Quá trình chuyển hoá gluxit pdf

• Chu trình Cori biến đổi lactate thành glucose.. • Hexokinase xúc tác quá trình photphoryl khôngthuận nghịch glucose thành glucose-6-photphate G-6-P.. Glycolysis: Giai đoạn 6• G-3-P de

QUÁ TRÌNH CHUYỂN HÓA GLUXIT

CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT DINH DƯỠNG TRONG CƠ THỂ

• Fate of glucose ( sự biến đổi đường)

1 Oxy hóa hoàn toàn tới CO2và H2O.

• Hô hấp tế bào

2 Biến đổi thành lactate.

• Chu trình Cori biến đổi lactate thành glucose.

3 Biến đổi thành acetyl CoA.

• Đi vào chu trình Kreb hoặc tổng hợp chất béo.

4 Biến đổi thành các loại monosaccharide khác

• Chuyển thành Pentose phosphate

5 Dự trữ dưới dạng glycogen ở cơ và gan.

O HO

H HO

H

H OH

CHO OH H

H HO

OH H

OH H

CH 2 OH

Chuyển hóa Glucose

(1, 2, 3, 4) ( 4)

( 2)

( 2)

( 1, 3)

( 3)

( 1) ( 5)

Đường phân (Glycolysis)

• Qua con đường Embden-Meyerhof-Parnas (EMP)

Qua 10 giai đoạn

Glycolysis

C 6 H 12 O 6 + 2 NAD + + 2 ADP + 2 P i→2 C 3 H 3 O 3 + 2 NADH + 2 H + + 2 ATP + 2 H 2 O

Tại sao oxy hóa đường theo các giai đoạn?

∆ G˚’ = -686 kcal/mol

• Sự đốt cháy trực tiếp

glucose do nhiệt không

phù hợp với cơ thể

sống.

http://www.clipartheaven.com/clipart/outdoor_recreation/camping/roasting_marshmallows.gif

• Hexokinase xúc tác quá trình photphoryl không

thuận nghịch glucose thành glucose-6-photphate

(G-6-P).

• Đây là cái bẫy cơ bản của glucose trong tế bào.

O

OH OH

OH OH

CH 2 OH

+ ATP

O

OH OH

OH OH

CH 2

O

+ ADP hexokinase

Mg 2+

Enzym Hexokinase

• Có 4 loại enzym hexokinase

– 3 loại có hoạt tính cao với glucose

• Tìm thấy ở não và RBC

• Ức chế bởi G-6-P (Ức chế ngược)

– HK-D hoặc glucokinase có hoạt tính

thấp với glucose

• Không bị ức chế bởi G-6-P

• Chuyển hóa glucose thành glycogen

khi nồng độ [glucose] cao.

http://www.biochem.arizona.edu/classes/bioc462/462a/jmol/hex

okinase/hk3.jpg

Glycolysis: Giai đoạn 2

• Phosphoglucoisomerase biến đổi G-6-P thành

fructose-6-phosphate (F-6-P)

• Làm thay đổi cacbon 1 của hexose thực hiện trong quá

trình photphoryl hóa

OH

CH2OH

CH 2

OH

OH O O

P O

-O

-O

O

OH

OH

CH2

O

P

O

-O

-O

PGI

Glycolysis: Giai đoạn 3

• Phosphofructokinase (PFK-1) xúc tác quá trình

photphoryl hóa không thuận nghịch F-6-P thành

fructose-1,6-bisphosphate (F-1,6-BP)

• Ở thời điểm này tế bào mới thực hiện quá trình đường

phân

OH

CH2

CH2

OH

OH O O

P O

-O -O

PFK-1

Mg 2+

O

P O

-O -O

OH

CH2OH

CH2

OH

OH

O

O

P O

-O

-O

• Aldolase xúc tác the phân chia F-1,6-BP thành

dihydroxyacetone phosphate (DHAP) và

glyceraldehyde-3-phosphate (G-3-P).

OH

CH 2

CH 2

OH

OH

O

O

P O

-O

O

P O

-O

CH 2

C

CH 2 OH O

O P O

-O

O

-DHAP

+

C HC

H 2 C OH

G-3-P

O P O

-O

O

-O H

Aldolase

Glycolysis: Step 5

• Triose phosphate isomerase chuyển đổi DHAP

thành G-3-P.

• G-3-P tiếp tục đi vào quá trình đường phân.

CH2

C

CH2OH

O

O P O

-O

O

-DHAP

C HC

H2C OH

G-3-P

O P O

-O

O

-O H

TPI

Glycolysis: Giai đoạn 6

• G-3-P dehydrogenase

xúc tác quá trình oxy

hóa và photphoryl hóa

G-3-P thành

1,3-bisphosphate glycerate

(1,3-BPG)

N

C O

H 2 N

H

Glycolysis: Giai đoạn 7

• Phosphoglycerate kinase (PGK) chuyển

nhóm phosphate từ 1,3-BPG đến ADP để

hình thành ATP (Quá trình photphoryl hóa cơ

chất) và 3-phosphoglycerate (3-PG).

CH2

HC

H 2 C

OH O

O P

O

-O

-O

P O

-O

-O

C HC

H 2 C OH

O P O

-O

O

-O

O

3-phosphoglycerate (3-PG) 1,3-bisphosphoglycerate (1,3-BPG)

PGK

• 3-PG được chuyển thành 2-PG bởi enzym

phosphoglycerate mutase

• Chuyển dời nhóm phosphate tới nhóm chức hydroxyl tạo

ra phân tử không bền (↑ G) và do đó đễ dàng chuyển

nhóm phosphate tới cơ chất khác

C

HC

H2C

OH

-O

O

-O

-3-phosphoglycerate (3-PG)

C HC

CH2OH O

2-phosphoglycerate (2-PG)

-O

O

-PG Mutase

Glycolysis: Step 9

• Quá trình tách nước từ 2-PG thành phosphoenolpyruvate

(PEP) được xúc tác bởi enzym enolase

• Duy trì PEP ở dạng enol (Không ổn định), điều này làm cho

sự chuyển đổi nhóm phosphate tới ADP dễ dàng hơn ở giai

đoạn 10

C

HC

CH 2 OH

O

O

-2-phosphoglycerate (2-PG)

-O

O

-C C

O

O

-O

O

-CH 2

phosphoenolpyruvate

Enolase

+ H 2 O

Glycolysis: Step 10

• Pyruvate kinase xúc tác không thuận nghịch chuyển

nhóm photphat từ PEP đến ADP để tạo thành ATP

(Photphoryl hóa cơ chất lần thứ 2) và tạo ra pyruvate

• Dạng Enol của pyruvate chuyển thành dạng xeto một

cách dễ dàng

C

C

O

O

-O P O

-O

O

-CH 2

phosphoenolpyruvate

C C

O

O

-O

-CH 2

pyruvate (enol form)

C C

O

O

-O

CH 3

pyruvate (keto form)

ATP H +

pyruvate kinase

Energy investment

Energy payoff

• Các loại đường

khác được chuyển

đổi thành các dạng

trung gian trong quá

trình đường phân

Galactose

• Hội chứng galacto huyết (Galactosemia)

– Nôn mửa và ỉa chảy sau khi uống sữa

– Lớn gan và vàng da, dẫn đến xơ gan

– Đục nhân mắt – Hôn mê – Thiểu năng trí tuệ

• Enzym chuyển hóa lactose thành galactose và

glucose

• Sự kháng Lactose

– Vi khuẩn chuyển đổi lactose thành lactic acid và tạo ra khí

methane và hydrogen; gây trương phồng.

– Lactic acid là nguyên nhân gây mất cân bằng nước gây ra ỉa

chảy.

O

OH

H

H

HO

H

H

OH

H

OH

O H

O

H HO

H

OH OH

OH

O OH H H HO H

H OH

OH

O H HO H HO H

OH OH

OH

+

lactase

• Được xác định trong điều kiện nhất định (oxy)

Hô hấp hiếu khí và kỵ khí Quá trình lên men

(Không có oxy)

quá trình đường phân

Sự lên men Lactic Acid

• Xuất hiện ở cơ.

• Tính toán hiệu quả của quá trình “đốt cháy”

đường.

Một số quá trình lên men khác

Quá trình tạo glucose

(Gluconeogenesis)

• Hình thành phân tử glucose mới từ những

hợp chất không phải cacbonhydrat.

• Thực hiện chủ yếu ở gan, thận, não, …

một vài ngoại lệ.

• Có thể nói các giai đoạn 1, 3 và 10 của

đường phân là quá trình bất thuận nghịch;

do đó, các giai đoạn này đều không có ở

quá trình gluconeogenesis

Gluconeogenesis

Chu trình Cori

• Lactate được vận

chuyển từ cơ đến

gan và nó được biến

đổi thành pyruvate

để vào quá trình

gluconeogenesis.

Gerty Radnitz Cori (1896-1957)

• Sinh ở nước Áo-Hung và theo

học tiếng Latin, hóa học, toán

học và vật lý

• Vào trường Y năm 18 tuổi và

cưới Carl Cori năm 1920,

người cộng tác nghiên cứu sau

này.

• Được trao giải Nobel Y học

năm 1947 cho những công trình

về bệnh đái tháo đường

• Năm 1922 họ chuyển đến làm

việc ở trung tâm ung thư ở

Buffalo, New York.

• Enzym điều hòa quá

trình glycolysis hoặc

gluconeogenesis có

tính đặc hiệu và đặc

trưng cho từng con

đường.

Đ iều hòa hoạt động enzym PFK-1 do ATP

• Có một số phân tử

vừa vừa là cơ chất

vừa là yếu tố kích

thích âm tính?

• Ái lực của trung tâm

hoạt động của

enzym thay đổi theo

nồng độ của ATP

Động học của PFK-1 khi nồng độ ATP cao và thấp

• PFK-2có hai chức năng

– Dạng không photphoryl hóa : kinase

– Dạng photphoryl hóa: phosphatase

• Phù hợp với cAMP ( Cycle Adenozin

Monophotphat)

– Tăng cAMP khi cơ thể cần glucose

↑ cAMP ↓F2,6BP ↓ glycolysis, ↑ gluconeogenesis

↓ cAMP ↑ F2,6BP ↑ glycolysis, ↓ gluconeogenesis

Insulin+