SINH HÓA, NĂNG LƯỢNG SINH HỌC VÀ OXID HOÁ SINH HỌC
TS. ĐỖ HIẾU LIÊM CHƯƠNG I NĂNG LƯỢNG SINH HỌC VÀ OXID HOÁ SINH HỌC 1. NĂNG LƯỢNG SINH HỌC 1.1. Đại cương 1.2. ATP: Công thức và vai trò sinh học 1.3. Sự trao đổi năng lượng sinh học của các phân tử mononucleotide 2. OXID HOÁ SINH HỌC (CHUỖI HÔ HẤP MÔ BÀO) 2.1. Đại cương 2.2. Hệ thống enzyme của chuỗi hô hấp (Oxidoreductase) 2.3. Các cơ chất của chuỗi hô hấp mô bào 2.4. Cơ chế kết hợp phosphoryl oxid hoá 2 1. NĂNG LƯỢNG SINH HỌC (Biological Energy) 3 4 1.1. ĐẠI CƯƠNG (1). Sự sống: Sự sinh trưởng + Sự phát dục (2). Năng lượng cần thiết cho quá trình biểu thị và duy trì sự sống của các loài sinh vật (3) Các dạng năng lượng trong tự nhiên: Quang năng, điện năng, nhiệt năng, hóa năng . (4). Sinh vật (Organism) SINH VẬT TỰ DƯỠNG (Autotropic Organisms) SINH VẬT DỊ DƯỠNG (Heterotropic Organisms) SỬ DỤNG TRỰC TIẾP NGUỒN DƯỠNG CHẤT, NĂNG LƯỢNG CÓ SẲN TRONG TỰ NHIÊN, KHÔNG SỬ DỤNG NGUỒN DƯỠNG CHẤT, NĂNG LƯỢNG CÓ SẲN TRONG TỰ NHIÊN 5 (5).Thành phần dưỡng chất (Thực phẩm) • Glucide (Polysaccharide) • Lipid (Triacyl glycerol) • Protein . (1).Sự tiêu hóa (Digestion)-Cơ quan tiêu hóa • Glucide (Polysaccharide) Monosaccharide • Lipid (Triacyl glycerol) Glycerol + Acid béo • Protein Amino acid (2).Sự hấp thu (Absorption) Lớp niêm mạc ruột non Hệ thống mạch máu • Monosaccharide Monosaccharide • Glycerol + Acid béo Glycerol + Acid béo • Amino acid Amino acid (3).Sự biến dưỡng (Metabolism)-Mô bào SỰ ĐỒNG HOÁ (Anabolism) SỰ DỊ HOÁ (Catabolism) BIẾN DƯỠNG (Metabolism) (Amino acid)n Protein (Monosaccharide)n Polysaccharide Glycerol + acid béo Triacylglycerol 6 Amino acids Monosaccharides Glycerol + acid béo CO2 + H2O + Energy O2 Protein Amino acids Polysaccharide Monosaccharides Triacylglycerol Glycerol + acid béo PHÂN GIẢI (Analysis) OXID HÓA (Oxidation) ATP - Năng lượng sinh học là năng lượng của sự sống (Dạng hoá năng-liên kết hóa học) 1.2. ATP (Adenosine triphosphate) Liên kết phosphate cao năng = 7.6 Kcal ∼P 7 “ATP là tiền (năng lượng) lẻ dễ tiêu, là công cụ truyền tải năng lượng từ các tiến trình cung cấp năng lượng đến các tiến trình sử dụng năng lượng ATP là chỉ tệ năng lượng của tế bào” CHU TRÌNH ADP/ATP 8 1. Nhóm cho phosphate cao năng 1.1. Creatine phosphate Creatine Creatine P ∼ Myosin Myosin P ∼ ADP ATP Creatine kinase Myosin ATPase ADP ATP 9 1. AGAT THẬN (Arginine-Glycine amidino transferrase 2. GAMT GAN (Guanidinoacetate methyl transferrase Adenosyl methionine Arginine NH (CH2)3 H2N-CH-COOH NH2 C=NH Glycine COOH CH2 NH2 Ornithine NH2 (CH2)3 H2N-CH-COOH Guanidinoacetic Acid C=NH NH2 COOH CH2 NH 1 2 C=NH NH2 COOH CH2 N – CH3 Creatine 10 1.2. Phosphoryl oxid hóa-Oxid hóa sinh học-Chuỗi hô hấp mô bào • Phosphoryl oxid hóa - Chuỗi phản ứng oxid hóa khử các cơ chất biến dưỡng - HT enzyme oxidoreductase - 5 tổ hợp • SH2 là sản phẩm biến dưỡng trung gian, mang H2 giàu năng lượng. S S NAD+ FAD CoQ Cyt b, c1, c 2Fe3+ Cyt a 2Fe3+ Cyt a3 2Cu2+ NAD H.H+ FAD H2 CoQ H2 2Fe2+ 2Fe2+ 2Cu+ 2H+ 2H+ ADP+Pi ATP 2H+ 2H+ ADP+Pi ATP 2H+ ADP+Pi ATP ½ O2 H2O H2 2H+ + 2e- H 2 2H+ e- +2e - 2H+ +2e - 2H + +2e-