đề cương hoá sinh y học

1 ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN HÓA SINH PHẦN I Dr John Price – General Doctor K46D HÓA HỌC GLUCID CÂU 1 Vai trò của Glucid? Tính chất của Monosaccarid? * Vai trò Cung cấp năng lượng cung cấp từ 60 đến 70% tổng[.]

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN: HÓA SINH

- Cung cấp năng lượng: cung cấp từ 60 đến 70% tổng nhu cầu về năng lượng của cơ thể

- Cấu tạo cơ thể: tham gia thành phần cấu tạo của acid nucleic, glycoprotein, glycolipid là những cấu

tử quan trọng của TB và mô

* Tính chất của Monosaccarid:

1-Tính khử (bị oxy hóa): các Monosaccarid có tính khử do có hóa chức aldehyd hoặc ceton trong phân

tử Khi cho Monosaccarid tác dụng với muối kim loại nặng ( muối Cu, Hg ) thì Monosaccarid sẽ khử ion kim loại, giải phóng ra kim loại tự do hoặc muối kim loại có hóa trị thấp hơn Khi đó Monosaccarid sẽ bị oxy hóa trở thành acid

Vd: Glucose + CuSO4 Acid Gluconic + Cu2O

Ứng dụng: định tính, định lượng glucose trong máu và nước tiểu, thường sử dụng trong chuẩn đoán và theo dõi bệnh đái tháo đường

2-Tính oxy hóa (bị khử): Các Monosaccarid có thể bị khử để tạo polyalcol

Vd: Glucose -> Sorbitol; Fructose -> Sorbitol

Phản ứng có ứng dụng trong việc điều trị bệnh tiểu đường

3-Phản ứng tạo Ozazon: mỗi loại Monosaccarid khi kết hợp với hydrazin (NH2-NH2) hoặc

phenylhydrazin (C6H5-NH-NH2) trong môi trường acid acetic và đun nóng sẽ tạo ra một hợp chất màu vàng đặc biệt gọi là ozazon Những ozazon có tính chất lý-hóa học riêng biệt ( dạng kết tinh, dung điểm,

độ hòa tan ) với từng loại Monosaccarid Phản ứng xảy ra là do nhóm carbonyl (-CO-) đứng cạnh nhóm alcol

t o , NaOH

Ứng dụng: phản ứng này dùng để tìm sự có mặt của các loại Monosaccarid khác nhau có mặt trong dung dịch

4-Tạo Furfural: trong môi trường acid vô cơ mạnh, đậm đặc, các Monosaccarid bị mất nước tạo Furfural

Các Furfural có thể phản ứng với phenol cho các màu đặc hiệu

Ứng dụng: định lượng các monosaccarid bằng phương pháp đo màu

5-Tạo Glucosid: Do có nhóm -OH bán acetal trong phân tử, các Monosaccarid có khả năng tạo thành các

hợp chất ete với alcol Hợp chất này được gọi là glucosid, có dược tính mạnh, thường được dùng để sản

xuất thuốc chữa bệnh

Vd: Glucosid trợ tim như digitalis và strophantus

6- Tạo este: Do nhóm –OH alcol trong phân tử nên các Monosaccarid có thể phản ứng với các acid để

tạo thành este tương ứng VD: Monosaccarid liên kết với H3PO4 tạo các este phosphat, đó là các hợp chất có vai trò quan trọng trong cơ thể

7- Dẫn xuất Osamin: Ở phản ứng này nhóm –OH ở C2 được thay thế bằng nhóm amin (-NH2) Thường

gặp là các glucosamin và galactosamin Osamin tham gia cấu tạo các Polysaccarid tạp của cơ thể người

và động vật như các glucolipid và các polysaccarid của tổ chức sụn Ứng dụng trong sản xuất thuốc khớp

8- Các Monosaccarid mất oxy: Thường gặp là deoxyribose do ribose mất oxy ở vị trí C2 Trong cơ thể,

deoxyribose tham gia cấu tạo ADN ( acid deoxyribonucleic) Galactose mất oxy ở vị trí C6 tạo ra fucose

Ở hồng cầu, fucose tham gia cấu tạo các glucoprotein đặc trưng cho nhóm máu

CÂU 2: Polysaccarid thuần: Tinh bột và Glycogen?

Polysaccarid thuần: do nhiều phân tử ose cùng loại cấu tạo nên

* Tinh bột:

- Công thức thô: (C6H10O5)n

- Nguồn gốc: thực vật ( hạt, quả, củ )

- Vai trò: là thức ăn cho người và động vật Là thức ăn dự trữ của động vật

- Tính chất: không có tính khử Đun nóng với nước tạo dạng keo Tác dụng với iod cho màu xanh tím

- Liên kết trong phân tử tinh bột: α1-4 và α1-6 glucosid

- Cấu tạo gồm 2 phần:

+ Amylose: chiếm từ 15-20%, tan trong nước Mỗi mạch amylose có từ 200 đến hàng nghìn gốc αDglucose, nối với nhau bằng liên kết α1-4 glucosid tạo mạch thẳng, cấu trúc chuỗi dài không phân nhánh

+ Amylopectin: chiếm từ 80-85% Gồm 600 đến 6000 gốc αDglucose nối với nhau bằng liên kết α 1-6 glucosid, tạo nhiều mạch nhánh, mỗi nhánh dài không quá 24 phân tử glucose

* Glycogen:

- Vai trò: Là Glucid dự trữ ở các mô động vật

- Nguồn gốc: có nhiều nhất ở gan và cơ

- Tính chất: không có tính khử, tác dụng với iod cho màu nâu đỏ

- Cấu tạo: gồm 2.400 đến 24.000 gốc αDglucose nối với nhau bằng liên kết α1-4 và α1-6 glucosid (ở chỗ phân nhánh) Cấu tạo giống amylopectin của tinh bột chỉ khác số nhánh nhiều hơn và độ dài của nhánh ngắn hơn, chỉ từ 8 đến 12 gốc glucose)

Thủy phân đến cùng glycogen thu được sản phẩm là Glucose

CÂU 3: Trình bày các loại Polysaccarid tạp có vai trò quan trọng đối với cơ thể?

Polysaccarid tạp là những chất có phân tử lượng lớn, cấu trúc phức tạp, có nhiều trong tự nhiên và đóng vai trò quan trọng

Polysaccarid tạp chia thành 2 lớp:

1 Mucopolysaccarid:

- Nguồn gốc: các mô nâng đỡ ( xương, sụn), các mô LK và mô phủ, có trong dịch nhày do nhiều tuyến tiết ra làm trơn các thành ống (thực quản), bảo vệ cơ quan chống lại tác nhân hóa học (mucin bao bọc niêm mạc dạ dày)

- Vai trò: đóng vai trò quan trọng trong sự tái tạo, trưởng thành của các mô, trong việc thụ tinh và chống đỡ với một số tác nhân gây nhiễm khuẩn

* Một số loại Mucopolysaccarid:

- Acid Hyaluronic: có trong mô LK thủy tinh thể của mắt, cuống rốn, nang của một số vi khuẩn

+ Cấu tạo: được tạo thành từ 250-25000 đơn vị lặp đi lặp lại của disaccarid liên kết 1-4-βglucosid, mỗi disaccarid bao gồm gốc βD-glucuronic và một gốc N-acetyl-βglucosamin liên kết với nhau bằng liên kết 1-3βglucosid

+ Vai trò: ngăn chặn sự xâm nhập của các chất độc đối với cơ thể

Enzyme Hyaluronidase có trong một số vi khuẩn, tinh dịch, nọc rắn, có khả năng phân hủy acid Hyaluronic

- Heparin: là chất chống đông máu, được tìm thấy ở những hạt bài tiết của những tế bào ở lớp bề

mặt của mạch máu, có nhiều ở phổi, gan và da

+ Cấu tạo: gồm acid αDglucuronic-2-sulfat và N-sulfo-D-Glucosamin-6-sulfat liên kết với nhau bằng liên kết α 1-4 glucosid

+ Vai trò:

>Chống đông máu bằng cách ngăn chặn quá trình chuyển hóa prothrombin thành thrombin

>Giải phóng lipoproteinase từ tổ chức vào huyết tương

>Phân hủy lipoprotein trong quá trình vận chuyển và chuyển hóa Lipid

- Chondroitin sulfat: Có trong sụn, mô LK, mô bảo vệ (da, gân, van tim, thành ĐM…)

+ Cấu tạo: gồm 2 loại Chondroitin 4 sulfat và Chondroitin 6 sulfat, được cấu tạo từ 50-1000 đơn vị lặp đi lặp lại là sulfat disaccarid, mỗi đơn vị bao gồm:

>gốc acid βD-glucuronic và N-acetyl β-glucosamin-4-sulfat hoặc N-acetyl β-glucosamin-6-sulfat liên kết với nhau bằng liên kết 1-3 glucosid

- Keratan sulfat: Cấu tạo gồm các đơn vị βD-galactose và N-acetyl β-glucosamin-6-sulfat

2 Glycoprotein: là Mucopolysaccarid liên kết với pr bằng liên kết đồng hóa trị hoặc liên kết không

đồng hóa trị Đại diện của nhóm này thường là:

- Protein thực vật: là những chất giữ vai trò nhựa gắn TB mô thực vật

- Glucopolysaccarid của vi khuẩn: thường có trong cấu tạo giáp mô, có đặc tính bền đối với men tiêu

hóa Nhờ vậy VK sống được trong những môi trường như nước bọt, dịch ruột

- Collagen: thành phần của mô liên kết

- Mucin: chất nhờn bảo vệ niêm mạc dạ dày

- Transferrin , ceruloplasmin: các chất tham gia vận chuyển

- Ngoài ra còn có ở globulin miễn dịch có chức năng nhận dạng kháng nguyên, các hormon như HCG, TSH, glycoprotein trên bề mặt màng tiểu cầu…

Câu 4: Vai trò của lipid đối với cơ thể Trình bày những lipid tạp thuộc nhóm Glycerophospholipid?

*Vai trò của lipid: Lipid là thành phần cơ bản của vi sinh vật, động vật và thực vật Lipid là thành

phần quan trọng vì:

- có giá trị năng lượng cao (1g lipid cung cấp 9,3Kcal)

- chứa các acid béo chưa bão hòa cần thiết mà cơ thể không tự tổng hợp được -Chứa các vitamin tan trong dầu: A, D, E, K

- Lipid tạp có vị trí, vai trò quan trọng trong sinh vật không ở vai trò dự trữ mà chủ yếu ở vai trò

chuyển hóa trung gian, có nhiều trong gan, não

 Những lipid tạp thuộc nhóm Glycerophospholipid:

- Glycerophospholipid là dẫn xuất của acid phosphatidic, gồm:

+ acid phosphatidic + phosphatidyl cholin

+ phosphatidyl glycerol + phosphatidyl ethanolamin

+ phosphatidyl inositol + phosphatidyl serin

Và alcol là glyxerol

1 Acid phosphatidic: là những diacylglycerid trong đó chức alcol C3 của glycerol được este hóa với

acid phosphoric Acid béo gắn ở C1 thường là acid béo bão hòa, C2 thường là acid béo không bão hòa Acid phosphatidic phổ biến ở tất cả các sinh vật

2 Phosphatidyl cholin( lecithin):

+ Cấu tạo: Glycerol, H3PO4, acid béo, base nitơcholin Hầu hết lecithin có gốc acyl no ở vị trí C1 (α),

và có gốc acyl không no ở vị trí C2 (β)

+ Nguồn gốc: gan, não, lòng đỏ trứng

+ Vai trò: vận chuyển acid béo

3 Phosphatidylethanolamin (cephalin): aminoalcol tham gia cấu tạo là ethanolamin, thành phần

cấu tạo acid béo, glycerol, H3PO4, ethanolamin

Cephalin được tìm thấy đặc biệt trong mô thần kinh như các chất trắng của não , dây thần kinh,

mô thần kinh, và trong tủy sống

4 Phosphatidylserin: có ở não, aminoalcol tham gia cấu tạo serin Các acid béo là stearic và oleic Phosphatidylserin chiếm khoảng 5% glycerophospholipid của não

5 Phosphatidylinositol: là đồng phân dị lập thể của myoinositol Phosphatidylinositol là thành

phần quan trọng của màng tế bào, dưới tác dụng của một hiệp đồng hormon,

Phosphatidylinositol được cắt thành diacylglycerol và inositol triphosphat, cả hai chất này đều hoạt động như những tín hiệu nội bào, hay còn gọi là chất truyền tin thứ hai

Câu 5: Trình bày cấu tạo, nguồn gốc, vai trò, tính chất của Cholesterol

- Cấu tạo: cholesterol là một alcol vòng (sterol) có 27C Trong đó có 3 vòng 6 cạnh và 1 vòng 5 cạnh Một alcol bậc nhì ở C3, một LK đôi ở C5-6 Hai nhóm –CH3 gắn ở C10 và C13, một mạch nhánh 8C ở C17

- Nguồn gốc: có nhiều trong mật, máu, não, lòng đỏ trứng Trong da, cholesterol có dưới dạng oxy hóa là 7 – dehydrocholesterol (mạch kép giữa 7-8) dưới tác dụng của tia tử ngoại (mở mạch 9-10) tạo thành vitamin D3

- Vai trò: tạo acid mật, cấu tạo hormon bản chất steroid, tiền chất vitamin D3, tham gia cấu tạo màng TB, màng nhân TB

- Tính chất: cholesterol kết tinh dưới dạng vảy óng ánh như xà cừ, tan trong ete và các dung môi của lipid, cho phản ứng màu đặc hiệu Lieberman – Burchard Phản ứng này được ứng dụng để định lượng và định tính cholesterol

Câu 6: Trình bày tính chất hóa học của acid amin: t/c khử nhóm carboxyl và tính chất khử nhóm amin

T/c lưỡng tính và điểm đẳng điện (pHi) của acid amin:

- T/c Khử nhóm Carboxyl: acid amin khử nhóm carboxyl thành amin tương ứng

VD: Histidin - Histamin Histamin gây hạ huyết áp và dị ứng

Glutamic - GABA (Gama aminobutyric acid), là chất ức chế dẫn truyền xung động thần kinh

- T/c khử nhóm amin: Trong cơ thể, acid amin khử nhóm amin bằng cách oxy hóa tạo thành acid α cetonic Ngoài cơ thể cho tác dụng với HNO2 tạo thành acid alcol tương ứng

+Ứng dụng: định lượng Nitơ của acid amin bằng phương pháp Vanslyke

- T/c lưỡng tính của acid amin: acid amin có tính chất lưỡng tính vì trong phân tử có 1 nhóm chức acid ( -COOH) và 1 nhóm chức base (-NH2) Vì vậy acid amin trong các môi trương khác nhau chúng sẽ hoạt động khác nhau

Trong cơ thể, các acid amin tồn tại dưới dạng ion lưỡng cực

+Trong môi trường acid (H+): acid amin tác dụng như 1 base và tồn tại dưới dạng ion (+), khi có dòng điện chạy qua, chúng di chuyển về cực âm

+Trong môi trương kiềm (OH-): acid amin tác dụng như 1 acid và tồn tại dưới dạng ion (-), khi có dòng điện chạy qua chúng di chuyển về cực dương

- Điểm đẳng điện của acid amin (pHi): pHi của acid amin là pH của môi trường mà ở đó đối với mỗi acid amin tồn tại dưới dạng ion lưỡng tính nhiều nhất Còn 2 dạng ion (+) và ion (-) là ít nhất và bằng nhau Mỗi acid amin có pHi tương ứng

+ Ví dụ: glycin: 5,7 cystein: 5,05 aspactic: 2,77

Alanin: 6,00 Glutamic: 3,22 Arginin: 10,76 + Ứng dụng: phân tách acid amin bằng phương pháp điện di

Câu 7: Tính chất hòa tan, kết tủa và biến tính của Protein:

- T/c hòa tan: đa số Protein hòa tan trong dung dịch muối loãng, Protein sợi thường hòa tan trong dung dịch muối đậm đặc hơn Protein hòa tan trong nước tạo thành dung dịch keo có kích thước phân tử lớn hơn 1 micromet Các tiểu phân này không qua được màng thẩm tích Dạng keo này tồn tại nhớ 2 yếu tố:

+ Lớp áo nước bao quanh tiểu phân Protein làm ngăn cách giữa tiểu phân này với tiểu phân khác (

Do tạo mạng lưới LK Hiđro với H2O)

+ Các Protein mang điện cùng dấu nên đẩy nhau

- Tính chất kết tủa: khi làm mất 2 yếu tố hòa tan trên thì Protein tụ lại và kết tủa

+ Làm mất lớp áo nước: có thể dùng (NH4)2SO4, alcol, aceton ( tách âm biến tính)

+ Trung hòa điện tích: có thể dùng chất điện giải NaCl hoặc đưa pH của môi trường về pHi của Protein đó

-Tính chất biến tính: biến tính là hiện tượng đảo lộn cấu trúc bên trong của phân tử Protein Các LK ngang bị cắt đứt (trừ Lk peptid) Cấu trúc bậc 2,3 và 4 cũng bị thay đổi làm giảm độ hòa tan, làm giảm hoặc mất tính sinh vật học

Tác nhân gây biến tính:

+ Vật lý: nhiệt độ cao, các tia phóng xạ

+ Hóa học: HNO3, tricloacetic, sulfosalicylic, muối KL nặng như CuSO4

Câu 8: Trình bày cấu tạo, tính chất oxy hóa, tự xúc tác của Hemoglobin:

 Cấu tạo:

- Globin: là phần Protein của Hb và quyết định đặc tính chủng loài của Hemoglobin Globin gồm 4 chuỗi polypeptid: 2 chuỗi α, mỗi chuỗi gồm 141 acid amin và 2 chuỗi β, mỗi chuỗi có 146 acid amin

- Cấu tạo của Hem: Hem được cấu tạo từ protoporphyrin IX gắn với ion Fe++ Protoporphyrin IX hình thành từ porphin Phân tử porphin gồm 4 vòng pyrol lk với nhau qua 4 cầu metylen, có 8 vị trí thế các nhóm thế tạo thành phân tử Porphyrin Fe++ liên kết với 4 ngtử nitơ nằm trên mặt phẳng vòng Porphyrin tạo thành Hem

- Phân tử 2,3 DPG ( 2,3 diphosphoglycerat): được tạo thành trong thoái hóa Glucose Lượng 2,3 DPG đặc biệt cao trong hồng cầu, có tác dụng làm giảm ái lực của Hb với oxy

- Phân tử Hemoglobin gồm 4 tiểu đơn vị, mỗi tiểu đơn vị gồm 1 hem gắn với 1 chuỗi polypeptid hoặc α hoặc β Phân tử 2,3 DPG nằm ở vị trí trung tâm của phân tử Hemoglobin theo tỉ lệ 1: 1 về mol Phân tử 2,3 DPG tạo liên kết muối với 2 chuỗi β Phân tử Hemoglobin có cấu trúc bậc 4 Một phân tử hemoglobin vận chuyển được 4 phân tử oxy

+Một số Hemoglobin ở người:

 HbA1: chiếm 98% tổng lượng Hemoglobin ở người trưởng thành

 HbA2: chiếm khoảng 2% tổng lượng Hb Khi điện di trên giấy, HbA2 chạy chậm hơn HbA1

 HbF: được hình thành từ thời kì bào thai Khi mới sinh, HbF chiếm 80% tổng lượng Hemoglobin, sau đó giảm dần, sau 2-3 tháng còn lại khoảng 50%, đến 1 tuổi chỉ còn dưới 0,5%

 Tính chất oxy hóa: Hb  MetHb

Fe2+ Fe 3+

Nhận xét:

+ Phản ứng xảy ra thuận nghịch Chiều thuận xảy ra dưới tác nhân oxy hóa

VD: nitrit, clorat, fericyanua

Methemoglobin không có khả năng vận chuyển oxy

Chiều nghịch xảy ra dưới tác nhân khử

VD: Glucose, vitamin C

Đặc biệt, trong cơ thể có enzym diaphorase, vì vậy MetHb ít độc hơn HbCO

 Tính chất tự xúc tác: Hb có tác dụng như enzym peroxydase, có khả năng phân hủy H2O2 thành H2O và oxy hoạt động Oxy này sẽ oxy hóa thuốc thử cho màu đặc hiệu AH2 + H2O2 - 2H2O + A (Alà chất có màu)

Peroxydhydro

Ứng dụng: tìm máu trong nước tiểu

Câu 9: Vai trò của Nucleotid với cơ thể:

Nucleotid là sản phẩm thủy phân không hoàn toàn của acid nucleic, có thành phần cấu tạo gồm base nitơ và đường pentose cùng với acid phosphoric

Các nucleotid ngoài việc tham gia cấu tạo acid nucleic còn có vai trò quan trọng như ở dạng dự trữ năng lượng hay là chất truyền tin thứ 2 của TB

- Các dẫn xuất của Adenin: Adenosin di phosphat hay adenosin tri phosphat (ADP-ATP) tham gia vào các phản ứng phosphoryl hóa ATP được coi như nguồn phosphat giàu năng lượng cung cấp cho các PƯ cần năng lượng AMP vòng có thể tham gia vào hoạt động của một số hormon

- Các dẫn xuất của Guanin: gồm guanosin diphosphat GDP và guanosin tri phosphat GTP GTP đóng vai trò quan trọng trong tổng hợp protein

- Các dẫn xuất của cystosin: gồm cytidin diphosphat và cystidin tri phosphat (CDP-CTP) CTP là nucleotid duy nhất tham gia tổng hợp lecithin

- Các dẫn xuất của Uracil: gồm uridin diphosphat UDP và uridin tri phosphat UTD UTP tham gia phản ứng liên hợp acid glucuronic

- Những coenzym nucleotid: một số coenzyme là dạng dẫn xuất của nucleotid với các vitamin như coenzym Flavin Adenin Dinucleotid (FAD) có chứa vitamin B2, nicotinamid adenin dinucleotid (NAD+) và nicotinamid adenin dinucleotid phosphat (NADP+) có chứa vitamin PP

- Methionin hoạt hóa adenosyl: Methionin được hoạt hóa dưới dạng S-adenosyl methionin cũng

có thành phần là adenin nucleosid

Câu 10: Trình bày phân loại enzyme loại 2, 5, coenzyme oxy hóa khử NAD+?

* Loại 2: Enzyme vận chuyển nhóm (transferase): là loại enzyme xúc tác cho phản ứng vận chuyển một nhóm hóa học giữa 2 cơ chất theo phản ứng:

AX + B -> A + BX

Loại enzyme này gồm các dưới lớp:

+ Các aminotransferase: chuyển nhóm –NH2 từ acid amin vào acid αcetonic Vd: Aspartat transaminase + Transcetolase, transaldolase: chuyển đơn vị 2C và 3C

+ Các kinase: chuyển gốc phosphat từ ATP vào cơ chất VD: hexokinase

+ Các thiolase: chuyển nhóm CoA-SH vào cơ chất

+ Ngoài ra còn có một số dưới nhóm như: polymerase, phosphorylase, acyl transferase… xúc tác cho các phản ứng vận chuyển các gốc hoặc các nhóm hóa học khác nhau từ phân tử này sang phân tử khác Vd: aminotransferase, acyltransferase…

* Loại 5: Enzyme đồng phân: là loại enzyme xúc tác cho các phản ứng biến đổi giữa các dạng đồng phân của các chất hóa học:

ABC  ACB

Loại enzyme này gồm các dưới lớp:

+ Các isomerase: chuyển dạng giữa nhóm ceton và aldehyd Vd: phosphopentose isomerase chuyển G6P thành F6P

+ Các mutase: chuyển nhóm hóa học giữa các nguyên tử trong 1 phân tử

Vd: chuyển G1P thành G6P

+ Các epimerase: chuyển dạng đồng phân epi

+ Các racemase: chuyển dạng đồng phân giữa dãy D và dãy L

Câu 11: Trình bày ảnh hưởng của nồng độ cơ chất, pH, nhiệt độ lên tốc độ xúc tác phản ứng của

enzyme?

 Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất: Trong điều kiện nồng độ của enzyme trong phản ứng

enzyme hằng định, nồng độ cơ chất *S+ thay đổi thì tốc độ phản ứng của enzyme thay đổi Nhưng nếu [S] tiếp tục tăng, đường cong của tốc độ phản ứng enzyme sẽ không thay đổi và đạt ở vị trí tiệm cận ở trị số tốc độ tối đa (Vmax)

 pH môi trường: Bản chất của các enzyme là các protein nên chúng mang điện Các mức

độ pH khắc nghiệt có thể gây biến tính protein hoặc ảnh hưởng đến trạng thái ion hóa của enzyme gây nên sự thay đổi cấu trúc hoặc thay đổi điện tích trên các gốc acid amin

ở trung tâm hoạt động

VD: Pepsin : 1,5-2,5 Trypsin: 8-9 Catalase: 7 Amylase: 6,9

Vì vậy mỗi enzyme chỉ hoạt động trong một giới hạn pH khoảng từ 7-8 Nhưng một số enzyme hoạt động trong một giới hạn nhiệt độ rộng hơn enzyme khác Trong phòng thí nghiệm, phải kiểm soát một cách chặt chẽ ở pH tối ưu bằng những dung dịch đệm thích hợp Mỗi một enzyme có một pH tối ưu để đạt vận tốc xúc tác tối đa

 Nhiệt độ: Thường thì sự tăng nhiệt độ làm tăng tốc độ phản ứng của enzyme Mỗi enzyme có nhiệt độ hoạt động tối ưu riêng Thường nhiệt độ tối ưu với hoạt động của enzyme là nhiệt độ sinh lý Lượng enzyme bị biến tính tăng theo nhiệt độ và thường rõ rệt ở nhiệt độ từ 40 – 50oC, và sự biến tính xảy ra ở những nhiệt độ cao hơn Thời gian tiếp xúc với nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến sự hoạt động của enzyme Enzyme có thể chịu được nhiệt độ cao trong thời gian ngắn

Do sự nhạy cảm của enzyme với nhiệt độ nên việc xét nghiệm các enzyme cần được thực hiện trong điều kiện nhiệt độ được kiểm soát nghiêm ngặt Nhiệt độ ủ enzyme cần được làm chính xác trong giới hạn ± 0,1oC Tại các phòng thí nghiệm thông thường, nhiệt

độ làm xét nghiệm enzyme có thể là 25, 30 hoặc 37oC Tuy nhiên, các phòng xét nghiệm

ở các nước tiên tiến, nhiệt độ chuẩn được áp dụng phổ biến hơn cả là 37oC

Các mẫu huyết tương có thể được bảo quản ở nhiệt độ trong tủ lạnh (0 đến 4oC) hoặc đông lạnh trong một thời gian nhất định cho đến khi phân tích mà không bị mất hoạt tính Tuy nhiên, không nên đông lạnh rồi gây tan ra nhiều lần vì có thể làm biến tính protein

Câu 12: Chu trình Krebs: kết quả và ý nghĩa?

*Kết quả của chu trình Krebs: là sự oxy hóa hoàn toàn gốc acetyl Có 2 phản ứng khử carboxyl, loại carbon dưới dạng CO2 và 4 phản ứng oxy hóa chuyển 8 nguyên tử H thành H20

- Hai nguyên tử C dưới dạng acetyl CoA đi vào chu trình qua sự ngưng tụ với acid oxaloacetic Hai nguyên từ C thuộc acid này ra khỏi chu trình dưới dạng CO2, trong 2 quá trình khử carboxyl dưới tác dụng của isocitrat dehydrogenase và α cetoglutarat dehydrogenase

- 4 cặp nguyên tử H ra khỏi chu trình qua 4 phản ứng oxy hóa khử:

+ Một NAD+ bị khử oxy trong phản ứng khử carboxyl oxy hóa acid isocitric

+ Một NAD+ bị khử oxy trong phản ứng khử carboxyl oxy hóa acid α cetoglutaric

+ Một FAD bị khử oxy trong phản ứng oxy hóa acid succinic

+ Một NAD+ bị khử oxy trong phản ứng oxy hóa acid malic

- 2 phân tử H20 được sử dụng trong quá trình tổng hợp acid citric và hydrat hóa acid fumaric

- NADH và FADH2 được tạo ra trong các phản ứng oxh của chu trình sẽ bị oxh qua chuỗi hô hấp tế bào để giải phóng năng lượng, tổng hợp ATP

- Một liên kết phosphat giàu năng lượng dưới dạng GTP hình thành từ lkết thioeste giàu năng lượng trong SuccinylCoA, tạo 1 ATP

 Một vòng của chu trình acid citric đốt cháy 1 phân tử 2C sẽ cung cấp năng lượng dự trữ tương đương 12ATP Thực tế, trong chu trình acid citric có nhiều phản ứng giải phóng năng lượng nhưng chỉ có phần năng lượng được giữ lại tỏa ra dưới dạng nhiệt năng

* Ý nghĩa của chu trình Krebs:

- Chu trình acid citric là giai đoạn thoái hóa cuối cùng chung cho các chất glucid, lipid, protid Chu trình xảy ra trong điều kiện hiếu khí, có hiệu ứng rất cao về mặt năng lượng sinh học Chu trình cung cấp năng lượng dưới dạng ATP cho các quá trình tổng hợp và sinh học khác của cơ thể

- Ngoài ra, chu trình acid citric còn là nơi cung cấp các sản phẩm trung gian cần thiết như acid oxaloacetic, acid α cetoglutaric, succinyl coenzymeA, acid fumaric… Đó là những vị trí nối liền chu trình acid citric với các quá trình chuyển hóa khác của cơ thể và chu trình trở thành vị trí trung tâm điều hòa chuyển hóa các chất

PHẦN HAI: CHUYỂN HÓA VÀ SINH HÓA CƠ QUAN

_TRỊNH HOÀNG TÙNG_

CHUYỂN HÓA GLUCID

1 Các con đường thoái hóa của glucose, kết quả và ý nghĩa

1.1 thoái hóa theo con đường đường phân (hexose diphosphat)

 Giai đoạn phosphoryl hóa:

G được phosphoryl hóa thành G6P với xúc tác là enzym hexokinase với sự tham gia của ATP và

sự có mặt của ion Mg++

hexokinase Glucose + ATP Glucose6phosphat + ADP G6P được đồng phân hóa thành Fr6P dưới tác dụng của enzym glucose 6 phosphat isomerase

isomerase

Glucose6phosphat fructose6phophat Fr6P được phosphoryl hóa thành Fr 1-6 di P dưới tác dụng của emzym phospho fructokinase

phospho fructokinase fructose6phophat + ATP fructose 1,6 diphosphat

Fr 1-6 di P bị cắt đôi thành phophoglyceralhehyd (PGA) và phosphodihidroxylaceton (PDA) với sự

xúc tác của emzym phân cắt aldolase

aldolase fructose 1,6 diphosphat phophoglyceralhehyd + phosphodihidroxylaceton

PAG và PDA có thể chuyển hóa cho nhau nhờ emzym isomerase vì trong các bước tiếp theo

của quá trình thoái hóa chỉ có PGA sẽ tham gia

 Giai đoạn oxy hóa:

phophoglyceralhehyd được chuyển thành acid 3 phosphoglyceric Gồm 2 giai đoạn:

PGA được chuyển thành acid 1,3 diphosphoglyceric dưới tác dụng của enzym phosphoglyceraldehyd dehydrogenase Phản ứng này cần coenzym NAD+

Phophoglyceralhehyd acid 1,3 diphosphoglyceric Acid 1,3 diphosphoglyceric bị thủy phân thành acid 3 phosphoglyceric dưới tác dụng của enzym phosphoglycerat kinase

acid 1,3 diphosphoglyceric + ADP acid 3 phosphoglyceric + ATP

phosphoglycerat kinase

 Đồng phân hóa acid 3 phosphoglyceric thành acid 2 phosphoglyceric dưới tác dụng của

phosphoglycerat mutase

phosphoglycerat mutase acid 3 phosphoglyceric acid 2 phosphoglyceric

 acid 2 phosphoglyceric tách nước tạo thành acid phosphoenolpyruvic nhờ emzym enolase

enolase acid 2 phosphoglyceric acid phosphoenolpyruvic + H2O

 acid phosphoenolpyruvic tách gốc phosphat tạo thành acid pyruvic nhờ enzym piruvat kinase,

phản ứng cho 1ATP

acid phosphoenolpyruvic acid pyruvic

piruvat kinase

 sự thoái hóa của acid pyruvic:

- con đường hiếu khí: trong điều kiện tế bào đủ oxy, acid pyruvic được chuyển vào trong ti thể Tại ty thể, acid pyruvic được khử cacboxyl oxyl hóa tạo thành acetylCoA Phản ứng được xúc tác bởi phức hợp enzym (mutiemzym) là pyruvat dehydrogenase với sự tham gia của coenzyme: TPP, acid lipoic, coenzyme A, NAD+, FAD

Cuối cùng acetyl coenzymA được oxyl hóa hoàn toàn trong chu trình Krebs cho 2 phân tử

CO2, 4 phân tử H2O và 12 ATP

- Con đường yếm khí: khi tổ chức không đủ oxyl cho sự oxyl hóa acid pyruvic và NADH sinh ra trong quá trình đường phân NAD+ được tái tạo từ NADH từ quá trình khử acid pyruvic thành acid lactic Một số mô như ở não, võng mạc, hồng cầu cũng sinh acid lactic trong điều

kiện hiếu khí Sự khử acid pyruvic tạo acid lactic dưới tác dụng của enzym lactat

- Chu trình glucose- alanin: trong nhiều tổ chức, trong đó có cơ, acid cetonic được enzym

alanine transaminase biến đổi thành alanin Alnin theo máu đến gan chuyển thành acid

pyruvic rồi sau đó được tổng hợp thành glucose, glucose lại được vận chuyển đến tổ chức

 Kết quả: theo con đường hiếu khí: 1 Glucose :đường phân: 2 ATP + 2 NADH

Chu trình Krebs 2x( 1NADH + 12ATP) TỔNG: 38ATP

Theo con đường yếm khí: 1 Glucose :đường phân: 2 ATP + 2 NADH

Lên men: -2NADH

Ý nghĩa: cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống, cung cấp các sản phẩm trung gian có vai trò quan trọng trong các quá trình chuyển hóa khác (NADH, FADH…)

1.2 thoái hóa theo con đường hexose monophosphat (chu trình pentose):

quá trình này sảy ra ở hồng cầu, gan, tuyến sữa và các mô mỡ, gồm 2 giai đoạn:

 giai đoạn khử cacboxyl oxy hóa glucose 6 phosphat tạo pentose phosphat:

- oxyl hóa glucose 6 phosphat thành 6 phosphoglucolacton với xúc tác là enzym glucose 6 phosphat dehydrogenase coenzym NADP+

glucose 6 phosphat 6 phosphoglucolacton

glucose 6 phosphat dehydrogenase

- hợp nước: 6 phosphoglucolacton hợp nước, mở vòng tạo acid 6 phosphogluconic nhờ enzym phosphoglucolactonase

phosphoglucolactonase

6 phosphoglucolacton + H2O acid 6 phosphogluconic

- acid 6 phosphogluconic tạo acid 6 phospho 3 cetogluconic dưới tác dụng của enzyme 6

phosphogluconat dehydrogenase có coenzyme NADP+

phosphogluconat dehydrogenase

acid 6 phosphogluconic acid 6 phospho 3 cetogluconic

- khử cacboxyl của acid 6 phospho 3 cetogluconic tạo riblose 5 phosphat nhờ enzym

decacboxylase

decacboxylase acid 6 phospho 3 cetogluconic riblose 5 phosphat + CO2

- đồng phân hóa ribulose 5 phosphat thành ribose 5 phosphat và xylulose 5 phosphat dưới

tác dụng của enzym isomerase và epimerase

isomerase ribulose 5 phosphat ribose 5 phosphat

epimerase ribulose 5 phosphat xylulose 5 phosphat

 Giai đoạn 2:

- ribose 5 phosphat và xylulose 5 phosphat kết hợp với nhau dưới tác dụng của enzym

transcetolase tạo sedoheptulose 7 phosphat (C7) và PGA (C3)

ribose 5 phosphat + xylulose 5 phosphat sedoheptulose 7 phosphat + PGA

- sedoheptulose 7 phosphat và PGA kết hợp với nhau dưới tác dụng của enzym transaldolase tạo thành Fr6P và erythrose 4 phosphat

transaldolase sedoheptulose 7 phosphat + PGA fructose 6 phosphat + erythrose 4 phosphat

- erythrose 4 phosphat kết hợp với xylulose 5 phosphat tạo thành Fr6P và PGA nhờ enzym

transcetolase

transcetolase

erythrose 4 phosphat + xylulose 5 phosphat fructose 6 phosphat + PGA

 Kết quả: 1G = 2 NADPH + 1 pentose + 1CO2

Hoặc: 1G = 6 CO2 + 12NADPH

Ý nghĩa: tạo ra các coenzym như NADPH là coenzyme cung cấp hidro cho các phản ứng tổng hợp như acid béo, cholesteron, các hormon steroid NADPH có vai trò chống tự oxyl hóa ở màng tế bào hồng cầu

Cung cấp pentose, là nguyên liệu cần thiết tổng hợp acid nucleic

1.3 thoái hóa glucose theo con đường tạo acid glucuronic và acid ascorbic

Glucose còn có thể thoái hóa tạo thành acid glucuronic (có tầm quan trọng trong việc khử độc và bài tiết một số chất hữu cơ quan trọng) và acid ascorbic Tỉ lệ lượng glucose thoái hóa theo con đường này rất nhỏ nhưng sản phẩm của con đường này là UDP-glucuronic rấy quan trọng đối với

cơ thể

Acid glucuronic cần cho quá trình liên hợp bilirubin tự do thành bilirubin liên hợp Acid glucuronic còn là tiền chất của các polysaccarid như acid hyaluronic chondroitin sulfat

2 Thoái hóa và tổng hợp glycogen ở gan và cơ

 Thoái hóa glycogen: glycogen là dạng dự trữ glucid có ở mọi tế bào, đặc biệt ở gan và cơ

Sự thoái hóa glycogen thành glucose được thực hiện nhờ 3 enzym:

transcetolase

Phosphorylase: emzym thủy phân liên kết α 1-4 glucosid ở đầu tận cùng của mạch

polysaccarid giải phóng ra các phân tử α-D glucose 1 phosphat, quá trình này lập đi lặp lại cho đến khi mạch thẳng còn 4 gốc glucose thì dừng lại

Enzym chuyển nhánh (glucosyl transferase): thủy phân liên kết α 1-4 glucosid ở sát gốc nhánh rồi mang đoạn gồm 3 gốc glucose đó gắn vào một đoạn khác bằng cách tạo liên kết α 1-4

Glucose 1 phosphat nhờ UTP chuyển thành UDP glucose

UDP glucose được gắn vào chuỗi glycogen nhờ glycogen synthase và trả lại UDP

- Tạo mạch nhánh: khi chuỗi polysaccarid khá dài (có ít nhất 10 gốc glucose), enzym amylo

1-4, 1-6 transglucosyldase sẽ cắt một đoạn đầu mạch thẳng, chuyển nó đến gắn lên –OH của C6 của phân tử glucose của chuỗi polysaccarid mạch thẳng để tạo mạch nhánh Mạch nhánh

mới tạo lại có thể kéo dài nhờ glycogen synthase Quá trình đó lặp đi lặp lại và số lượng

mạch nhánh tăng dần cho đến khi được phân tử glycogen có cấu trúc phù hợp với nhu cầu của tế bào thì quá trình tổng hợp kết thúc

Quá trình tổng hợp glycogen giống nhau ở mọi tổ chức

 So sánh giữa gan và cơ:

- ở gan:

Thoái hóa: một phần nhỏ G6P tiếp tục thoái hóa để đáp ứng nhu cầu chuyển hóa của tế bào gan còn phần lớn G6P được thủy phân gốc phosphat tạo glucose tự do nhờ enzym glucose 6 phosphatase, emzym này chỉ có ở gan do đó chỉ gan mới có khả năng cung cấp glucose tự do cho máu

Tổng hợp: ngoài nguồn glucose tự do lấy từ máu, do có đầy đủ hệ thống enzym chuyển hóa, gan có khả năng tự tổng hợp một lượng glucose vô cùng lớn, không những tổng hợp glycogen dự trữ cho toàn bộ cơ thể mà còn cung cấp một lượng lớn glucose tự do cho máu đảm bảo sự hằng định glucose trong máu kể cả thời điểm xa bữa ăn

- ở cơ:

Thoái hóa: G6P và glucose sau khi được tạo ra sẽ tiếp tục được thoái hóa để tạo năng lượng cho cơ sử dụng

Tổng hợp: glycogen được cơ tổng hợp từ glucose tự do lấy trong máu

3 Rối loạn chuyển hóa glucid trong bệnh đái tháo đường do tụy

Bệnh đái tháo đường còn gọi là bệnh tiểu đường Bệnh được xem như một hội chứng bao gồm nhiều rối loạn mà sự tăng glucose máu là dấu hiệu đặc trưng Trong bệnh đái tháo đường, mức độ giảm insulin về số lượng và chất lượng là nguyên nhân gây tình trạng thay đổi các con đường chuyển hóa bình thường Vì thiếu insulin nên sự hấp thu glucose vào trong tế bào nhờ glucose transporter 4 (GLUT 4) giảm dẫn đến nồng độ glucose trong máu tăng cao, glucose sẽ đào thải ra ngoài nước tiểu Sự đào thải nhiều glucose làm cạn kiệt glucid dự trữ, cơ thể tăng cường thoái hóa lipid và protein để cung cấp năng lượng cho cơ thể Con đường “đường phân”

bị hạn chế, sự phân ly glycogen thành glucose tăng và tăng quá trình tổng hợp glucose từ các sản phẩm không phải là glucid Các quá trình này gây tăng sản phẩm là acid pyruvic và acetyl CoA Acetyl CoA không được oxyl hóa tiếp tục trong chu trình Krebs mà chuyển thành

cholesteron và các chất ceton, hậu quả cuối cùng có thể dẫn đến nhiễm acid chuyển hóa

 Các rối loạn chuyển hóa trong bệnh đái tháo đường:

- Hiện tượng glycosyl hóa: glycosyl hóa các phân từ protein và enzym trong máu, khi glucose huyết tăng, glucose phản ứng với các protein (không cần sự xúc tác của enzym) Trong huyết tương, albumin bị oxy hóa thành fructosamin Trong hồng cầu, HbA bị glycosyl hóa thành HbA1C người ta định lượng fructosamin và HbA1C để theo dõi quá trình điều trị bệnh đái thao đường

- Hiện tương gluco-oxyl hóa:trong phản ứng glycosyl hóa có kèm thwo sự oxy hóa tạo các gốc

tự do, đây là nguyên nhân gây biến trứng mạch máu ở bệnh nhân đái tháo đường