Giáo trình Hóa sinh học giới thiệu cho học viên những kiến thức về cấu tạo, chức năng của các hợp chất hữu cơ trong cơ thể sống và các quá trình chuyển hóa các chất cũng như ứng dụng của chúng trong ngành Nuôi trồng thủy sản. Giáo trình gồm 4 chương, mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ, KỸ THUẬT VÀ THỦY SẢN GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: HĨA SINH HỌC NGHỀ: NI TRỒNG THỦY SẢN TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành theo Quyết định số: /QĐ-CĐKTKTTS ngày tháng năm 2020 Hiệu trưởng trường Cao đẳng Kinh tế, Kỹ thuật Thủy sản) Bắc Ninh, tháng năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN: Giáo trình “Hóa sinh học” tài liệu phục vụ cơng tác giảng dạy, học tập, nghiên cứu, tham khảo Trường Cao đẳng Kinh tế, Kỹ thuật Thủy sản Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh bị nghiêm cấm MỤC LỤC CHƯƠNG I PROTEIN VÀ SỰ CHUYỂN HÓA PHÂN TỬ PROTEIN Khái niệm vai trò protein 1.1 Khái niệm protein 1.2 Vai trò protein Cấu tạo phân tử protein 2.1 Amino acid – đơn vị cấu tạo sở protein 2.2 Cấu trúc không gian phân tử protein 16 Đặc tính lý hóa protein 22 3.1 Protein tồn sinh vật trạng thái keo 22 3.2 Lưỡng tính điểm đẳng điện 23 3.3 Hiện tượng nguyên tính sa lắng 23 3.4 Tính đặc trưng sinh học 24 Phân loại protein 24 Chuyển hóa phân tử protein 26 5.1 Sự phân giải phân tử protein 26 5.2 Các đường hướng chuyển hóa chung amino acid 26 5.3 Chu trình ure (ORNITHIN) 27 CHƯƠNG II LIPID VÀ SỰ CHUYỂN HÓA PHÂN TỬ LIPID 29 Khái niệm vai trò lipid 29 1.1 Khái niệm 29 1.2 Vai trò lipid 30 Thành phần cấu tạo lipid 31 Phân loại tính chất lipid 32 3.1 Lipid đơn giản 32 3.2 Lipid phức tạp 34 Chuyển hóa lipid 38 4.1 Chuyển hóa glycerin 38 4.2 Chuyển hóa acid béo (Chu trình β - oxi hóa) 39 4.3 Tổng hợp acid béo 41 CHƯƠNG III GLUCID VÀ SỰ CHUYỂN HÓA PHÂN TỬ GLUCID 43 Khái niệm vai trò glucid 43 Phân loại glucid 43 2.1 Monosaccharide 43 2.2 Disaccharide 44 2.3 Polysaccharide 45 Tính chất lý học hóa học glucid 48 Chuyển hóa glucid 49 4.1 Chu trình EMP 49 4.2 Chu trình Krebs 52 CHƯƠNG IV ENZYME 56 Khái niệm enzyme 56 Trung tâm hoạt động enzyme 57 Cơ chế tác dụng enzyme 59 Hoạt tính xúc tác enzyme 59 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng enzyme 60 5.1 Ảnh hưởng nồng độ enzyme 60 5.2 Ảnh hưởng nồng độ chất [S] 60 5.3 Ảnh hưởng chất kìm hãm (inhibitor) 61 5.4 Ảnh hưởng chất hoạt hóa (activator) 63 5.5 Ảnh hưởng cuả nhiệt độ 63 5.6 Ảnh hưởng pH 64 Phân loại enzyme 65 Cách gọi tên enzyme 65 CHƯƠNG V VITAMINE 67 Khái niệm phân loại vitamine 67 Vitamine tan dầu 68 2.1 Vitamine A (retinol, axerophthol) 68 2.2 Vitamine D (là antirachitic factor, calcitriol ) 68 2.3 Vitamine E (Tocopherol) 69 2.4 Vitamine K 70 2.5 Vitamine Q (Ubiquinon) 71 Vitamine tan nước 71 3.1 Vitamine B1 (Thiamin) 71 3.2 Vitamine B2 (Riboflavin) 72 3.3 Vitamine B3 73 3.4 Viatmine B5 (Acid patothenic) 73 3.5 Vitamine B6 (Pyridoxin) 74 3.6 Vitamine C (Ascorbic acid) 75 3.7 Viatmine H (Biotin, Vitamine B7) 75 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Hóa sinh Mã mơn học: I Vị trí, tính chất mơn học - Ví trí: Hố sinh mơn học sở nghề bắt buộc, thuộc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Ni trồng thủy sản, giảng dạy cho người học trước học môn học /mơ-đun chun ngành - Tính chất: Hóa sinh môn học giới thiệu cho học viên kiến thức cấu tạo, chức hợp chất hữu thể sống trình chuyển hóa chất ứng dụng chúng ngành Nuôi trồng thủy sản II Mục tiêu môn học - Kiến thức: Nắm vững kiến thức vai trị, đặc tính hóa lý, cấu tạo hóa học cấu trúc phân tử chất có thể sống protein, lipid, glucid, vitamine, enzyme … Nắm vững kiến thức q trình chuyển hóa chất thể sống - Kỹ năng: Sử dụng dụng cụ, thiết bị dùng phân tích hóa sinh; Định tính định lượng chất có thể sống phản ứng hóa sinh học - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Nghiêm túc, tỉ mỉ, thận trọng, đảm bảo an tồn phịng thí nghiệm III Nội dung mơn học: Chương I: Protein chuyển hóa phân tử protein Chương II Lipid chuyển hóa phân tử lipid Chương III Glucid chuyển hóa phân tử glucid Chương IV Enzyme Chương V: Vitamin CHƯƠNG I PROTEIN VÀ SỰ CHUYỂN HÓA PHÂN TỬ PROTEIN Giới thiệu: Protein giữ vai trò quan trọng tất trình sinh học Ý nghĩa đáng kể chúng thể qua chức tạo hình, xúc tác sinh học, điều hịa chuyển hóa, cung cấp lượng… Với phát triển khoa học, vai trò ý nghĩa protein sống khẳng định Cùng với nucleic acid, protein sở vật chất sống Mục tiêu: - Nắm vững kiến thức cấu tạo, vai trò tính chất protein - Phân tích trình chuyển hóa protein thể sống - Định tính định lượng hàm lượng protein mẫu phân tích Nội dung chính: Khái niệm vai trò protein 1.1 Khái niệm protein Protein hay gọi chất đạm, phân tử sinh học hay đại phân tử, chứa nhiều mạch amino acid, liên kết với liên kết peptid Các protein khác chủ yếu trình tự amino acid khác nhau, trình tự nucleotide gen quy định.Trong tự nhiên có khoảng 20 amino acid Protein hợp chất hữu có ý nghĩa quan trọng bậc thể sống, mặt số lượng, protein chiếm không 50% trọng lượng khô tế bào; thành phần cấu trúc, protein tạo thành chủ yếu từ amino acid vốn nối với liên kết peptide Cho đến người ta thu nhiều loại protein dạng tinh thể từ lâu nghiên cứu kỹ thành phần nguyên tố hoá học phát thông thường cấu trúc protein gồm bốn nguyên tố C, H, O, N với tỷ lệ C ≈ 50%, H ≈ 7%, O ≈ 23% N ≈ 16% Ngoài protein gặp số nguyên tố khác S ≈0-3% P, Fe, Zn, Cu Từ lâu người ta biết protein tham gia hoạt động sống thể sinh vật, từ việc tham gia xây dưng tế bào, mô, tham gia hoạt động xúc tác nhiều chức sinh học khác Ngày nay, hiểu rõ vai trò to lớn protein thể sống, người ta thấy rõ tính chất vật ý nghĩa định nghĩa thiên tài Engels P “Sống phương thức tồn thể protein” Với phát triển khoa học, vai trò ý nghĩa protein sống khẳng định Cùng với nucleic acid, protein sở vật chất sống 1.2 Vai trò protein - Là thành phần cấu tạo nhân nguyên sinh chất tế bào Protein thành phần thiết yếu thể sinh vật, tham gia vào trình bên tế bào Protein thành phần quan trọng nhân tế bào, chất gian bào, trì phát triển mơ Protein cấu trúc nên khung tế bào, tạo khung đỡ giúp trì hình dáng tế bào Quá trình phát triển thể, từ việc hình thành cơ, đổi phát triển tế bào, phân chia tế bào gắn liền với trình tổng hợp protein - Tham gia điều khiển hoạt động sinh lý thể (chức điều hịa) Protein có vai trị chất đệm, giúp cân pH, đảm bảo cho hệ tuần hoàn vận chuyển ion Protein kéo nước từ tế bào mạch máu, giúp điều hòa nước thể Khi lượng protein máu thấp, áp lực thẩm thấu lòng mạch giảm xảy tượng phù nề - Xúc tác phản ứng chuyển hóa thể (lipase, urease…) Một số protein enzyme xúc tác cho phản ứng sinh hóa, trình trao đổi chất thể sống - Tham gia vào trình bảo vệ thể (các kháng thể) Các tế bào bạch cầu có thành phần protein, có nhiệm vụ chống lại tác nhân có hại xâm nhập thể Hệ thống miễn dịch sản xuất protein gọi interferon giúp chống lại virut, kháng thể giúp thể chống lại tác nhân gây bệnh Nếu trình tổng hợp protein thể bị suy giảm khả bảo vệ thể yếu - Tham gia vận chyển chất dinh dưỡng Phần lớn chất vận chuyển chất dinh dưỡng protein Protein vận chuyển chất dinh dưỡng hấp thu từ q trình tiêu hóa thức vào máu, từ máu vận chuyển đến mô, qua màng tế bào Hemoglobin có hồng cầu protein có vai trị vận chuyển oxy lấy từ phổi cung cấp cho tế bào khác thể - Cung cấp lượng Protein cung cấp lượng cho thể, chiếm 10-15% lượng phần ăn Protein yếu tố chiếm nhiều sau nước, chiếm 50% trọng lượng thô người trưởng thành Cấu tạo phân tử protein 2.1 Amino acid – đơn vị cấu tạo sở protein Amino acid (còn gọi acid amin) chất hữu mà phân tử chứa nhóm carboxyl (COOH) nhóm amine (NH2), trừ Proline có nhóm NH2 (thực chất imino acid) Đây đơn vị cấu tạo nên protein, monome để tạo nên chất polyme protein Công thức cấu tạo chung: (H2N)x – R – (COOH)y R α CH NH2 COOH Hình 1.1 Công thức cấu tạo chung amino acid 2.1.1 Phân loại amino acid Trong tự nhiên, người ta tìm 250 amino acid protein thể sinh vật khác chứa 20 loại amino acid định Hiện nay, người ta phân loại amino acid theo nhiều kiểu khác nhau, kiểu phân loại có ý nghĩa mục đích riêng - Phân loại theo hóa học: Dựa vào cấu tạo phân tử lý hóa tính, người ta chia amino acid làm loại: + Amino acid mạch thẳng: Gồm mạch thẳng trung tính, mạch thẳng tính acid (acid glutamic, acid aspartic), mạch thẳng tính kiềm (Lysine, Arginine) + Amino acid mạch vòng: Gồm vòng đồng (Phenylalanine, Tyrosine) dị vòng (Histidine, Tryptophan, Proline) - Phân loại theo sinh lý (giá trị dinh dưỡng): + Amino acid cần thiết (loại không thay được): Là loại cần cho phát triển bình thường thể động vật, thể động vật không tự tổng hợp được, chúng phải thường xuyên cung cấp từ thức ăn Ở động vật trưởng thành có loại amino acid cần thiết Valine, Leucine, Isoleucine, Lysine, Threonine, Methionine, Tryptophan Phenylalanine Đối với động vật non cần loại amino acid cần thiết Histidine Arginine + Amino acid không cần thiết (loại thay được): Là loại thể tự tổng hợp từ sản phẩm chuyển hóa trung gian khác - Dựa vào cấu tạo gốc R: Nhóm R biểu thị chuỗi bên Hiện nay, cách phân loại amino acid nhiều người sử dụng dựa vào gốc R amino acid chia làm nhóm: + Nhóm I: Gồm amino acid có R khơng phân cực, kỵ nước, là: Glycine, Alanine, Proline, Valine, Leucine, Isoleucine Methionine 10 phức hợp ES không hoạt động - Cơ chất liên kết nhờ vị trí đặc biệt enzyme Đó nhóm enzyme quan trọng (enzyme dị lập thể) bên cạnh trung tâm xúc tác cịn có trung tâm điểu chỉnh - Cơ chất liên kết với chất hoạt hố cách tách khỏi E - Cơ chất chốn chỗ (ngăn cản) cofactor (đồng yếu tố) hay coenzyme - Cơ chất ảnh hưởng đến lực ion mơi trường qua làm tình chun hố enzyme 5.4 Ảnh hưởng chất hoạt hóa (activator) Là chất làm tăng khả xúc tác nhằm chuyển hóa chất thành sản phẩm Thông thường cation kim loại hay hợp chát hữu vitamine tan nước Ví dụ: Mg++ hoạt hóa enzyme mà chất phosphoryl hóa pyrophosphatase (cơ chất pyrophosphate), adenosinetriphosphatase-ATPase (cơ chất ATP) Các cation kim loại có tính đặc hiệu, tính đối kháng tác dụng tuỳ thuộc vào nồng độ 5.5 Ảnh hưởng cuả nhiệt độ Ta tăng vận tốc phản ứng hóa học cách tăng nhiệt độ môi trường, tượng tuân theo quy luật Vant’-Hoff Điều có nghĩa tăng nhiệt độ lên 100C tốc độ phản ứng tăng lên khoảng lần Đối với phản ứng enzyme xúc tác áp dụng quy luật phạm vi định, chất enzyme protein Khi ta tăng nhiệt độ lên 40-500C xảy trình phá huỷ chất xúc tác Sau nhiệt độ tối ưu tốc độ phản ứng enzyme xúc tác giảm Nhờ tồn nhiệt độ tối ưu người ta phân biệt phản ứng hoá sinh với phản ứng vơ thơng thường Mỗi enzyme có nhiệt độ tối ưu khác nhau, phần lớn phụ thuộc nguồn cung cấp enzyme, thông thường khoảng từ 40-600C , có enzyme có nhiệt độ tối ưu cao enzyme chủng ưa nhiệt Các chủng vi 63 sinh vật ưa nhiệt, đăc biệt vi khuẩn chịu nhiệt có chứa enzyme chịu nhiệt cao Hình 4.9 Sơ đồ biểu thị ảnh hưởng nhiệt độ 5.6 Ảnh hưởng pH Sự phân li khác phân tử protein giá trị pH khác làm thay đổi tính chất trung tâm liên kết với chất tính chất hoạt động phân tử enzyme Điều dẫn đến giá trị xúc tác khác phụ thuộc vào giá trị pH Như biết enzyme có pH tối ưu, enzyme có đường biểu diễn ảnh hưởng pH lên vận tốc phản ứng chúng xúc tác Hình 4.10 Sơ đồ biểu thị ảnh hưởng pH Ảnh hưởng giá trị pH đến tác dụng enzyme sở sau: - Enzyme có thay đổi khơng thuận nghịch phạm vi pH cực hẹp - Ở hai sườn pH tối ưu xảy phân ly nhóm prosthetic hay coenzyme - Làm thay đổi mức ion hoá hay phân ly chất - Làm thay đổi mức ion hố nhóm chức định phân tử enzyme dẫn đến làm thay đổi lực liên kết enzyme với chất thay đổi hoạt tính 64 cực đại Ngoài ra, yếu tố ánh sáng, chiếu điện, sóng siêu âm ảnh hưởng đến trung tâm hoạt động enzyme Nhận xét chung: Độ bền phụ thuộc vào trạng thái tồn enzyme, tinh khiết enzyme bền, dịch lỗng độ bền kém, tác động số ion kim loại dịch với nồng độ khoảng 10-3M Ca++ làm tăng tính bền Phân loại enzyme Dựa vào tính đặc hiệu phản ứng enzyme, năm 1961 tiểu ban enzyme học quốc tế trình bày báo cáo, có đề nghị nguyên tắc định tên phân loại enzyme Người ta chia enzyme làm lớp: - Oxydoreductase: enzyme xúc tác cho phản ứng oxi hoá khử - Transferase: enzyme xúc tác cho phản ứng chuyển vị - Hydrolase: enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân - Lyase: enzyme xúc tác cho phản ứng phân cắt không cần nước - Isomerase: enzyme xúc tác cho phản ứng đồng phân hoá - Ligase (synthetase): enzyme xúc tác cho phản ứng tổng hợp có sử dụng liên kết giàu lượng ATP v.v Mỗi lớp chia thành nhiều tổ, tổ chia thành nhiều nhóm khác Tên enzyme thường gọi: Tên chất đặc hiệu - loại phản ứng xúc tác cộng thêm tiếp vĩ ngữ ase Đứng trước tên enzyme thường có số: số thứ lớp, số thứ hai tổ, số thứ ba nhóm, số thứ tư số hạng enzyme nhóm Ví dụ: (2.6.1.1) L.aspartate: α-cetoglutarate aminotransferase Enzyme xúc tác cho phản ứng chuyển nhóm amine từ L.aspartate đến α-cetoglutarate L.aspartate +α-cetoglutarate ↔ α-oxaloacetate + glutamate Cách gọi tên enzyme Cách 1: Gọi theo tên riêng 65 Trong thời gian đầu enzyme học chưa phát triển, người ta thường gọi tên enzyme theo tên tác giả tác giả đặt Một số tên riêng enzyme quen dùng như: Pepsin, trypsin, chymotrypsin (trong dày, ruột non) Papain (trong đu đủ) Bromelain (trong dứa) Ficin (có họ sung) Cách 2: Gọi tên theo kiểu phản ứng mà enzyme tác động + đuôi “ase” - Phản ứng thủy phân liên kết peptid tên enzyme xúc tác peptidase - Phản ứng tách H khỏi chất (dehydrogen) tên enzyme dehydrogenase Cách 3: Gọi tên theo hệ thống Tên enzyme = Tên chất + Tên kiểu phản ứng + ase Với enzyme thủy phân chất: Tên enzyme = Tên chất +ase 66 CHƯƠNG V VITAMINE Mục tiêu: - Nắm vững kiến thức cấu tạo, vai trị tính chất vitamin - Xác định yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính vitamin Nội dung chính: Khái niệm phân loại vitamine Theo bách khoa toàn thư: Vitamine (sinh tố) phân tử hữu có lượng rất cần thiết cho hoạt động chuyển hố bình thường thể sinh vật Có nhiều loại vitamine, chúng khác chất hoá học lẫn tác dụng sinh lý Khi thiếu loại vitamine dẫn đến rối loạn hoạt động sinh lý bình thường thể Vitamine tổng hợp chủ yếu thực vật vi sinh vật Ở người động vật tổng hợp số vitamine nên không thoả mãn nhu cầu thể mà phải tiếp nhận thêm vào đường thức ăn Hiện nay, người ta nghiên cứu phân lập 30 loại vitamine khác nhau, đồng thời nghiên cứu thành phần, cấu tạo tác dụng sinh lý chúng Người ta tổng hợp số lượng lớn vitamine đường hoá học phịng thí nghiệm Tên vitamine gọi theo nhiều cách gọi theo chữ cái, gọi theo danh pháp hố học, gọi theo chức Ví dụ vitamine B1 cịn có tên hóa học Thiamin, đồng thời theo chức cịn có tên antinevrit Kiểu phân loại sử dụng phổ biến dựa vào khả hồ tan vitamine vào dung mơi Người ta chia vitamine nhóm: vitamine tan nước vitamine tan mỡ Vitamine tan nước chủ yếu tham gia làm nhiệm vụ xúc tác trình sinh học gắn liền với giải phóng lượng (các phản ứng oxi hố - 67 khử, phân giải hợp chất hữu ) nghĩa chúng hoàn thành chức năng lượng Các vitamine tan chất béo (trong dầu mỡ): Vitamine thường tham gia vào phản ứng tạo nên chất, tạo nên cấu trúc, quan mơ thể, nghĩa chúng hồn thành chức tạo hình Vitamine tan dầu 2.1 Vitamine A (retinol, axerophthol) Vitamine A chất dinh dưỡng thiết yếu cho người Nó khơng tồn dạng hợp chất nhất, mà vài dạng Trong thực phẩm có nguồn gốc động vật, dạng vitamine A rượu retinol, tồn dạng aldehyd retinal, hay dạng acid acid retinoic Các tiền chất vitamine (tiền vitamine) tồn thực phẩm nguồn gốc thực vật gồm loại α,β,γ - caroten có vài loài họ hoa tán (khoai lang, cải, bí ngơ) Retinol, dạng động vật vitamine A, có màu vàng, cần thiết cho phát triển thị lực phát triển xương Hình 5.1 Cơng thức cấu tạo vitamine A Vitamine A có nhiều dầu cá, lịng đỏ trứng Trong thực vật, vitamine A có hàm lượng cao dạng tiền vitamine A (dạng β-caroten) củ cà rốt, cà chua, gấc, đu đủ… Vitamine A có vai trị quan trọng chế tiếp nhận ánh sáng mắt, tham gia vào trình trao đổi protein, lipid, saccharide Thiếu Vitamine A bị bệnh quáng gà, khô mắt, chậm lớn, sút cân, giảm khả đề kháng thể bệnh nhiễm trùng Nhu cầu Vitamine A hàng ngày người lớn 1-2mg, trẻ em 0,5-1mg 2.2 Vitamine D (là antirachitic factor, calcitriol ) 68 Đây nhóm hóa chất phương diện dinh dưỡng có chất quan trọng ecgocalciferon (vitamine D2) colecalciferon (vitamine D3) Các Vitamine D dẫn xuất sterol Trong thể vitamine D tạo từ tiền Vitamine D có sẵn da nhờ ánh sáng mặt trời có tia tử ngoại Trong thực vật ecgosterol, tác dụng ánh nắng cho ecgocalciferon Trong động vật người có 7-dehydro-cholesterol, tác dụng cửa ánh nắng cho colecalciferon Hình 5.2 Cơng thức cấu tạo vitamine D Thiếu thừa vitamine D ảnh hưởng đến nồng độ phospho calci máu Thiếu Vitamine D trẻ em dễ bị bệnh cịi xương, người lớn bị bệnh lỗng xương Vitamine D có nhiều dầu cá, mỡ bị, lịng đỏ trứng Tiền Vitamine D có sẵn mỡ động vật Hàng ngày người cần khoảng 10-20mg, trẻ em 30 tháng cần nhiều hơn: 20-40mg 2.3 Vitamine E (Tocopherol) Vitamine E chất chống oxi hóa tốt cản trở phản ứng xấu gốc tự tế bào thể Vitamine E có nhiều dạng khác nhau, gồm dạng α, β, γ, δ tocopherol Các dạng khác phân biệt số lượng vị trí nhóm metyl gắn vào vịng thơm phân tử Trong loại vitamine E, dạng α-tocopherol có hoạt tính cao Vitamine E có tác dụng chất chống oxi hố nên có tác dụng bảo vệ chất dễ bị oxi hố tế bào Vitamine E cịn có vai trị quan trọng sinh sản Nhu cầu vitamine E hàng ngày khoảng 20mg cho người lớn Vitamine E có nhiều loại rau xanh, xà lách, hạt ngũ cốc, dầu thực vật, gan bị, lịng đỏ trứng, mầm hạt hồ thảo 69 Hình 5.3 Cơng thức cấu tạo vitamine E 2.4 Vitamine K Có nhiều loại Vitamine K, với cơng thức tổng qt là: Hình 5.4 Cơng thức cấu tạo vitamine K Vitamine K vitamine quan trọng, giúp giảm chứng chảy máu vài trường hợp bệnh gan, mắc chứng hấp thụ dùng kháng sinh thời gian dài Vai trị vitamine K giúp cho q trình đơng máu diễn tốt hạn chế lượng máu bị bị thương Nếu thể bị thiếu hụt vitamine K, máu bạn đông điều dẫn đến tử vong Vitamine K cịn kết hợp với calci giúp cho xương khỏe Thiếu vitamine K gây bệnh lỗng xương Ngồi ra, vitamine K giúp ngăn ngừa sỏi thận Ví dụ: Do chế độ ăn mình, người ăn chay người hấp thu lượng lớn vitamine K nên họ không mắc loại bệnh Vitamine K dùng để điều trị vết thương ngồi da Vitamine K có nhiều cỏ linh lăng, bắp cải, rau má, cà chua, đậu, ngũ cốc, lòng đỏ trứng, thịt bò Ở người khoẻ mạnh, vi khuẩn đường ruột có khả cung cấp đủ Hàm lượng vitamine K cho nhu cầu thể cần bổ sung vào khoảng 0,270 0,3mg/ngày/người 2.5 Vitamine Q (Ubiquinon) Tên khoa học: coenzyme Q10, CoQ10, mitoquinone, Q10, ubidecarenone, ubiquinone hợp chất tìm thấy ty thể Vitamine Q lần tách từ mỡ động vật vào năm 1955 Cấu trúc chức vitamine Q gần tương tự vitamine K F Vitamine Q tham gia vào trình oxi hoá-khử với chức thành viên chuỗi vận chuyển điện tử ty thể Vitamine Q có nhiều đối tượng vi sinh vật, thực vật, động vật dễ dàng tổng hợp thể Là chất chống oxi hóa, coenzyme Q10 có tiềm tác nhân chống ung thư miễn dịch kích thích Ngồi ra, giúp tăng lượng, chuyển hóa thức ăn thành lượng Giúp cải thiện sức khỏe tim lượng đường máu giúp quản lý cholesterol cao, huyết áp cao cá nhân với bệnh tiểu đường CoQ10 có nhiều dầu cá, thịt, nội tạng ngũ cốc, cám gạo, đậu nành, loại hạt (hạt dẻ, hồ trăn), cá (cá thu, cá mòi), hạt vừng, rau (cải bắp, rau bina, khoai tây, hành tây, cà rốt) This image cannot currently be displayed Hình 5.5 Cơng thức cấu tạo vitamine Q Vitamine tan nước 3.1 Vitamine B1 (Thiamin) Vitamine B1 loại Vitamine phổ biến thiên nhiên, đặc biệt nấm men, cám gạo, mầm lúa mì Trong đó, cám gạo có hàm lượng Vitamine B1 cao Vitamine B1 tách dạng tinh thể vào năm 1912 xác định cấu trúc hố học Vitamine B1 vai trị như: 71 - Là tác nhân đồng hoá đường: Vitamine B1 tham gia làm thành phần coenzyme, có vai trị quan trọng q trình chuyển hố đường q trình phát triển thể Khi thiếu vitamine B1, acid pyruvic tích lũy thể gây độc cho hệ thống thần kinh Vì thế, nhu cầu vitamine B1 thể tỉ lệ thuận với nhu cầu lượng - Làm nhân tố ngon miệng: kích thích tạo thành loại enzyme tham gia vào q trình đồng hố thức ăn, kích thích cảm giác thèm ăn - Tạo cân thần kinh: Vitamine B1 tham gia điều hịa q trình dẫn truyền xung tác thần kinh, kích thích hoạt động trí óc trí nhớ Hình 5.6 Cơng thức cấu tạo vitamine B1 Vitamine B1 hồ tan tốt mơi trường nước chịu nhiệt nên không bị phân huỷ nấu nướng B1 tổng hợp chủ yếu thực vật số vi sinh vật Người động vật không tổng hợp B1 mà phải nhận từ nguồn thức ăn Nguồn chứa nhiều vitamine B1 cám gạo, ngơ, lúa mì, gan, thận, tim, não, nấm men Khi thiếu B1, phát sinh bệnh tê phù (bệnh beri-beri), trình trao đổi chất bị rối loạn Nhu cầu vitamine B1 phụ thuộc vào điều kiện nghề nghiệp, vào trạng thái sinh lý thể, vào lứa tuổi Nhu cầu hàng ngày người lớn 1- 3mg, trẻ em 0,5-2mg/ngày 3.2 Vitamine B2 (Riboflavin) Vitamine B2 dẫn xuất vịng Isoalloxazin, thuộc nhóm flavin Trong thể B2 liên kết với H3PO4 tạo nên coenzyme FMN (Flavin Mono Nucleotide) FAD (Flavin Adenin Dinucleotid) coenzyme hệ enzyme dehydrogenase hiếu khí (chuỗi hơ hấp) Ở trạng thái khô, vitamine B2 bền với nhiệt acid Vitamine B2 có nhiều nấm men, đậu, thịt, sữa, gan, trứng Khi thiếu 72 Vitamine B2 tổng hợp enzyme oxi hoá khử bị ngừng trệ làm ảnh hưởng đến q trình oxi hố khử tạo lượng cho thể Đồng thời thiếu vitamine B2 việc sản sinh tế bào biểu bì ruột bị ảnh hưởng gây nên chảy máu ruột hay rối loạn hoạt động dày, ruột Ngoài ra, vitamine B2 giúp thể kháng khuẩn tốt Nhu cầu Vitamine B2 hàng ngày người khoảng 2-3mg Hình 5.7 Cơng thức cấu tạo vitamine B2 3.3 Vitamine B3 Tên khác: Vitamine PP, niacin (nicotinic acid) có hình thức khác, niacinamide (nicotinamide) hexanicotinate inositol Vitamine PP thành phần coenzyme NAD (Nicotin Adenin Dinucleotide), NADP (Nicotin Adenin Dinucleotide Phosphate) có enzyme thuộc nhóm dehydrogenase kỵ khí (lên men yếm khí) Vitamine PP dạng nicotinic acid bền với nhiệt, acid kiềm nên khó bị phân huỷ, cịn dạng nicotinamid lại bền với acid kiềm Vitamine PP có tác dụng ngăn ngừa bệnh da (bệnh pellagra -bệnh da sần sùi), sưng màng nhầy ruột dày Vitamine PP có nhiều gan, thịt nạc, tim, đặc biệt nấm men Nếu thể thiếu vitamine PP ảnh hưởng đến q trình oxi hố khử Hàng ngày nhu cầu người khoảng 15-25mg vitamine PP Công thức cấu tạo sau: Hình 5.8 Cơng thức cấu tạo vitamine B3 3.4 Viatmine B5 (Acid patothenic) 73 Tên acid patothenic bắt nguồn từ chữ “panthos” có nghĩa “mọi nơi” Acid patothenic bị phân hủy nhiệt, acid (như dấm) hay kiềm (nước xôđa (Na2SO3), bicarbonate (NaHCO3) Vitamine bị trình nấu nướng Acid pantothenic phần phân tử coenzyme A (CoA) đóng vai trị quan trọng q trình giải phóng lượng từ thực phẩm (chất béo, chất bột, protein rượu) Có tác dụng chống stress, dị ứng, chống viêm khớp, xúc tác trình phân giải chất Những người tình nguyện tự loại bỏ acid patothenic mô tả xuất triệu chứng mỏi mệt, nhức đầu, chóng mặt, yếu rối loạn dày tá tràng Acid patothenic có vai trị quan trọng chức tuyến thượng thận tạo thành kháng thể Vitamine thường có chế phẩm bổ sung dạng calci pantothenate Có nhiều men bia, gan heo, cám lúa mì, trứng, thịt gia cầm Cơng thức cấu tạo sau: Hình 5.9 Cơng thức cấu tạo vitamine B5 3.5 Vitamine B6 (Pyridoxin) Vitamine B6 tồn thể dạng khác nhau: Pyridoxol, Pyridoxal, Pyridoxamine Ba dạng chuyển hố lẫn Pyridoxin Pyridoxal Phosphate Hình 5.10 Cơng thức cấu tạo vitamine B6 Vitamine B6 thành phần coenzyme nhiều enzyme xúc tác cho q trình chuyển hố amino acid, thành phần cấu tạo phosphorylase, 74 transaminase Nếu thiếu Vitamine B6 dẫn đến bệnh da, bệnh thần kinh đau đầu, bệnh rụng tóc, rụng lơng Vitamine B6 có nhiều nấm men, trứng, gan, hạt ngũ cốc, rau Hàng ngày người lớn cần 1,5-2,8 mg, với trẻ em cần 0,5-2mg 3.6 Vitamine C (Ascorbic acid) Trong thể, vitamine C tồn dạng dạng khử (ascobic acid) dạng oxi hóa (dehydro ascorbic) Vitamine C tham gia nhiều trình sinh lý quan trọng thể: - Quá trình hydroxyl hố hydroxylase xúc tác - Duy trì cân dạng ion Fe+2/Fe+3, Cu+1/Cu+2 - Vận chuyển H2 chuỗi hơ hấp - Làm tăng tính đề kháng thể điều kiện không thuận lợi môi trường, độc tố bệnh nhiễm trùng, làm giảm triệu chứng bệnh lý tác dụng phóng xạ Cơng thức cấu tạo: Hình 5.11 Cơng thức cấu tạo vitamine C Ngồi ra, vitamine C cịn tham gia vào nhiều q trình khác có vai trị quan trọng thể Vitamine C có nhiều loại rau tươi, loại có múi cam, chanh, bưởi Nhu cầu hàng ngày cần 7080mg/người Nếu thiếu vitamine C dẫn đến bệnh hoại huyết, giảm sức đề kháng thể, bị bệnh chảy máu răng, lợi hay nội quan (bệnh scorbutus) 3.7 Viatmine H (Biotin, Vitamine B7) Vitamine H sử dụng tăng trưởng tế bào, sản xuất acid béo, chuyển hóa chất béo protein nên có vai trị quan trọng chu trình Kreb 75 Khó bị phá hủy nhiệt độ, mơi trường kiềm, acid… Hình 5.12 Cơng thức cấu tạo vitamine H Vitamine H có tác dụng tốt với tóc, da, tuyến mồ hơi, mơ thần kinh, tủy xương hỗ trợ với đau bắp Vitamine H không hỗ trợ việc chuyển đổi hóa học khác trao đổi chất, mà cịn giúp với việc chuyển giao CO2 (dioxide carbon) Vitamin H có vai trị quan trọng việc trì ổn định nồng độ đường huyết Thiếu -> da vảy khơ, mệt mỏi, chán ăn, buồn nơn ói mửa, tâm thần trầm cảm viêm lưỡi cholesterol cao Biotin tìm thấy nấm men bia, trứng nấu chín, đặc biệt lịng đỏ trứng, cá mòi, loại hạt bơ lạc, đậu tương, rau đậu khác, toàn ngũ cốc, súp lơ, chuối nấm 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Mùi, 2001 Hóa sinh học Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội [2] Trần Bích Lam, Tơn Nữ Minh Nguyệt, Đinh Trần Nhật Thu, 2011 Thí nghiệm hóa sinh thực phẩm Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [3] Nguyễn Văn Mùi, 2007 Thực hành hóa sinh học Nhà xuát Đại học Quốc gia Hà Nội [4] Nguyễn Hoài Hương, Bùi Văn Thế Vinh, 2009 Thực hành hóa sinh Trường Đại học kỹ thuật cơng nghệ TP Hồ Chí Minh [5] Phan Tuấn Nghĩa, 2012 Giáo trình Hóa sinh học thực nghiệm Nhà xuất giáo dục Việt Nam [6] Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng, 2000 Hóa sinh học Nhà xuất Giáo dục Hà Nội 77 ... CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Hóa sinh Mã mơn học: I Vị trí, tính chất mơn học - Ví trí: Hố sinh mơn học sở nghề bắt buộc, thuộc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Nuôi trồng thủy. .. người học trước học môn học /mô-đun chuyên ngành - Tính chất: Hóa sinh mơn học giới thiệu cho học viên kiến thức cấu tạo, chức hợp chất hữu thể sống q trình chuyển hóa chất ứng dụng chúng ngành Nuôi. ..TUN BỐ BẢN QUYỀN: Giáo trình ? ?Hóa sinh học? ?? tài liệu phục vụ công tác giảng dạy, học tập, nghiên cứu, tham khảo Trường Cao đẳng Kinh tế, Kỹ thuật Thủy sản Mọi mục đích khác mang