Chuyển hóa chung

CHUYỂN HÓA CHUNG MỤC TIÊU Giải thích chất hơ hấp tế bào Trình bày được giai đoạn chu trình Krebs Tính lượng giải phóng hơ hấp tế bào, chu trình Krebs Nêu ý nghĩa hơ hấp tế bào, phosphoryl hóa chu trình Krebs 12/29/2013 10:51:10 AM I KHÁI NIỆM CHUYỂN HĨA CÁC CHẤT Đại cương Q trình sống: trao đổi chất với môi trường: đưa thức ăn từ môi trường vào thể đào thải chất cặn bã mơi trường Các q trình trao đổi tiến hành nhờ phản ứng hóa học liên tục xảy thể 12/29/2013 10:51:10 AM Các phản ứng hóa học thể sinh vật phản ứng hóa sinh Nhiều phản ứng xảy liên tiếp tạo nên chuỗi phản ứng Các phản ứng chuỗi phản ứng hóa sinh tạo nên q trình chuyển hóa chất kèm theo q trình trao đổi lượng 12/29/2013 10:51:10 AM PHÂN LOẠI Người ta chia sinh vật làm hai loại lớn: Sinh vật tự dưỡng (SVTD): chủ yếu thực vật Có khả tổng hợp chất hữu cơ: glucid (G), lipid (L), protid (P) từ chất vô đơn giản: CO2, H2O, N CO2 + H2O + N G, L, P Sinh vật di dưỡng (SVDD): gồm người động vật Có thể tổng hợp G, L, P đặc hiệu cho thể từ G, L, P thức ăn 12/29/2013 10:51:10 AM SVTD nguồn thức ăn SVDD Q trình thối hóa G, L, P SVDD cung cấp lượng cho thể sử dụng, đồng thời đào thải môi trường CO2, H2O, urê SVTD lại lấy làm nguyên liệu để tổng hợp nên G, L, P tạo nên chu trình khép kín 12/29/2013 10:51:10 AM Så âäư mäúi liãn quan ca SVTD v SVDD Năng lượng SVTD SVDD CO 2,H2O,N 12/29/2013 10:51:10 AM O2 G,L,P Năng lượng Q trình đồng hóa dị hóa Người ta chia q trình chuyển hóa chất làm hai loại q trình: đồng hóa dị hóa 2.1 Q trình đồng hóa Biến đổi G, L, P từ nguồn gốc khác (thực vật, động vật, vi sinh vật) thành G, L, P đặc hiệu thể Bao gồm: Tiêu hóa: trình thủy phân đại phân tử: G, L, P có tính đặc hiệu thức ăn thành đơn vị cấu tạo khơng có tính đặc hiệu monosaccarid, acid béo, acid amin , tiêu hóa nhờ enzym dịch tiêu hóa 12/29/2013 10:51:10 AM Hấp thu: sản phẩm cuối trình tiêu hóa hấp thu qua niêm mạc ruột non, vào máu để đưa đến tế bào, mô Tổng hợp: tế bào mô, chất sử dụng làm nguyên liệu để tổng hợp nên G, L, P đặc hiệu thể Q trình đồng hóa cần cung cấp lượng 12/29/2013 10:51:10 AM 2.2 Quá trình d hóa Q trình dị hóa q trình phân giải chất G, L, P, thành sản phẩm trung gian, dẫn tới chất cặn bã: CO2 H2O, urê, acid uric, để đào thải ngồi Q trình gồm nhiều loại phản ứng: oxy hóa khử, thủy phân, chuyển nhóm, tách nhóm Trong q trình oxy hóa khử sinh học đóng vai trị quan trọng giải phóng lượng 12/29/2013 10:51:10 AM Năng lượng dự trữ sử dụng cho phản ứng tổng hợp hoạt động sinh lý co cơ, hấp thụ tiết, dẫn truyền xung động thần kinh, Năng lượng này, phần tỏa dạng nhiệt (50%), phần tích trữ dạng ATP (khoảng 50%) 12/29/2013 10:51:10 AM Phản ứng khử α - cetoglutarat thành succinyl succinyl CoA TPP + CO COOH CO2 TPP A LIPOIC S S CHO CH2 CH2 CH2 COOH CH2 COOH H HSCoA CO~SCoA CH2 CO CH2 COOH CH2 CETOGLUTATRAT SuccinylCoA CH2 COOH A LIPOIC S S A LIPOIC S S H FADH2 NAD + 12/29/2013 10:51:10 AM H FAD + NADH + H -Giai ñoạn 5: tạo succinat từ succinyl CoA: succinat thiokinase xúc tác Năng lượng giải phóng dạng GTP, sau chuyển thành ATP CH − COOH  H3PO4 H2O CoSH CH2 − CO ~ SCoA GDP ATP 12/29/2013 10:51:10 AM Succinat thiokinase GTP ADP CH2 − COOH  CH2 − COOH Succinat - Giai ñoạn 6: oxy hóa succinat thành fumarat enzym xúc tác: succinat dehydrogenase có coezym FAD CH2 − COOH  CH2 − COOH Succinat 12/29/2013 10:51:10 AM FAD FADH2 Succinat dehydrogenase CH − COOH  CH − COOH Fumarat - Giai ñoạn 7: hydrat hóa fumarat thành malat, fumarase xúc tác: CH − COOH H 2O CH − COOH Fumarat  Fumarat 12/29/2013 10:51:10 AM CH2 − COOH  HO − CH − COOH Malat -Giai đoạn 8: oxy hóa malat thành oxaloacetat, malat dehydrogenase có NAD+ xúc tác CH2 − COOH NAD+ NADHH+  HO − CH − COOH Malat 12/29/2013 10:51:10 AM CH2 − COOH  Malat dehydrogenase CO − COOH Oxaloacetat Năng lượng giải phóng chu trình Krebs Kết oxy hóa hồn tồn gốc acetyl: - Hai phản ứng khử carboxyl loại C dạng CO2 - Bốn phản ứng oxy hóa cung cấp cặp hydro - Bốn cặp hydro ñược chuyển ñến Oxy chuỗi HHTB tạo thành H2O lượng Năng lượng tích trữ chu trình Krebs: - Gđ 3:1NADHH+ vào chuỗi HHTB ATP - Gđ 4: 1NADHH+ vào chuỗi HHTB ATP - Gđ 6: FADH2 vào chuỗi HHTB ATP - Gđ 8: NADHH+ vào chuỗi HHTB ATP -Gđ 5: GTP ATP Tổng cộng: 12 ATP 12/29/2013 10:51:10 AM NĂNG LƯỢNG CỦA CT KREBS 12/29/2013 10:51:10 AM Ý nghĩa chu trình Krebs Chu trình Krebs giai đoạn thối hóa cuối chung cho chất glucid, lipid, protid xảy điều kiện hiếu khí Chu trình cung cấp nhiều chất cho hydro, chất chuyển đến chuỗi HHTB để tạo lượng Năng lượng tạo thành chu trình, phần tỏa dạng nhiệt, phần tích trữ lại dạng ATP cho thể sử dụng trình tổng hợp sinh học khác thể 12/29/2013 10:51:10 AM Cung cấp sản phẩm trung gian cần thiết oxaloacetat, α - cetoglutarat, succinyl CoA, fumarat , sản phẩm dùng cho phản ứng tổng hợp chuyển hóa tổng hợp glucid, acid amin, hemoglobin Vị trí nối liền với q trình chuyển hóa khác thể nên chu trình trở thành vị trí trung tâm điều hịa chuyển hóa chất Liên quan với hai q trình: HHTB phosphoryl hóa: chu trình Krebs cung cấp chất cho hydro cho chuỗi HHTB, chuỗi HHTB chúng bị oxy hóa lượng, lượng tạo thành phosphoryl hóa để tích trữ dạng ATP 12/29/2013 10:51:10 AM MỐI LIÊN QUAN GIỮA CÁC CHU TRÌNH: - KREBS, - HHTB -PHOSPHORIN HOÁ 12/29/2013 10:51:10 AM 12/29/2013 10:51:10 AM 12/29/2013 10:51:10 AM Chu trình acid glyoxylic Một số vi khuẩn nấm mốc AcetylCoA A Oxaloacetic A Citric A Isocitric A Malic AcetylCoA A.Glyoxylic 12/29/2013 10:51:10 AM A Succinic ðặc tính -Acid isocitric phân tách thành acid succinic acid glyoxylic nhờ enzym isocitrat lyase CH2 -COOH CH2-COOH CHO + CH -COOH CH2-COOH CHOH -COOH acid isocitric acid succinic 12/29/2013 10:51:10 AM COOH acid glyoxylic -Acid glyoxylic kết hợp với acetylacetyl-CoA thành acid malic, xúc tác malat synthetase CHO + CH3 CO ~SCoA + H2O COOH COOH CHOH Acid glyoxylic CH2 COOH Acid malic 12/29/2013 10:51:10 AM + CoASH ... 10:51:10 AM O2 G,L,P Năng lượng Quá trình ñồng hóa dị hóa Người ta chia q trình chuyển hóa chất làm hai loại q trình: đồng hóa dị hóa 2.1 Q trình đồng hóa Biến đổi G, L, P từ nguồn gốc khác (thực... song với oxy hóa có khử oxy điện tử chuyển từ chất bị oxy hóa sang chất bị khử 12/29/2013 10:51:10 AM Thế oxy hóa khử, phương trình Nernst: RT ln Cox Ckh nF E = oxy hóa khử E0 = oxy hóa khử chuẩn... chất Q trình chuyển hóa thể sống mang tính thống riêng biệt Các phản ứng hóa học thể xảy liên tục, điều kiện pH trung tính, nhiệt độ 370C, enzym xúc tác Ở động vật, trình chuyển hóa điều khiển