- Kích thích tổng hợp glycogen và tích luỹ
8.3.Quá trình oxy hóa khử sinh học
TÀI LIỆU THAM KHẢO
8.3.Quá trình oxy hóa khử sinh học
Có thểđịnh nghĩa quá trình oxy hóa khử là quá trình trao đổi điện tử. Sự
oxy hóa là sự tách một hay nhiều điện tử, ngược lại sự khử oxy là sự thu điện tử. Tất cả các chất tham gia vào quá trình oxy hóa khửở cơ thể sống đều có khả
năng nhường hoặc thu điện tử.
Đó chính là khả năng oxy hóa khử. Song song với sự oxy hóa có sự khử
oxy vì điện tửđược chuyển từ chất bị oxy hóa sang chất bị khử: - 2e L
Ví dụ: 2Fe 2+ + Cl2J 2Fe 3+ + 2Cl-
Đại lượng đặc trưng cho khả năng oxy hóa khử của mỗi chất gọi là thế
năng oxy hóa khử. Có thể tính được thế năng oxy hóa khử theo công thức sau: RT [dạng oxy hóa] (1)
E'n= E'o n+ F [ dln ạng khử]
Trong đó: E’n là thế năng oxy hóa khử của một chất nhất định trong những điều kiện nhất định. E’0 là thế năng oxy hóa khửở các điều kiện tiêu chuẩn ( nồng độ của hai dạng bằng nhau)
R là hằng số khí, T là nhiệt độ tuyệt đối, F là trị số Faraday
Bảng 8.2 trình bày E’0, hiệu điện thế oxy hóa khửUE’0 và năng lượng tự
do UGo của mỗi hệ.
Thế năng oxy hóa khử còn dùng để tính năng lượng tự do (ΔGo) được giải phóng ra trong qúa trình oxy hóa khử theo phương trình:
ΔGo = -nF.ΔE'o (2)
(Các ký hiệu đã được giải thích ở công thức tính thế năng oxy hóa khử
và liên quan đến bảng 8.2 ở trên)
* Tiến trình của sự oxy hóa sinh học:
Sự phân giải chất dinh dưỡng và giải phóng năng lượng của tế bào (sự dị
hóa) có thểđược chia thành 3 giai đoạn cơ bản:
Ở giai đoạn đầu: các hợp chất cao phân tử bị thủy phân thành các chất
monosaccharid (glucose), các protein thành các amino acid, các lipid thành các acid béo.
Ở giai đoạn thứ hai: biến những chất đơn giản thành những chất 2 carbon là acetyl CoA (CH3 - CO∼SCoA) (thiếu). Acetyl CoA được coi là sản phẩm thoái hóa của các chất glucid, lipid và protein. Nó được hình thành do sựβ-oxy hóa acid béo, do sự oxy hóa của khoảng một nửa sốα-amino acid cũng như do sự oxy hóa hiếu khí glucose.
Bảng 8.2. Thế năng oxy hóa tiêu chuẩn của một số hệ thống
Hệ thống oxy hóa khử Eo (volt)
pH7, 30oC UE’0 (volt) UGo (kcal/pH7, 30oC) Phosphoryl hóa ADP→ ATP Điện cực hydro 2H+/ H2 -0,42 NAD+/ NADH + H+ -0,32 FAD/ FADH2 -0,10 +0,22 -10,1 1 Cytochrome b Fe3+/ Fe2+ +0,04 +0,14 -6,4 Cytochrome c1 Fe3+/ Fe2+ +0,23 +0,19 -8,7 1 Cytochrome c Fe3+/ Fe2+ +0,26 +0,03 -1,4 Cytochrome a Fe3+/ Fe2+ +0,29 +0,03 -1,4 Cytochrome a3 Fe3+/ Fe2+ +0,55 +0,26 -12,0 1 Điện cực oxy 1/2 O2 / O2- +0,81 +0,26 -12,0 +1,13 -52,0 3
Ở giai đoạn thứ ba: Acetyl CoA được hình thành ở giai đoạn thứ hai sẽ bị
oxy hóa hoàn toàn trong chu trình Szent-Györgyi-Krebs (chu trình citrat) để
hình thành CO2, H2O và giải phóng năng lượng. Phần lớn năng lượng được giải phóng ra ở giai đoạn thứ ba này (khoảng 2/3)
Trong giai đoạn thứ hai và thứ ba khoảng 30-40% năng lượng hóa học
được biến thành nhiệt, hơn 60% năng lượng này được sử dụng để tổng hợp các hợp chất cao năng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong chu trình citrat, các hydrogen tách ra sẽđược oxy hóa qua chuỗi hô hấp để tạo nên năng lượng và H2O. Năng lượng giải phóng được tích trữ ở các phân tử ATP. Toàn bộ quá trình có thểđược minh họa bằng sơđồ trên hình 8.3.
Thức ăn
protein
glucid lipid
glucose Acid béo Amino acid
Acetyl CoA CO2
H2→NAD→FAD→CoQ→Cytb→Cytc1→Cytc→Cyta→Cyta3
O¯¯ 1/2O2 ATP ADP+P 2H+ H2O Chu trình citrat
Hình 8.3. Tiến trình oxy hóa sinh học