hoá sinh động vật THẦY ĐẶNG THÁI HẢI

Thực hành Hóa sinh động vật buổi 1: Carbohydrate - Nhóm 05 (K65TYB) - HK 1 - NH 2021 - 2022Thực hành Hóa sinh động vật buổi 1: Carbohydrate - Nhóm 05 (K65TYB) - HK 1 - NH 2021 - 2022Thực hành Hóa sinh động vật buổi 1: Carbohydrate - Nhóm 05 (K65TYB) - HK 1 - NH 2021 - 2022Thực hành Hóa sinh động vật buổi 1: Carbohydrate - Nhóm 05 (K65TYB) - HK 1 - NH 2021 - 2022Thực hành Hóa sinh động vật buổi 1: Carbohydrate - Nhóm 05 (K65TYB) - HK 1 - NH 2021 - 2022Thực hành Hóa sinh động vật buổi 1: Carbohydrate - Nhóm 05 (K65TYB) - HK 1 - NH 2021 - 2022Thực hành Hóa sinh động vật buổi 1: Carbohydrate - Nhóm 05 (K65TYB) - HK 1 - NH 2021 - 2022Thực hành Hóa sinh động vật buổi 1: Carbohydrate - Nhóm 05 (K65TYB) - HK 1 - NH 2021 - 2022Thực hành Hóa sinh động vật buổi 1: Carbohydrate - Nhóm 05 (K65TYB) - HK 1 - NH 2021 - 2022Thực hành Hóa sinh động vật buổi 1: Carbohydrate - Nhóm 05 (K65TYB) - HK 1 - NH 2021 - 2022Thực hành Hóa sinh động vật buổi 1: Carbohydrate - Nhóm 05 (K65TYB) - HK 1 - NH 2021 - 2022

Chương 4: MỐI LIÊN QUAN GIỮA CÁC QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA 4.1 KHÁI QUÁT CHUNG Trong thể sinh vật, chuyển hóa chất có mối liên quan mật thiết với Sự chuyển hóa hợp chất tách rời trao đổi hợp chất khác Mối liên quan tương hỗ chuyển hóa chất thể mặt: nguyên liệu lượng Hình 4-1 Mối liên hệ đường hướng trao đổi chất lượng Mối liên hệ đường hướng chuyển hóa vật chất nhận thấy qua hình 4-1 129 4.1.1 Liên quan mặt nguyên liệu Mối liên quan mặt nguyên liệu khả chuyển hóa chất thành chất thông qua số sản phẩm trung gian chung Trong q trình dị hóa trao đổi vật chất, hợp chất hữu phức tạp khác carbohydrate, lipid protein nhờ nhiều hệ thống enzyme bị phân giải thành số sản phẩm trung gian giống Từ sản phẩm trung gian này, tùy nhu cầu, điều kiện cụ thể thể lại hình thành đại phân tử đặc trưng tế bào bị phân giải hoàn toàn để khai thác lượng Khả chuyển hóa tương hỗ chất làm sinh vật thích ứng với mơi trường Ở động vật bậc cao, chiều hướng trình chịu điều tiết tinh vi hệ thống hormone thần kinh Chu trình Krebs có vị trí trung tâm chuyển hóa hợp chất khác Nhiều sản phẩm trung gian chu trình chất khởi đầu trình thuận nghịch thể Có thể thấy đường hướng chuyển hóa sản phẩm trung gian chu trình Krebs qua hình 4-2 Hình 4-2 Chu trình Krebs trình sinh tổng hợp -ketoglutarate chất nhận nhóm amine quan trọng amine, để chuyển thành glutamate; chất tiền ornithine, citrulline arginine Oxaloacetate có vai trò chất then chốt tân tạo amine, từ oxaloacetate tạo thành aspartate, asparagine, pyrimidine nucleotide 130 phản ứng chuyển chất tạo glutamine, proline, glucose Nhờ phản ứng chuyển chất tiền thân Succinyl-CoA kết hợp với glycine để tạo γ-aminolevulinate, chất ngưng tụ thành porphobilinogen, hợp chất chủ yếu dùng trình tổng hợp cấu trúc porphyrine 4.1.2 Liên quan mặt lượng Sự trao đổi vật chất trao đổi lượng khơng thể tách rời nhau, chuyển hóa chất ln kèm theo biến đổi mức lượng dự trữ Trong thể sống, phản ứng ơxy hóa ln kèm với q trình sản sinh chất giàu lượng (ATP, GTP, UTP, CTP, creatin phosphate, …); phần lượng giải phóng dạng nhiệt Các hợp chất cao trên, đặc biệt ATP, sử dụng cho nhiều phản ứng hoạt hóa nhiều q trình sinh tổng hợp khác Nhờ khả chuyển hóa tương hỗ chất mà thể sinh vật thích ứng với mơi trường Ví dụ: vào mùa đơng, trồng xảy chuyển hóa tinh bột thành đường chất béo, nhờ khả chịu rét nâng cao Một số động vật vùng cực, có lượng mỡ dự trữ lớn, nên có đủ lượng vật chất cần thiết cho thể sử dụng suốt thời gian ngủ đông dài Để vấn đề sáng tỏ hơn, xem xét mối liên quan tương hỗ chuyển hóa cặp hợp chất sau 4.2 LIÊN QUAN GIỮA CÁC Q TRÌNH CHUYỂN HĨA 4.2.1 Liên quan chuyển hóa carbohydrate lipid Chuyển hóa carbohydrate lipid có mối liên hệ chủ yếu thông qua sản phẩm trung gian đường phân dihydroxyacetone phosphate glyceraldehyd-3-phosphate Hai chất chuyển hóa thành glycerol-3-phosphate acetyl-CoA acid béo, để tổng hợp thành lipid Một sản phẩm chu trình pentose phosphate đương lượng khử NADPH tham gia tổng hợp acid béo Ngược lại phân giải lipid tạo glycerol acetyl-CoA, nguyên liệu để tổng hợp carbohydrate Ở thực vật, vi khuẩn nấm mốc có chu trình glyoxylate biến đổi acetyl-CoA có nguồn gốc acid béo thành oxaloacetate, tiếp đến phosphoenolpyruvate tạo thành glucose Acetyl.CoA chất cho tạo thành glucose động vật 131 Hình 4-3 Sự chuyển hóa acetyl.CoA thành glucose qua chu trình glyoxylate 4.2.2 Liên quan chuyển hóa carbohydrate protein Sự phân giải carbohydrate tạo số -ketoacid, amine hóa tạo thành amino acid Ví dụ, từ pyruvate cho alanine, từ -ketoglutarate tạo thành glutamate, từ oxaloacetate chuyển thành aspartate Những amino acid chuyển hóa riêng để tạo nên amino acid khác Từ glutamate động vật tổng hợp glutamine, proline, arginine, từ aspartate tạo thành asparagine Sự phân giải carbohydrate tạo thành 3phosphoglycerate, từ tạo thành serine theo đường mơ tả hình 5-24 (chương 5) Từ serine tạo thành glycine Ngược lại, alanine, phenylalanine, tyrosine, histidine, tryptophan, serine cysteine bị phân giải để tạo pyruvate số hợp chất trung gian chu trình Krebs oxaloacetate -ketoglutarate Từ oxaloacetate tạo phosphoenolpyruvate, từ tân tạo thành glucose Hình 5-20 (chương 5) cho thấy khung carbon phân giải nhiều amino acid chuyển hóa thành glucose Ngồi ra, q trình phân giải carbohydrate thơng qua chu trình Krebs phân giải amino acid qua chu trình ornithine có sản phẩm trung gian giống fumarate Tham gia chu trình ornithine cịn có aspartate chất hình thành từ sản phẩm chu trình Krebs Chứng tỏ chuyển hóa carbohydrate chuyển hóa protein có ảnh hưởng lẫn (hình 6-3) 132 Hình 4-4 Mối liên hệ chu trình Krebs chu trình Ornithine Sự hình thành fumarate chu trình ornithine quan trọng, liên kết chu trình với chu trình Krebs Fumarate hợp nước thành malate, chất ơxy hóa thành oxaloacetate Oxaloacetate có thể: 1) chuyển thành aspartate, 2) chuyển thành glucose, 3) ngưng tụ với acetyl-CoA thành citrate, 4) chuyển thành pyruvate 4.2.3 Liên quan chuyển hóa carbohydrate nucleic acid Glucose vào trình pentose phosphate tạo thành ribose-5-phosphate Chất chuyển thành phosphoribosyl-pyrophosphate dùng làm nguyên liệu cho sinh tổng hợp nucleotide purine pyrimidine, chuyển thành D-ribose D-deoxyribose thành phần bắt buộc cần thiết để tổng hợp mononucleotide nucleic acid Ngược lại, số nucleotide có vai trị tế bào, sản phẩm biến thành ribose-5-phosphate, sau tổng hợp thành glucose-6 phosphate Mặt khác, tổng hợp nucleic acid mức độ định có ảnh hưởng đến tổng hợp carbohydrate Điều thể rõ phản ứng sử dụng UTP để tạo UDP-glucose chất vào phân tử glycogen 4.2.4 Liên quan chuyển hóa protein nucleic acid Trong thể sinh vật tồn mối quan hệ chặt chẽ, hỗ trợ lẫn trao đổi protein nucleic acid Sự sinh tổng hợp nucleic acid phụ thuộc vào trao đổi amino acid protein Sự tổng hợp nucleotide triphosphate nucleic acid phụ thuộc vào có mặt protein enzyme DNA-polymerase, RNA-polymerase, polynucleotide phosphorylase enzyme đảm bảo tổng hợp gốc purine pyrimidine Một số amino acid glutamine, aspartate, glycine số đơn vị carbon nguyên liệu để tổng hợp nhân pyrimidine purine nucleic 133 acid Các đơn vị carbon tạo thành phân giải số amino acid, chẳng hạn glycine Đến lượt mình, nucleic acid lại có vai trị quan trọng q trình sinh tổng hợp protein Deoxyribonucleic acid (DNA) ribonucleic acid (mRNA, rRNA tRNA) tham gia thực lắp ghép gốc amino acid theo trình tự xác định, tạo thành chuỗi polypeptide 4.2.5 Liên quan chuyển hóa lipid nucleic acid Sự chuyển hóa lipid nucleic acid có liên quan trực tiếp, thường liên quan gián tiếp thông qua trao đổi carbohydrate protein Tuy nhiên, số dẫn xuất CDP-choline, CDP-ethanolamine tham gia vào q trình tổng hợp glycerophospholipid với vai trị chất cho gốc choline ethanolamine 4.2.6 Liên quan chuyển hóa protein lipid Sự phân giải lipid cho sản phẩm acid béo Sau được β-oxy hóa qua chu trình Krebs tạo thành -ketoglutarate, từ chất tổng hợp số amino acid Acetyl-CoA biến đổi thành oxaloacetate chu trình glyoxylate chất biến đổi thành pyruvate Từ ketoacid này, nhiều amino acid tổng hợp thông qua phản ứng chuyển amin phản ứng khử amin hóa Sự trao đổi glycerol thơng qua sản phẩm trung gian carbohydrate dẫn đến tổng hợp histidine, phenylalanine, tyrosine tryptophan Hình 4-5 Chuyển hóa số amino acid thành lipid Ngược lại, số amino acid leucine, isoleucine, tryptophan, threonine, lysine tyrosine phân giải thành acetyl-CoA, từ tổng hợp nên acid béo (hình 5-20, chương 5) Một số amino acid khác alanine, cysteine, serine, glycine, threonine tryptophan bị phân giải thành pyruvate thành glyceraldehyde-3-phosphate Từ chất tạo nên glycerol3-phosphate ngun liệu để tổng hợp lipid (hình 4-5) Vai trị protein chuyển hóa lipid cịn thể chức xúc tác phản ứng phân giải tổng hợp lipid 134 Như vậy, thể đơng vật, q trình chuyển hóa vật chất có mối liên hệ mật thiết thống với Sản phẩm phân giải chất nguyên liệu để tổng hợp chất kia, lượng phân giải chất lại cần cho trình sinh tổng hợp chất khác Sự chuyển hóa carbohydrate lipid có ý nghĩa lớn mặt cung cấp lượng Sự chuyển hóa protein có vai trị điều hịa nghiêm ngặt q trình trao đổi chất nói chung CÂU HỎI ÔN TẬP Liên quan chuyển hóa carbohydrate lipid? Liên quan chuyển hóa carbohydrate protein? Liên quan chuyển hóa carbohydrate nucleic acid? Liên quan chuyển hóa protein acid nucleic? Liên quan chuyển hóa lipid nucleic acid ? Liên quan chuyển hóa protein lipid ? TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng (2007) Hóa sinh học; NXB Giáo dục, Hà Nội Nguyến Hữu Chấn, Nguyễn Thị Hà, Nguyễn Nghiêm Luật, Hồng Bích Ngọc, Vũ Thị Phương (2001) Hóa sinh, NXB Y học, Hà Nội Nguyễn Văn Kiệm, Nguyễn Văn Kình, Nguyễn Văn Mùi (2005) Hóa sinh động vật; NXB Nông nghiệp, Hà Nội Donald Voet and Judith G Voet (2011) Biochemistry, 4th Edition; Jonh Wiley & Sons, Inc New York, USA Nelson D L., Cox M M., (2005) Lehninger Principles of Biochemistry, 4th Edition Freeman and Company, New York, USA Stryer L., (1995) Biochemistry 4th Edition; Freeman and Company, San Francisco, USA 135 ... lư? ?ng Khả chuyển hóa tư? ?ng hỗ ch? ??t làm sinh vật th? ?ch ? ?ng với mơi trư? ?ng Ở đ? ?ng vật bậc cao, chiều hư? ?ng trình ch? ??u điều tiết tinh vi hệ th? ?ng hormone thần kinh Chu trình Krebs có vị trí trung... γ-aminolevulinate, ch? ??t ng? ?ng tụ thành porphobilinogen, hợp ch? ??t ch? ?? yếu d? ?ng trình t? ?ng hợp cấu trúc porphyrine 4.1.2 Liên quan mặt lư? ?ng Sự trao đổi vật ch? ??t trao đổi lư? ?ng kh? ?ng thể t? ?ch rời nhau, chuyển... đ? ?ng, tr? ?ng xảy chuyển hóa tinh bột thành đư? ?ng ch? ??t béo, nhờ khả ch? ??u rét n? ?ng cao Một số đ? ?ng vật v? ?ng cực, có lư? ?ng mỡ dự trữ lớn, nên có đủ lư? ?ng vật ch? ??t cần thiết cho thể sử d? ?ng suốt thời