Bài giảng
Đại cương chuyển hoá
& sự oxy hoá khử sinh học
Nội dung
I- Đại cương chuyển hoá
1.1. Chuyển hoá các chất
1.2. CH năng lượng: Đặc điểm
Các hợp chất cao năng
II- Sự oxy hoá khử sinh học:
2.1. Khái niệm: sự oxy hoá khử SH (hô hấp TB).
2.2. Vòng Krebs: sơ đồ, diễn biến, ý nghĩa.
2.3. Chuỗi hô hấp tế bào: Thành phần
Hoạt động
ý nghĩa
2.4. Sự phosphoryl oxy hoá:
+ Khái niệm
+ Cơ chế
Đại cương chuyển hoá
Chuyển hoá các chất: 2 QT: đồng hoá và dị hoá.
+ Đồng hoá: - tổng hợp các phân tử lớn từ phân tử nhỏ, cần NL.
+ Dị hoá: phân huỷ các phân tử lớn = f.tử nhỏ và giải phóng NL.
Chuyển hoá Năng Lượng
Chuyển hoá chất luôn đi kèm với ch.hoá NL.
NL giải phóng từ f.ư: chất A => B (f.ư phát năng), được dùng cho f.ư
C => D (f.ư thu năng):
NL từ f.ư A -> B: tích luỹ/các HCCN (~E) để sử dụng cho f.ư thu năng.
Các hợp chất cao năng
+K.N: là những hợp chất chứa 1 l.k cao năng (~); L.k CN - L.k khi thuỷ phân tạo 5 Kcal.mol; L.k thường chỉ cho 1-3 Kcal/mol).
+ 5 HCCN:
1. Guanidinphosphat. Ví dụ Creatinphosphat
2. Enolphosphat. VD- Phospho enol pyruvat (P.E.P)
3. Acylphosphat. VD- 1,3 Diphosphoglycerat (1,3-DPG)
4. Pyrophosphat (anhydritphosphat). VD- ATP, GTP, CTP, UTP
5. Thioester. VD- AcylcoA, acetylCoA
ATP (Adenosin triphosphat):
+ Công thức cấu tạo đơn giản:
*: ATP -> ADP + Pi + 12000 Calo - cần cho các quá trình cần NL:
- Co cơ, vận động
- Dẫn truyền XĐTK,
- Chuyển hoá chất: Thoái hoá, tổng hợp chất (AB?)
**: ATP -> AMP + PPi + NL (hoạt hóa chất: AB -> acylCoA).
+ ATP được tạo nên: W
ADP + Pi ATP
II: sự oxy hoá sinh học
2.I.Vòng Krebs: (vòng citric, vòng tricarboxylic)
+ KN: là quá trình "O": acetyl CoA -> SPCC là CO2 và H2O,
+ Xảy ra ở ty thể
* Các phản ứng:
f.ư 1: Ngưng tụ acetylCoA và oxaloacetat tạo citrat.
f.ư 2: Đồng phân hoá citrat thành isocitrat.
f.ư 3: Khử carboxyl lần 1: Tạo -cetoglutarat (- CG), NADH2
f.ư 4: Khử CO2-Oxy hóa -cetoglutarat tạo succinylCoA, NADH2
f.ư 5: Từ succinylCoA tạo succinat.
f.ư 6: Oxy hóa succinat thành fumarat (FADH2)
f.ư 7: Hydrat hóa fumarat thành malat.
f.ư 8: Oxy hóa malat thành oxaloacetat; NADH2. Sơ đồ ->
f.ư 3,4,8 -> 3NADH2, f.ư 6: 1 FADH2
Chu trình
krebs
2.2 Tổng quát
1. Có 2 f.ư ứng ko thuận nghịch là (1) và (4).
2. Về năng lượng:
+f.ư tổng quát của vòng Krebs:
CH3 - CO ~ SCoA + 3 NAD + FAD + GDP + Pi + H2O
2CO2 + CoASH + 3NADH2 + FADH2 + GTP
+ 1 acetylCoA qua Krebs : 2CO2 và 12 ATP và H2O.
3 NADH2 (f.ư 3,4,8): qua HHTB (X3)-> 9 ATP
1 FADH2 (f.ư 6): -> HHTB (X2)-> 2 ATP
1 GTP (f.ư 5): 1 ATP
12 ATP
2.3. ý nghĩa:
1.Krebs, chuỗi HHTB và sự phosphoryl oxy hoá: là con
đường chung cuối cùng của sự thoái biến các chất G, L, P.
+ Tạo ra phần lớn CO2 ở tổ chức (từ 2 f.ư 3 và 4).
+ Tạo ra phần lớn ATP cho cơ thể (12 ATP ).
2. VòngKrebs liên quan với các quá trình chuyển hoá
khác:
+ Cung cấp H và e- cho chuỗi HHTB và sự phosphoryl hóa.
+Tạo các chất: AcetylCoA, -Cetoglutarat, Oxaloacetat..
3. Thể hiện sự tiến hóa- cơ thể tích lũy và sử dụng NL 1
cách hiệu quả, các cơ thể kỵ khí ko có Krebs, Hồng cầu cũng
ko có Krebs.
2.2. Chuỗi hô hấp tế bào.
* Thành phần chính:
1. Cơ chất (SH2)
- là SPTG của Krebs (S chủ yếu): NADH2, FADH2
- Là những chất CH mang H2: a.acid, acid pyruvic, succinat..
2. O2: của không khí, do Hb vận chuyển vào .
3. Hệ thống E v.c hydro và e-:
- Khu trú ở mặt trong của màng trong ty thể, theo trật tự nhất định, tạo thành chuỗi vận chuyển.
- Nằm giữa SH2 và O2. Nhiệm vụ v.chuyển H, e -> O2.
*. Các dehydrogenase: tách &vận chuyển hydro, có CoE ≠ =>
+ Các DH có CoE là NAD (NADP) .
+ Các DH là các flavin/ flavoproteid có CoE:FAD/ FMN.
+ Coenzym Q (CoQ hoặcUbiquinon):
- Nhận H từ FADH2, sau đó tách H+ và vận chuyển e- cho Cyt
CoQ + 2H+ + 2e- <--> CoQH2
*. Các cytochrom: vận chuyển e-
+ Là những hemoproteid, gồm Cyt a, b, c.
+ Cơ chế vận chuyển: Cyt (Fe3+) + e- -> Cyt (Fe2+)
Mỗi Cyt vận chuyển một e-.
* Sơ đồ hoạt động của chuỗi hô hấp TB ->
* Các phức hợp v.c điện tử:
f.h 1: gồm protein xuyên màng, v/c e- từ NAD -> UQ.
f.h 2: v/c điện tử (e-) từ succinat -> UQ .
f.h 3: v/c e- từ UQ tới Cyt C.
f.h 4: v/c e- từ Cyt C -> O2 .
* Hoạt động của chuỗi hô hấp:
3 giai đoạn:
G.đ1: vận chuyển e‑ theo f.h I,hoặc II --> UQ nhờ E " O-K“
có CoE là NADH2, FADH2.
G.đ2: vận chuyển e- đến Cyt C
G.đ2: vận chuyển e- tới oxy để tạo thành H2O
Trong quá trình v.c e‑, H được bơm từ matrix ra ngoài (khoang giữa 2 màng) theo f.h I, III và IV.
* Ý NGHĨA:
1. Là con đường chung CC của thoái biến các chất G, P, L tạo CoE khử để chuyển H+, e- vào chuỗi tạo H2O và ATP.
2. Là nơi tạo năng lượng chủ yếu với hiệu xuất cao ( 40%)/ ái khí.
3. Thể hiện sự đốt cháy chậm: NL giải phóng tích luỹ dưới dạng ATP.
*Các chuỗi HHTB:
+ Chuỗi dài: 4ATP ( khi “ O” [S] là pyruvat và -cetoglutat, hydro
tách ra từ [S] gắn vào LTPP rồi mới đến NAD+. Theo sơ đồ:
Pyruvat LTPP NAD FP Cyt O2
(S)
+ Chuỗi trung bình (như trên): tạo ra 3 ATP.
+ Chuỗi ngắn: tạo ra 2 ATP.
“O” AB, Hydro v.c thẳng đến FAD: S Flavoprotein Cyt O2
+ Chuỗi cực ngắn: tạo 1 ATP ( S chuyển H cho Oxy)
2.3. SỰ PHOSPHORYL OXY HOÁ.
* Khái niệm:
Là sự ghép cặp giữa phản ứng O-K ở chuỗi HH TB
với f.ư phosphoryl hoá ADP = ATP. Nhờ sự ghép cặp
này, năng lượng giải phóng ở chuỗi hô hấp (một phần)
được tích luỹ dưới dạng ATP
- Khi chênh lệch thế năng giữa 2 cặp O - K 0,25v sẽ đủ
để tổng hợp 1 ATP từ ADP và Pi
nguon VI OLET
