CHUYỂN hóa CHUNG (hóa SINH)

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 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 • 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 trình trao đổi lượng 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 • 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 Så âäư mäúi liãn quan ca SVTD v SVDD Năng lượng O2 G,L,P SVTD SVDD CO 2,H2O,N 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: q 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 • Hấp thu: sản phẩm cuối q trình tiêu hóa hấp thu qua niêm mạc ruột non, vào máu để đưa đến tế bào, mơ • 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 2.2 Q trình dị 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 • 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%) Phản ứng khử  - cetoglutarat thành 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 H FADH2 F AD NAD + NADH + H+ -Giai đoạn 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  COOH  CH2  CO ~SCoA GDP ATP Succinat thiokinase GTP ADP CH2  COOH Succinat - Giai đoạn 6: oxy hóa succinat thành fumarat enzym xúc tác: succinat dehydrogenase có coezym FAD CH2  COOH FAD FADH2  CH  COOH  CH2  COOH Succinat Succinat dehydrogenase CH  COOH Fumarat - Giai đoạn 7: hydrat hóa fumarat thành malat, fumarase xúc tác: CH  COOH H2O  CH2  COOH  CH  COOH Fumarat Fumarat HO  CH  COOH Malat -Giai đoạn 8: oxy hóa malat thành oxaloacetat, malat dehydrogenase có NAD+ xúc tác CH2  COOH NAD+ NADHH+  CH2  COOH  HO  CH  COOH Malat 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 chuyển đến 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 1ATP Tổng cộng: 12 ATP NĂNG LƯỢNG CỦA CT KREBS 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 • Cung cấp sản phẩm trung gian cần thiết • • oxaloacetat,  - 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 • MỐI LIÊN QUAN GIỮA CÁC CHU TRÌNH: - KREBS, - HHTB -PHOSPHORIN HỐ Chu trình acid glyoxylic Một số vi khuẩn nấm mốc AcetylCoA A Oxaloacetic A Citric A Isocitric A Malic AcetylCoA A.Glyoxylic A Succinic Đặc tính • -Acid isocitric phân tách thành acid succinic acid glyoxylic nhờ enzym isocitrat lyase CH2 -COOH CH2-COOH CHO + CH -COOH CHOH -COOH acid isocitric CH2-COOH acid succinic COOH acid glyoxylic -Acid glyoxylic kết hợp với acetyl-CoA thành acid malic, xúc tác malat synthetase CHO + CH3 CO ~SCoA + H2O COOH COOH CHOH Acid glyoxylic CH2 COOH Acid malic + CoASH ... SVTD SVDD CO 2,H2O,N 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... song với oxy hóa có khử oxy điện tử chuyển từ chất bị oxy hóa sang chất bị khử Thế oxy hóa khử, phương trình Nernst: E = Eo + • • • • • • RT ln Cox Ckh nF E = oxy hóa khử E0 = oxy hóa khử chuẩn... • 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, q trình chuyển hóa điều khiển