1/2O2 + 2H+ + 2e-

Trong đó H+ được dùng để vận chuyển qua màng, 2e- được chuyển đến bù cho PSII,

O2 được khuếch tán ra môi trường

* Sản phẩm của con đường không vòng: ATP, NADPH, O 2 theo tỉ lệ 2:2:1 vì:

Cứ 2 photon ánh sáng tác động vào PSI sẽ giải phóng 2e- để tạo 1NADPH

2 photon ánh sáng tác động vào PSII sẽ giải phóng 2e- để bù cho PSI đồng thời tạo được 1ATP

1 photon ánh sáng sẽ làm phân li 1 H2O để bù 2e

cho PSII đồng thời tạo 1/2O2

Hình 5: truyền điện tử theo con đường không vòng

11

+ Con đường vòng:

Nếu chỉ sử dụng con đường không vòng sẽ không tạo đủ năng lượng cho việc tổng hợp chất hữu cơ nên con đường vòng cũng đồng thời xảy ra để cung cấp thêm năng lượng ATP

Hình 6: truyền điện tử theo con đường vòng trong quang hợp tạo O 2

Con đường này chỉ có sự tham gia của PSI Dưới tác động của photon ánh sáng, e- được bật ra từ trung tâm phản ứng của PSI sẽ được vận chuyển theo các protein của chuỗi truyền điện tử, đến feredoxin không truyền e- cho NADP+ mà e- tiếp tục chuyển qua Cytb6 và trở về trung tâm phản ứng PSI Khi e- qua Cytb6 làm kênh này mở để vận chuyển H+ qua màng gây ra sự chênh lệch nồng độ H+ giữa hai phía của màng là cơ

sở tạo ATP Như vậy con đường này chỉ tạo sản phẩm là ATP (cứ 2 photon ánh sáng tác động tạo được 1 ATP)

b Quang hợp không tạo O 2

Sử dụng con đường vòng, chỉ có PSI tham gia Cùng là quang hợp không tạo O2nhưng đường đi của e- không hoàn toàn giống nhau giữa hai nhóm tự dưỡng và dị dưỡng

12

(A) (B)

Hình 7: truyền điện tử trong pha sáng của vi khuẩn không lưu huỳnh

màu lục hoặc tía (A), vi khuẩn lưu huỳnh màu lục hoặc tía (B)

+ Với vi khuẩn không lưu huỳnh màu lục hoặc tía (dị dưỡng)

Điện tử được bật ra từ phân tử sắc tố ở trung tâm phản ứng và đi vào chuỗi vận chuyển điện tử và giải phóng năng lượng bằng cách tạo ra lực bơm H+ từ đó tổng hợp ATP Cuối cùng e- quay trở lại phân tử sắc tố, không có sự nhường e-

Con đường này chỉ tạo ATP, không có lực khử NADPH để tổng hợp các chất hữu cơ theo nhu cầu nên vi khuẩn phải sử dụng nguồn C có sẵn trong chất hữu cơ lấy từ môi

13

trường (quang dị dưỡng) ATP thu được từ quá trình chuyển hóa năng lượng ánh sáng được chúng sử dụng cho các hoạt động sống chứ không được dùng để đồng hóa CO2(nhóm này không có pha tối)

Bảng 1: Phân biệt pha sáng trong quang hợp tạo O 2 và quang hợp không tạo O 2

Đại diện quang hợp Sắc tố Chất cho

electron

Chất nhận e- Quang hệ

Sản phẩm pha sáng Quang

in hỗ trợ)

H2O NADP+

PSI và PSII truyền e- theo

cả hai con đường vòng

và không vòng

ATP, NADPH,

Chỉ có PSI truyền e- theo con đường vòng

ATP, NADPH,

e- từ sắc

tố lại trả

về sắc tố

Chỉ có PSI truyền e- theo con đường vòng

ATP

1.2 Giai đoạn tổng hợp chất hữu cơ (pha tối)

Là pha cố định CO2 theo chu trình Canvin tại chất nền của lục lạp hoặc tế bào

chất ở vi sinh vật nhân sơ với sự tham gia của ATP và NADPH đến từ pha sáng Pha

tối giống nhau ở các vi sinh vật quang tự dưỡng Vi sinh vật quang dị dưỡng không

có pha tổng hợp chất hữu cơ từ CO2, chất hữu cơ chúng lấy trực tiếp từ môi trường

14

Hình 8: chu trình Canvin (TCA)

Chu trình Canvin gồm 3 giai đoạn:

+ Giai đoạn cacboxyl hóa (cố định CO 2 )

Chất nhận CO2 đầu tiên là chất có 5 cacbon: riboluzo-1,5 diphotphat (Ri1,5DP)

Chất 6C được tạo ra kém bền sẽ lập tức tạo thành 2 chất 3C là Axit photphoglixeric

(APG), phương trình: Ri,5DP + CO2 → 2 APG

+ Giai đoạn khử

Giai đoạn này APG bị khử tạo thành andehit photphoglixeric (AlPG) nhờ năng lượng

ATP và lực khử NADPH đến từ pha sáng

+ Giai đoạn tái tạo chất nhận

Từ AlPG một phần phục hồi chất nhận Ri1,5DP, một phần dùng để tổng hợp chất hữu cơ C6H12O6

15

Hình 9: số lượng các thành phần tham gia tổng hợp 1 phân tử C 6 H 12 O 6

Để tổng hợp được 1 C6H12O6 và khép kín chu trình cần 18ATP và 12NADPH, như vậy pha sáng phải dùng 72 photon ánh sáng để tạo 18ATP và 12NADPH cho pha tối Phương trình pha tối:

6CO2 + 12NADPH + 18ATP → C6H12O6 + 12NADP+ + 18ADP + 18Pv

1.3 Phương trình tổng quát của các hình thức quang dưỡng

- Quang hợp tạo O 2 (quang tự dưỡng hiếu khí)

12H2O+ 6CO2 → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

- Quang hợp không tạo O 2 :

+ Quang tự dưỡng kị khí: Vi khuẩn lưu huỳnh màu tía, màu lục

12H2S+ 6CO2 → C6H12O6 + 12S+ 6H2O

+ Quang dị dưỡng kị khí: Vi khuẩn không lưu huỳnh màu tía, màu lục

Chất hữu cơ dạng khử + CO2 → C6H12O6 + chất hữu cơ dạng oxi hóa + H2O

2 Hóa dưỡng

2.1 Hóa dưỡng hữu cơ (hóa dị dưỡng)

Đây là nhóm các vi sinh vật sử dụng chất hữu cơ có sẵn trong môi trường bằng cách tiết enzim ra môi trường để phân giải ngoại bào, sau đó hấp thụ chất dinh dưỡng

16

ở dạng đơn phân (đơn vị cấu tạo nên các phân tử lớn) vào tế bào

Hình 10: Sơ đồ sự phân giải ngoại bào

Các đơn phân này một phần sẽ được dùng làm nguyên liệu cho quá trình tổng hợp của vi sinh vật, một phần sẽ tiếp tục phân giải trong tế bào tạo năng lượng cho quá trình tổng hợp và các hoạt động sống khác Hoạt động phân giải trong tế bào có thể theo một trong các con đường: hô hấp hiếu khí, hô hấp kị khí, hoặc lên men

Hình 11: sơ đồ hoạt động hóa dị dưỡng

17

Trong chuyên đề này tôi đề cập chủ yếu đến hoạt động phân giải glucozo vì đây là nguyên liệu được sử dụng nhiều nhất để tạo năng lượng Quá trình phân giải glucozo gồm 2 giai đoạn chính:

+ Giai đoạn phân giải trước pyruvate: có nhiều con đường khác nhau để phân

giải glucozo thành pyruvate: Con đường đường phân phổ biến nhất (sẽ phân tích),

con đường pentozophotphat và con đường Entner-Doudoroff có ở một số vi sinh vật (tự đọc trong các tài liệu vi sinh)

+ Giai đoạn phân giải sau pyruvate: phụ thuộc vào hệ enzim mà VSV có đặc biệt

là các enzim catalaza, peroxidaza,… là những enzim có chức năng phân giải các sản phẩm độc của quá trình phân giải hiếu khí (ví dụ H2O2)

Vi sinh vật có các enzim này sẽ hô hấp hiếu khí, tùy thuộc vào hàm lượng sẽ quyết định hiếu khí toàn bộ hay hiếu khí một phần

Vi sinh vật hoàn toàn không có các enzim này bắt buộc phải phân giải kị khí để tránh

sự đầu độc tế bào bằng cách hô hấp kị khí hoặc lên men

Ta có các giai đoạn trong mỗi con đường phân giải glucozo:

Hô hấp hiếu khí: đường phân → chu trình Crebs (TCA) → chuỗi truyền electron

Hô hấp kị khí: đường phân → chuỗi truyền electron

Lên men: Đường phân → tạo sản phẩm lên men

Bước 3: Ôxi hóa mạch cacbon đã bị cắt: 2 phân tử glixêralđêhit-3 phốtphát bị ôxi

hóa- khử qua nhiều giai đoạn trung gian để tạo thành axit pyruvic

18

- Sản phẩm tạo thành từ 1glucozo: 2NADH + 4ATP + 2C3H4O3 (axit Piruvic)

- Năng lượng thu được: 4 ATP – 2ATP (đã sử dụng để hoạt hóa glucozo) = 2ATP

Hình 12: Giai đoạn đường phân

b Chu trình crep (Crebs cycle)

- Tên gọi khác: chu trình axit tricacboxilic (ATC) hoặc chu trình axit xitric

- Vị trí: Ở chất nền ti thể (VSV nhân thật), ở TBC ở (VSV nhân sơ)

- Nguyên liệu: Pyruvate, CôenzimA, NAD+, FAD+, ADP, Pi

- Diễn biến quá trình phân giải 1 pyruvate:

+ Giai đoạn trung gian:

Pyruvate + CoenzimA+ NAD+ → Axêtyl–CoA + CO2 + NADH

+ Bước tiếp theo Axêtyl – CoA đi vào chu trình và kết hợp với ôxalôaxêtat tạo được xitrat (6C) Xitrat chuyển thành dạng dễ bị oxi hóa là izoxitrat Phân tử 6C này

sẽ lần lượt bị bẻ gãy từng cacbon để tạo phân tử 4C là sucxinyl-CoA Mỗi C bị bẻ gãy cũng đồng thời giải phóng 1 NADH Giai đoạn này tạo 2CO2, 2NADH

Từ sucxinyl-CoA trở đi sẽ không bẻ gãy C nữa mà là quá trình giải phóng năng lượng để tái tạo chất nhận ban đầu Giai đoạn này tạo thêm 1 NADH + 1FADH2 + 1 ATP

- Sản phẩm phân giải 1 pyruvate là: 3CO2, 4 NADH, 1 FADH2, 2 ATP và các chất hữu cơ trung gian

Năng lượng thu được: 1 ATP (được tạo ra bằng photphoryl hóa cơ chất)