Tài liệu CHƯƠNG I: Năng lượng sinh học và oxid hóa sinh học ppt

TS. ĐỖ HIẾU LIÊM TS. ĐỖ HIẾU LIÊM CHƯƠNG I CHƯƠNG I NĂNG LƯỢNG SINH HỌC NĂNG LƯỢNG SINH HỌC VÀ OXID HOÁ 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 mononucleotide 2. OXID HOÁ SINH HỌC (CHUỖI HÔ HẤP MÔ BÀO) 2.1. Đại cương 2.2. Hệ thống enzyme oxidoreductase 2.3. Cơ chất của chuỗi hô hấp mô bào 2.4. Cơ chế phosphoryl oxid hoá 2 1. NĂNG LƯỢNG SINH HỌC 1. NĂNG LƯỢNG SINH HỌC (Biological Energy) (Biological Energy) 1. NĂNG LƯỢNG SINH HỌC 1. NĂNG LƯỢNG SINH HỌC (Biological Energy) (Biological Energy) 3 1.1. ĐẠI CƯƠNG 1.1. ĐẠI CƯƠNG - Sự sống = sinh trưởng và phát dục - Sinh vật tự dưỡng (Autotropic organism) - Sinh vật dị dưỡng (Heterotropic organism) - Các dạng năng lượng: Nhiệt năng, điện năng, quang năng, hóa năng . - Sự tiêu hóa - Sự hấp thu - Sự biến dưỡng SỰ ĐỒNG HOÁ (Anabolism) SỰ DỊ HOÁ (Catabolism) BIẾN DƯỠNG (Metabolism) (Amino acid)n Protein (Monosaccharide)n Polysaccharide Glycerol + acid béo Triacylglycerol 4 Amino acid Monosaccharide Glycerol + acid béo CO 2 + H 2 O + Energy O 2 Protein Amino acid + Amino acid Polysaccharide Monosaccharide Triacylglycerol Glycerol + acid béo PHÂN GIẢI OXID HÓA - Năng lượng sinh học là năng lượng của sự sống (Hoá năng) 1.2. ATP (Adenosine triphosphate) Liên kết phosphate cao năng = 7.6 Kcal ∼P 5 “ATP là chỉ tệ năng lượng của tế bào” CHU TRÌNH ADP/ATP 6 1. Nhóm cho phosphate cao năng 1.1. Creatine phosphate 1.2. Phosphoryl oxid hóa ADP+P i Creatine Creatine P ∼ Myosin Myosin P ∼ ADP ATP Creatine kinase Myosin ATPase ADP ATP 7 S S H 2 NAD + NAD H.H + e - FAD CoQ CoQ H 2 2H + 2H + Cyt a ADP+P i ADP+P i ATP ATP ATP 2H + 2H + 2Fe 2+ Cyt a 3 2Fe 3+ 2Cu + 2Cu 2+ 2Fe 2+ 2Fe 3+ FAD H 2 2e - 2H + ½ O 2 H 2 O 2H + Cyt b, c 1 , c +2e - SH 2 : Sản phẩm của các quá trình biến dưỡng H 2 : 2H + . 2e - (cặp đương lượng khử) 1.3. Sản phẩm trung gian của đường phân EM ∼ P ∼ P ∼ P 1,3 Diphosphoglycerate Phospho enol pyruvate Phosphoglycerate kinase ADP ATP ATP ADP 3 Phosphoglycerate ∼ P H Pyruvate kinase Pyruvate (Enol) Pyruvate (Keton) 8 1.4. Sản phẩm trung gian của chu trình Krebs 2. Nhóm nhận phosphate cao năng Các tiến trình sinh học liên quan đến sự sống: - Dẫn truyền thần kinh - Sự co cơ - Sự kích hoạt cơ chất biến dưỡng CH 2 -COOH CH 2 -C O ∼SCoA CH 2 - COOH CH 2 -C- OH O CoASH H 2 O Succinyl CoA Succinate GDP+P i GTP SuccinylCoA Synthetase 9 10 [...]... phosphate 2.20 12 1.3 Sự trao đổi năng lượng giữa các mononucleotide 13 2 OXID HÓA SINH HỌC 2 OXID HÓA SINH HỌC (Biological oxidation) (Biological oxidation) 14 2.1 ĐẠI CƯƠNG (1) Phản ứng oxid hoá khử : oxid hoá + khử (hoàn nguyên) - Sự oxid hoá (oxidation) - Sự khử (Reduction) eFe2+ Fe3+ Chất oxid hoá - bị khử (nhận e-) Chất khử - bị oxid hóa (cho e-) 15 (2) Hô hấp mô bào  Sự cháy ≠ Sự hô hấp ≠ Sự hô hấp... và CO2  Sự hô hấp mô bào - tế bào (ty thể) - oxid hoá sinh học năng lượng sinh học (phosphoryl oxid hoá) + O2 C6H12O6 6 CO2 + 6 H2O + 686 Kcalo Nhiệt năng 16 (3).Ty thể (mitochondria) 17 Các enzyme trong ty thể Màng ngoài Acyl CoA transferase+carnithine Acyl CoA synthetase Hệ thống enzyme nối dài chuỗi acid béo Hệ thống enzyme nối dài chuỗi acid béo Acyl CoA dehydrogenase Enzyme chuyển hoá lipid và. .. Krebs và β oxid hoá acid béo) Mục đích (1) Giải phóng năng lượng tự do Oxid hoá (Oxidation) (2) Tổng hợp ATP Phosphoryl hoá (Phosphorylation) Đặc điểm (1) Trong tế bào (in vivo) - Hệ thống enzyme xúc tác (2) Trao đổi cặp đương lượng khử (H+ và e-) 19 2.3 HỆ THỐNG ENZYME CHUỖI HÔ HẤP -Hệ thống enzyme chuỗi hô hấp thuộc lớp Oxidoreductase định vị ở lớp màng trong ty thể -Vai trò: chuyển vận cặp đương lượng. .. giữa 2 màng 26 27 28 2.4 CÁC CƠ CHẤT CỦA CHUỖI HÔ HẤP 29 2.5 CƠ CHẾ KẾT HỢP PHOSPHORYL OXID HOÁ - Sự oxid hoá: Giải phóng năng lượng trong cơ chất (cặp đương lượng khử H+ và e-) - Sự phosphoryl hoá: Tổng hợp ATP (ADP + Pi ATP) Giả thuyết hoá học thẩm thấu (Mitchell, 1967) 30 31 Các chất ức chế tiến trình phosphoryl oxid hoá Barbiturate, Piericidin A, Rotenone Site I Dimercaprol (BAL), Antimycin A Site... CHH với các coenzyme tổ chức thành từng tổ hợp và sắp xếp theo thứ tự tăng dần điện thế oxid hoá khử, bắt đầu NAD+ dehydrogenase có điện thế âm và cuối cùng là cytochrome oxidase có điện thế dương NAD+ FAD CoQ Cyt b, c1, c, a và a3 O2 -Các enzyme chuỗi hô hấp NAD+ dehydrogenase FAD dehydrogenase Coenzyme Q NHI (Non heme iron) FeS Cytochrome 20 ĐIỆN THẾ OXID HOÁ KHỬ 21 22  NAD+ dehydrogenase  FAD dehydrogenase... Amino acid oxidase Citrate synthetase NAD-dehydrogenase Isocitrate dehydrogenase Phần không gian giữa 2 màng Fumarate dehydrogenase Adenylate cyclase Aconitate hydrolase ADP/ATP-ase Malate dehydrogenase Màng trong Enzyme β oxid hoá acid béo Hệ thống enzyme chuỗi hô hấp Hệ thống enzyme tổng hợp protein 18 2.2 NỘI DUNG, MỤC ĐÍCH VÀ ĐẶC ĐIỂM Nội dung Chuỗi hô hấp mô bào bao gồm các phản ứng oxid hoá khử...11 Năng lượng tự do chuẩn của một số hợp chất phosphate Hợp chất phosphate Kcalo/mol Phospho enol pyruvate Carbamoyl phosphate 1,3 diphosphoglycerate 11.8 Creatine phosphate 10.3 10.1 Arginine phosphate 8.00 ATP 7.30 Glucose 1 phosphate Nhóm nhận ~ P 12.3 Acetyl CoA Nhóm cho ~ P 14.0 5.00 Fructose 6 phosphate 3.00 Glucose 6 phosphate 3.30 Glycerol 3 phosphate 2.20 12 1.3 Sự trao đổi năng lượng giữa... cytochrome b + cytochrome c1 +FeS - Chuyển e- từ CoQ sang cyt c Tổ hợp IV (Cytochrome c - cytochrome a3 oxidase) - 4 cytochrome c + cytochrome a + cytochrome a3 - Chuyển e- từ cyt c sang O2 25 Tổ hợp V (ATP synthetase) -F0: Cống thông, hút proton H+ từ môi trường ngoài (khoảng không gian giữa hai màng) vào trong -F1: Enzyme xúc tác phản ứng tổng hợp ATP (phosphoryl hoá) Phần khuôn Màng trong ty thể Khoảng... hợp tạo thành 5 tổ hợp: •Tổ hợp I (NADH.H+- coenzyme Q reductase) •Tổ hợp II (Succinate - coenzyme Q reductase) •Tổ hợp III (Coenzyme Q - cytochrome c reductase) •Tổ hợp IV (Cytochrome c - cytochrome a3 oxidase) •Tổ hợp V (ATP synthetase) 24 Tổ hợp I (NADH.H+- coenzyme Q reductase) - FMN + 6 FeS - Chuyển e- từ NADH đến CoQ Tổ hợp II (Succinate - coenzyme Q reductase) - Succinate dehydrogenase + 3FeS +... Site I Dimercaprol (BAL), Antimycin A Site II H2S, CO, CN Site III Oligomycin 2, 4 dinitrophenol Dinitrocresol Pentadichlorophenol Dicoumarol Ngăn cản H+ vận chuyển qua F1F0 ATP synthetase Atratyloside Oxidation - Phosphorylation Phóng thích ATP 32 . TS. ĐỖ HIẾU LIÊM CHƯƠNG I CHƯƠNG I NĂNG LƯỢNG SINH HỌC NĂNG LƯỢNG SINH HỌC VÀ OXID HOÁ SINH HỌC VÀ OXID HOÁ SINH HỌC 1. NĂNG LƯỢNG SINH HỌC 1.1. Đại cương. SINH HỌC (Biological oxidation) (Biological oxidation) 2. OXID HÓA SINH HỌC 2. OXID HÓA SINH HỌC (Biological oxidation) (Biological oxidation) - Sự oxid