Citrate + CoA – SH + ATP Oxaloacetate + Acetyl – CoA + ADP + Pi Oxalocetate có thể bị khử thành malate và sau đó bị oxy hóa và decarboxyl hóa thành acid pyruvic Acetyl – CoA được sử dụng[r]
(1)CHUYÊN ĐỀ NĂNG LƯỢNG SINH HỌC SỬ DỤNG ATP TRONG TỔNG HỢP LIPID Học viên: Dương Thị Quyên Lớp: Sinh học thực nghiệm K14 (2) A TỔNG QUAN VỀ ATP CẤU TRÚC ATP Năng lượng ATP (3) Vậy ATP có cấu trúc nào? (4) - Thành phần thứ nhất: là đường 5C gọi là riboza, dùng làm khung để gắn thành phần khác vào - Thành phần thứ 2: là Adenine Adenine là bazơ nitơ có chứa nguyên tử N phân tử Mỗi nguyên tử N vòng có chứa cặp điện tử không phân chia nên có khả hút các proton - Thành phần thứ 3: là nhóm phosphate liên kết với thành chuỗi; liên kết các gốc phosphate là liên kết kiểu anhydrid nằm thẳng hàng Hai liên kết cộng hóa trị nối gốc phosphate này với gọi là liên kết cao Như vậy: Liên kết phosphat cao có đặc điểm là mang nhiều lượng lại có lượng hoạt hoá thấp nên dễ dàng bị phá vỡ và giải phóng lượng (5) CHỨC NĂNG ATP ATP là hợp chất giàu lượng tồn thể sống Nếu so với hợp chất cao khác, hợp chất chứa lượng khác thể sống thì ATP có mức dự trữ lượng cao nhiều Những nghiên cứu đầy đủ cho thấy rằng, pH=7 thuỷ phân liên kết photphat cuối cùng ATP thì giải phóng 7,8 kcal/mol và thuỷ phân liên kết photphat giải phóng 9,4 kcal/mol Trong đó, hầu hết các phản ứng sinh hóa xảy thể cần lượng hoạt hóa 7,3 kcal/mol Điều đó có nghĩa là ATP đáp ứng nhu cầu lượng hầu hết các phản ứng sinh hoá thể (6) (7) B SỬ DỤNG ATP TRONG TỔNG HỢP LIPID Lipid là thành phần phổ biến có động vật và thực vật (8) Lipid đơn giản - Là este alcol và acid béo - Gồm: + Triaxilglixerol + Sáp + Sterit Phân loại Lipid phức tạp - Trong thành phần ngoài alcol và acid béo còn có các thành phần khác phosphoric, colin, saccharid -Gồm: + Glixerophospholipid + Glixeroglicolipid + Sphingophospholipid + Sphingoglicolipid (9) I SINH TỔNG HỢP ACID BÉO TỔNG HỢP LIPID II TỔNG HỢP LIPID ĐƠN GIẢN III TỔNG HỢP LIPID PHỨC TẠP Vậy ATP sử dụng nào các quá trình nói trên? (10) I SINH TỔNG HỢP ACID BÉO TỔNG HỢP LIPID II TỔNG HỢP LIPID ĐƠN GIẢN III TỔNG HỢP LIPID PHỨC TẠP Vậy ATP sử dụng nào các quá trình nói trên? (11) I SINH TỔNG HỢP ACID BÉO (12) Lipid thường chứa các acid béo dẫn xuất acid béo Acid béo tổng hợp từ acetyl CoA (13) Trước hết, acetyl-CoA cần carboxyl hóa thành malonyl-CoA nhờ acetyl-CoA carboxylase Quá trình này hoạt hóa ATP CH3COSCoA + CO2 + ATP (Acetyl- CoA) COOHCH2COSCoA + ADP + Pv (Malonyl – CoA) (14) CH3-CO-S-CoA COOH-CH2-CO-SCoA ACP-SH CoA-SH CH3-CO-S-ACP (Acetyl-ACP) ACP-SH CoA-SH COOH-CH2-CO-S-ACP (Malonyl-ACP) CH3-CO-CH2-COS-ACP(Acetoacetyl-ACP) Acid béo tự ACP-SH NADH2 NADP + Dẫn xuất ACP acit béo (C6) CO Malonyl-ACP CH3-CHOHCH2-CO-S-ACP (β-oxybutyryl-ACP) H2O CH3-CH = CH-CO-S-ACP (Crotonyl-ACP) NADH2 NADP + CH3CH2CH2CO –S-ACP (Butyryl-ACP) (15) Sự tổng hợp acid béo no và không no giai đoạn đầu giống Trước hết acid béo no tổng hợp sau đó hình thành acid béo không no cách oxi hóa các acid béo tương ứng Acid béo no Acid béo không no FAD FADH (16) β-Oxydecanoyl-ACP Tăng trưởng nhờ hệ enzyme synthetase acid béo Palmitoyl-CoA Stearyl-CoA Trong bào tương tế bào độngthực vật O2 E.coli và các vi khuẩn H 2O kỵ khí khác S-ACP Động vật Tăng trưởng nhờ hệ O thực vật enzyme synthetase 3,4 cis Vi sinh vật acid béo hiếu khí S-ACP NADP.H Oleyl-CoA 9,10 cis Palmitoleyl-Co Trong màng nội chất thực vật Tăng trưởng Varenoyl-ACP Linoleyl-CoA Trong màng nội chất thực vật Trong màng nội chất tế bào gan Linolenoyl-CoA Arachidonyl-CoA Các acid béo có nhiều lk nối đôi Hình: Các đường sinh tổng hợp acid béo không no (17) II TỔNG HỢP LIPID ĐƠN GIẢN Điển hình quá trình tổng hợp lipid đơn giản là quá trình tổng hợp triacylglycerin( hay còn gọi là triglycerid) Ví dụ phân tử triglyceride Phần bên trái: glycerin, phần bên phải từ trên xuống: axit palmitic, axit oleic, axit alpha-linolenic Triglycerid tổng hợp từ L- glycerol-3photphate và các dẫn xuất coenzymeA acid béo (18) Chất tiền thân để tổng hợp triglicerid là glycerin tự Quá trình này cần tham gia hoạt hóa ATP ATP ADP Glycerin Glycin-1-phosphat Phosphatidic Acid béo 2CoA.SH + 2ATP 2Acyl~S.CoA 2AMP + P~P 2CoS.SH Glycerin hình thành phân giải kỵ khí hidratcacbon hay phân giải chất béo Sản phẩm trung gian quan trọng quá trình này là acid phosphatidic, tạo thành nó có thể từ glycerin, acid béo và ATP từ dịch chiết gan Glycerin-1phosphat có thể hình thành từ dioxyacetonphosphat nhờ Glycerin-1-phosphatdehydrogenase Sau đó dẫn đến tổng họp tryglycerid cách tách phosphat vô và phản ứng với phân tử acid béo hoạt động thứ ba và thải CoASH (19) NADH + H+ CH2OH NAD+ CH2OH HO – CH C=O CH2O P glycerophosphate dehyrogenase CH2O P glycerol – – photphate + 2RCOSCoA Dihydroxy aceton photphate glixerophosphattransferase Acid béo dạng axylCoA CH2OCOR H2O Pi CH2OCOR Diglycerid CHOCOR CHOCOR CH2OH phosphatase CH2O P transaxylase RCOSCoA Acid phosphatidic CH2OCOR CHOCOR CH2OCOR Triglycerid (20) Triglycerid tổng hợp và tích lũy các mô dự trữ động vật và thực vật Trong thể động vật quá trình tích lũy này đẩy mạnh thức ăn có hàm lượng glucid cao Hàm lượng glucose máu tăng đồng thời tăng mức độ dự trữ glycogen tế bào Hàm lượng ATP tăng lên → ức chế chu trình acid tricarboxylic → acid citric bị phân giải tác dụng enzyme citrate liase (21) Citrate + CoA – SH + ATP Oxaloacetate + Acetyl – CoA + ADP + Pi Oxalocetate có thể bị khử thành malate và sau đó bị oxy hóa và decarboxyl hóa thành acid pyruvic Acetyl – CoA sử dụng để tổng hợp acid béo và sau đó cùng với glycerol – – phosphate tổng hợp lipid dự trữ → quá trình tích lũy mỡ tăng cường Quá trình tích lũy mở thúc đẩy acid citric có tác dụng hoạt hóa enzyme acetyl – CoA carboxylase Insulin tăng quá trình tích lũy mỡ nó làm tăng hoạt tính cảu enzyme tổng hợp lipid (22) III TỔNG HỢP LIPID PHỨC TẠP Ở động vật phosphatidylcholine và Phosphatidylethanolamine còn có thể tổng hợp đường Choline + ATP ADP Phosphatidylcholine + CTP + Phosphatidylcholine Cytidinediphosphatecholine + PPvc Cytidinediphosphatecholine + Diacylglycerine Phosphatidylcholine + CMP (23) Nếu ethanolamine thay vào vị trí choline các phản ứng trên thì sản phẩm là phosphatidylethanolamine Phosphatidylinoside thông qua các nhóm – OH tự gốc inositol có thể nhận từ ATP một, hai nhóm phosphate và liên kết với nó cách lỏng lẻo, nhờ đó phosphatidylinoside thực chức vận chuyển phosphate qua màng (24) Tổng hợp cholesterol (25) Tổng hợp cholesterol (26) Tổng hợp cholesterol (27) (28)