Thuyết Trình Lên Men Yếm Khí Hô Hấp Háo Khí Chu Trình Krebs

Chu trình Krebs, còn gọi là chu trình axit tricarboxylic (hay chu trình ATC), chu trình axit citric,12 hoặc chu trình SzentGyörgyiKrebs (hiếm gặp), là một chuỗi các phản ứng hóa học được sử dụng bởi các sinh vật hiếu khí để giải phóng năng lượng được lưu trữ thông qua oxy hóa khử axetylCoA bắt nguồn từ các carbohydrate, chất béo và protein thành adenosine triphosphate (ATP) và carbon dioxide. Ngoài ra, chu trình cung cấp tiền chất của một số amino acid nhất định, cũng như chất khử NADH, được sử dụng trong nhiều phản ứng khác. Tầm quan trọng của nó đối với nhiều con đường sinh hóa cho thấy rằng nó là một trong những thành phần sớm nhất được thiết lập của tế bào trao đổi chất và có thể có nguồn gốc phát sinh một cách tự nhiên.34 Mặc dù nó được gắn thương hiệu như một chu trình, nhưng không cần thiết cho các chất chuyển hóa chỉ theo một tuyến đường cụ thể; ít nhất ba phân đoạn của chu trình axit citric đã được công nhận.5 Phản ứng hóa học này được xúc tác bởi enzyme có vai trò quan trọng bậc nhất trong mọi tế bào sống có dùng oxy trong hô hấp tế bào. Ở các sinh vật đơn bào, chu trình axit citric diễn ra ở chất nền của ti thể. Các thành phần và các phản ứng trong chu trình axit citric được Albert SzentGyörgyi và Hans Krebs tìm ra. Chu trình axit citric tạo ra ATP cung cấp năng lượng cho mọi hoạt động sống của tế bào, cũng như cho mọi hoạt động của cơ thể. Nó cần nguyên liệu từ quá trình đường phân của glucose.

THUYẾT TRÌNH QUÁ TRÌNH PHÂN GIẢI GLUCID

Lên men yếm khí – Hô hấp háo khí

TRƯỜNG CAO ĐẲNG VIỆT MỸ

Sau quá trình đường phân, sản phẩm cuối cùng được tạo ra là pyruvate.

Pyruvate có thể: + Lên men rượu ethanol

+ Lên men chua acid lactic

+ Chu trình Krebs CO2 + H2O

Yếm khí (Không có O2)

Hiếu khí (Có O2)

1 Lên men yếm khí

• Quá trình lên men rượu Ethanol

- Xảy ra ở hầu hết thực vật và nhiều vi sinh vật

- Ở sự lên men rượu, trước hết pyruvate được khử cacboxyl hoá thành

acetaldehyde, sau đó dưới tác dụng của NADH nó được khử thành ethanol.

Quá trình lên men rượu gồm quá trình đường phân

từ carbohydrate cho đến pyruvic acid, từ chất này

đến acetaldehyde và ethanol là sản phẩm cuối

cùng Đường hexose (glucose, fructose) là nguyên

liệu ban đầu của quá trình lên men, tổng quát được

biểu diễn như sau:

(1) 1 phân tử glucose bị phân hủy thành 2 Pyruvat.

PTPU:

• 1 Hexose + 2ATP → fructose – 1,6 – diphosphate

• Fructose – 1,6-diphosphate → 2 aldehydphosphoclyceric

• 2 aldehydphosphoglyceric + 2NAD + → 2 pyruvate + 4ATP + 2 NADH Quá trình lên men rươu Ethanol

(3) Hai Acetaldehyt sau đó được chuyển thành hai

etanol bằng cách sử dụng các ion H + từ

NADH, chuyển đổi NADH trở lại thành NAD +

PTPU: (2) & (3)

• 2 pyruvate + 2NADH → 2 ethanol + 2 NAD + + 2CO 2

(2) Năng lượng từ phản ứng tỏa nhiệt này

được sử dụng để liên kết phosphat vô cơ với

ADP và chuyển đổi NAD + thành NADH. 

Hai pyruvat sau đó bị phân hủy thành 2

Acetaldehyde và thải ra CO2

Cuối cùng: 1 hexose → 2 ethanol + 2CO2

+ 2ATP Quá trình lên men rươu Ethanol

• Quá trình lên men lactic

- Lên men lactic là quá trình chuyển hoá

đường thành acid lactic nhờ vi sinh

vật, điển hình là vi khuẩn nhóm lactic

(chủ yếu là vi khuẩn lactobacillus

plantarum).

- Thường diễn ra ở tế bào hồng cầu, tế

bào cơ.

Lên men rượu Ethanol

Lên men chua Lactic

Trong trường hợp này, acid

pyruvic được tạo thành nhờ vào quá

trình đường phân Sau đó dưới tác dụng

của enzyme lactatdehydrogenase và sự

tương tác đồng thời của NADH để khử

acid pyruvic thành acid lactic.

- Lên men lactic có 2 loại:

+ Lên men lactic đồng hình: lên men do vi

khuẩn lactic đồng hình Lượng sản phẩm

Acid lactic hình thành chiếm 90% trong sản phẩm.

1 glucose 2 acid puruvic 2 acid lactic

+ Lên men lactic dị hình: Lên men do vi khuẩn lactic dị hình Trường hợp này chỉ

có khoảng 50% acid lactic được tạo thành Ngoài ra, còn có các sản phẩm phụ

khác như: CO2, ethanol, aceton

Lên men yếm khí được tổng kết như sau:

• Ứng dụng lên men yếm khí

- Đối với lên men rượu: Sản xuất bánh mì, sản xuất bia, rượu, cồn,

- Đối với lên men chua lactic:

Sản xuất sữa chua, muối dưa cà, ủ chua thức ăn cho gia súc

II Hô Hấp Háo Khí – Chu Trình Kreb

CHIA LÀM 4

GIAI ĐOẠN

1 Phân giải glucose thành pyruvate

2 Chuyển hóa pyruvate thành acetyl - CoA

3 Oxy hóa acetyl-CoA thông qua chu trình Krebs (chu trình citric acid)

4 Oxy hóa các coenzyme khử qua chuỗi hô hấp

Glucozo 6 cacbon

Axit pyruvic (3 Cacbon) Axit pyruvic (3 Cacbon)

1 Phân giải Glucose thành Pyruvate

ATP ADP NAD +

NADH

2 ATP

ATP ADP

NAD +

NADH

2 ATP

1 Glucose  2 Axit pyruvic +

 Quá trình chuyển pyruvate thành acetyl-CoA được gọi là Phản ứng pyruvate

dehydrogenase Phản ứng này được xúc tác bởi phức hợp men pyruvate

dehydrogenase Men này gồm 60 bán đơn vị: 24 pyruvate dehydrogenase, 24

dihydrolipoyl transacetylase và 12 dihydrolipoyl dehydrogenase (thường được viết là E1, E2 và E3).

2 Chuyển hóa Pyruvate thành Acetyl CoA

2 Chuyển hóa Pyruvate thành Acetyl CoA

Bước 1: Một nhóm carboxyl được loại bỏ khỏi pyruvate, giải phóng

một phân tử carbon dioxide vào môi trường xung quanh Kết quả của bước này là nhóm hydroxyethyl hai carbon liên kết với enzyme

pyruvate dehydrogenase; carbon dioxide bị mất là chất đầu tiên

trong số sáu nguyên tử carbon từ phân tử glucose ban đầu được loại bỏ

Bước 2: Nhóm hydroxyethyl bị oxy hóa thành nhóm acetyl và các

electron được chọn bởi NAD+, tạo thành NADH (dạng khử của

NAD+) Các electron năng lượng cao từ NADH sẽ được sử dụng sau

đó bởi tế bào để tạo ATP cho năng lượng

Bước 3: Nhóm acetyl gắn enzyme được chuyển sang CoA, tạo ra một phân tử acetyl CoA Phân tử acetyl CoA này sau đó được chuyển đổi thêm để được sử dụng trong

con đường chuyển hóa tiếp theo, chu trình acid citric

3.Oxy hóa acetyl-CoA qua

Sơ Đồ Chu Trình Krebs Phản ứng 1: Acetyl

CoA  Citrate

Phản ứng 2: Citrate  Isocitrate

Phản ứng 3: Iso citrate

 α Ketoglutarate

Phản ứng 4: α Ketogluatarate  Succinyl CoA + CO2

Phản ứng 5: Succinyl CoA  Succinate

Phản ứng 1 Hình Thành Citrate

Là phản ứng trùng hợp acetyl-CoA và oxaloacetate để tạo thành citrate Năng lượng cần cho sự trùng hợp do sự phân giải liên kết cao năng trong acetyl-CoA

cung cấp

Phản ứng 2 Hình Thành isocitrate

Citrate bị biến đổi thành isocitrate,

là quá trình thuận nghịch được xúc

tác bởi enzyme aconitase

Cis-aconitate thường không tách khỏi enzyme, ở tế bào thường tạo isocitrate vì isocitrate sẽ được chuyển hóa tiếp theo trong chu trình, pH=7,4, nhiệt độ 25oC chỉ có

it hơn 10% isocitrateIsocitrate có nhóm H-C-OH

Phản ứng 3 Hình Thành α Ketoglutarate

Kết quả của sự oxy hóa dưới tác dụng xúc tác của

enzyme isocitrate dehydrogenase là 2 nguyên tử hydro được chuyền cho NAD(P)

và 1 nguyên tử C được tách ra khỏi cơ chất dưới dạng CO2

Hình thành Succinyl CoA và CO2Phản ứng 4

Sản phẩm α ketoglutarate vừa bị oxy hóa vừa bị khử carboyl hóa dưới tác dụng xúc tác của phức

enzyme α-ketoglutarate

dehydrogenase

Giống như phản ứng 3, NADH+H+, CO2 và succinyl CoA

được tạo thành

Phản ứng 5 Hình thành Succiniate

Năng lượng trong liên kết cao năng của succinyl CoA được dùng để tạo ATP thông qua GTP Đây là chặng phản ứng duy nhất của chu trình Krebs xảy ra sự tích lũy năng lượng

trong ATP

Phản ứng 6 Hình Thành Fumarate

Ở đây có sự kìm hảm cạnh tranh enzyme giữa succinate và malonate Coenzyme khử FADH2 qua chuỗi hô

hấp tạo ATP

Phản ứng 7 Hình thành Malate

Là phản ứng hydrate hóa fumarate để tạo malate dưới tác dụng của enzyme fumarase

Fumarase có tính đặc hiệu rất cao, xúc tác sự hydrate hóa nối đôi của fumarate (dạng trans) mà không tác động lên maleate( đồng phân dạng cis của fumarate)

Phản ứng 8 Hình thành Oxaloacetate

Malate tạo ra ở phản ứng 7 sẽ tiếp tục bị oxy hóa để cho ra oxaloacetate, enzyme xúc tác cho phản ứng này là malate

dehydrogenase Như vậy 1 vòng

chu trình đã khép kín, oxaloacetate được tạo ra ở đây khác với oxaloacetate mở đầu của phản ứng 1 về thành phần carbon, oxaloacetate mới được bổ sung 2 carbon từ acetyl-CoA Oxaloacetate mở đầu của phản ứng 1 có 2 carbon tham gia tạo

CO2

ở phản ứng 3 và 4

4 Oxy hóa các coenzyme khử qua chuỗi hô hấp

Là quá trình phosphoryl oxy hóa (hóa thẩm thấu và tổng hợp ATP)(gradien hóa

điện)

1 NADH = 3 ATP (trong ty thể)

1 NADH = 2 ATP (trong tế bào chất)

1 FADH = 2 ATP

CÂU HỎI LƯỢNG GIÁ

Câu 1 Ta có thể làm sữa chua, dưa chua từ:

A Vi khuẩn lam

B Nấm men

C Nấm mốc

D Vi khuẩn lactic

Câu 2 Trong chu trình Krebs, phản ứng nào tạo ra NADH?

A Phản ứng 6

B Phản ứng 3, 4, 8

C Phản ứng 5

D Phản ứng 7

Câu 3 Men nào xúc tác cho phản ứng biến đổi Citrat thành Isocitrat?

A Fumarase

B Pyruvate dehydrogenase

C Aconitase

D Isocitrate dehydroganase

Câu 4 Trong chu trình Krebs, Succinat là chất trung gian giữa:

A Citrat và Isocitrat

B Succinyl CoA và Fumarat

C Succinat và Malat

D α-Ketoglutarat và Succinat

Câu 5 Pyruvate chuyển đổi thành acetyl CoA trước khi vào chu trình Krebs, pyruvate bị:

A Oxy hoá

B Khử

C Cả 2 đều đúng

D Cả 2 đều sai