Giáo trình sinh hóa động vật phần 5 potx

Trong quá trình quang hợp, năng lượng của lượng tử ánh sáng đã chuyền cho e của diệp lục, e của diệp lục nhận được hν đã chuyển lên mức năng lượng cao hơn, từ trạng thái mức năng lượng c

2.1 Sinh v ật sống bằng năng lượng gì? Tất cả sinh vật trên trái đất đều sống bằng

năng lượng chuyển đổi điện tử của nguyên tử hydro, theo con đường oxy hoá khử

Dựa theo cách khai thác năng lượng từ nguồn dinh dưỡng hữu cơ chứa cacbon, người ta chia sinh vật thành hai nhóm:

Nhóm tự dưỡng (Autotrophe): Nhóm này gồm có quang dưỡng: sống bằng năng lượng ánh sáng mặt trời và hoá dưỡng: sống bằng năng lượng hoá học (oxy hóa S, Fe )

Nhóm dị dưỡng (Heterotrophe): sống bằng năng lượng của sinh vật khác

Nhìn chung nguồn gốc năng lượng mà sinh vật trên trái đất sử dụng là năng lượng ánh sáng mặt trời thông qua quá trình quang hợp của cây xanh (diệp lục) mà quang năng đã biến thành hoá năng:

hν

6 CO2 + 6 H2O - > C6H12O6 + 6 O2

Diệp lục Xét về mặt năng lượng C6H12O6 là vật chứa năng lượng (dự trữ hoá năng) Trong quá trình quang hợp, năng lượng của lượng tử ánh sáng đã chuyền cho e của diệp lục, e của diệp

lục nhận được hν đã chuyển lên mức năng lượng cao hơn, từ trạng thái mức năng lượng cao

đó nó di chuyển qua các thành viên của quá trình phosphoryl hoá-quang hoá như feredoxyl, xytocrom b, f Trong quá trình chuyển dịch như vậy nó "nhả" năng lượng, năng lượng này được các thành viên trên tích luỹ vào ATP (biến ADP thành ATP), khi trở về mức năng lượng

thấp (mức năng lượng ban đầu) nó trở lại diệp lục Từ các ATP này mà tế bào cây xanh tổng

hợp được C6H12O6 từ CO2 và H2O (trong pha tối ) Hydro nằm trong phân tử nước có điện tử ở mức năng lượng thấp, khi ở phân tử đường điện tử của nó ở mức năng lượng cao hơn, chính năng lượng ánh sáng đã được tích luỹ ở điện

tử có mức năng lượng cao này Toàn bộ quá trình khai thác năng lượng ở sinh vật dị dưỡng

chỉ là quá trình đưa điện tử có mức năng lượng cao trở về bậc năng lượng ban đầu Số năng

lượng dư thừa đó đã được chuyển sang các dạng cần cho quá trình sống (nhiệt năng, ATP ) Quá trình khai thác năng lượng này được gọi là quá trình oxy hoá khử sinh học và được thực

hiện bởi một cơ chế gọi là chuỗi hô hấp hay còn gọi là sự hô hấp mô bào

2.2 S ự hô hấp mô bào (quá trình oxy hóa-khử sinh học)

Đây là cách khai thác năng lượng các hợp chất hữu cơ bao quát nhất của sinh vật dị

dưỡng, trong đó e cao năng của hợp chất hữu cơ được hạ thấp dần mức năng lượng, số năng

lượng dự trữ được giải phóng ra và được cất giữ dưới hình thức thích ứng tuỳ theo từng sinh

vật mà trước hết là vào các liên kết phosphoryl cao năng (∼ P )

Quá trình oxy hóa khử sinh học là gì? bản chất nó không khác gì các quá trình oxy hóa

khử hoá học tức là quá trình trao đổi điện tử:

A -e + B  A+

+ B -e ( A là chất khử, B là chất oxy hóa )

Tuy nhiên quá trình oxy hóa-khử sinh học, sở dĩ là sinh học vì:

Quá trình diễn ra từ từ, do đó năng lượng toả ra không mãnh liệt, không ào ạt, biến đổi

năng lượng tự do của hệ thống không lớn, không gây ảnh hưởng tới môi trường tế bào

Quá trình xảy ra do enzyme xúc tác, do một hệ thống enzyme bố trí liên hoàn với nhau thành một chuỗi, một dây chuyền nên có tên gọi là chuỗi hô hấp

Quá trình diễn ra trong môi trường nước (môi trường hoạt động của enzyme)

Năng lượng toả ra phần lớn được cất giữ vào các liên kết cao năng như ATP, UTP Sựtích luỹ hay toả nhiệt phụ thuộc vào yêu cầu của mô bào

Chuỗi hô hấp được phân bố ở màng trong của ty lạp thể, màng của diệp lạp thể, màng

của vi sinh vật

Ty lạp thể (midochondrie) có thể ví như trạm điện của cơ thể Cấu tạo của nó gồm màng ngoài (không có vai trò về năng lượng), màng trong gồm nhiều nếp gấp để tăng diện tích, nó liên quan tới số lượng chuỗi hô hấp điều này phụ thuộc vào chức năng của từng loại mô bào

Giữa hai lớp màng là khoảng không gian và trong cùng là phần chất nền, ở đây có DNA riêng của ty lạp thể (hình 5.2.)

Các thành viên c ủa chuỗi hô hấp:

M ột số enzyme dehydrogenase: ứng với các cơ chất khác nhau có các coenzyme NAD+

, NADP+, FAD+

H ệ thống vận chuyển điện tử bao gồm:

Hệ thống ubiquinon (UQ)

Hệ thống cytocrome như b, c1, c, a a3

Nhóm sắt không hem (Feredoxin)

Chuỗi hô hấp được biểu diễn theo sơ đồ sau (hình 5.3)

H+

H+

e e

NAD sau khi nhận cặp H và e thành NADH2, nó lại trở thành đối tượng tác động của enzyme Dehydrogenase có nhóm ghép là FAD+ (Flavin Adenin Dinucleotide) (hình 5.5)

Hình 5.4 NAD nh ận cặp Proton và điện tử

Hình 5.5 FAD nh ận cặp Proton và điện tử

FAD+ nhận được cặp H+

chuyển thành FADH2, FADH2 lại chuyển cặp H+

và e cho UQ (hình 5.6)

Hình 5.6 Ubiquinone nh ận cặp Proton và điện tử

Từ UQ cặp H+ đi ra ngoài môi trường, cặp e đi qua hệ thống cytocrome Cytocrome

nhận e, nguyên tử sắt từ Fe+3

thành Fe+2, đến cytocrome a3 nó sẽ hoạt hoá 1/2O2 thành O-, Okết hợp với cặp H+ từ UQ chuyển vào thành H2O

-Hình 5.7 S ắt trong cytocrome ở dạng oxy hoá và dạng khử

Ở các loài vi khuẩn yếm khí, chất nhận cặp Proton và e không phải là O2 mà mỗi loài vi khuẩn yếm khí có chất nhận đặc trưng riêng Ví dụ tế bào men rượu chất nhận là aldehyt axetic để trở thành rượu ethylic

CH3 - CHO + NADH2  CH3 - CH2OH + NAD+

Chuỗi hô hấp phân bố ở màng trong của ty lạp thể về mặt không gian đây là nơi tiếp xúc

với phần chất nền là nơi thực hiện quá trình oxy hoá các hợp chất hữu cơ

Một số enzyme như xantin oxydase sau khi nhận cặp e và Proton nó chuyển cho O2 tạo thành H2O2 - là chất còn giầu về năng lượng, đây là chất độc đối với cơ thể vì nó phân ly tạo

ra oxy nguyên tử [O] Oxy nguyên tử có tính oxy hoá cao làm phá vỡ các màng sinh vật, cơ

thể giải độc chúng bằng cách tiết enzyme catalase phân giải chúng thành nước và oxy phân tử:

Catalase

2 H2O2 -> 2H2O + O2

2.3 Quá trình phosphoryl hoá (quá trình tích luỹ năng lượng)

Năng lượng giải phóng ra trong quá trình hô hấp mô bào, một phần toả ra dưới dạng nhiệt năng sưởi ấm cơ thể, một phần được tích luỹ lại thông qua quá trình phosphoryl hoá Đây là quá trình quan trọng vì thông qua đó đã tạo ra các hợp chất cao năng mà điển hình là

chất ATP (Adenozin triphosphate) (hình 5.8)

Hình 5.8 C ấu trúc phân tử ATP

Gốc acid phosphoric mất đi một nhóm OH thì gọi là gốc phosphoryl

Acid phosphoric Gốc phosphoryl

Khi nó nhận một chất nào đó thì chất đó gọi là chất được phosphoryl hoá, ví dụ chất A:

Quá trình phosphoryl hoá được thực hiện bởi enzyme phosphopherase (enzyme vận chuyển phosphate) hay còn gọi là kinase Quá trình tích luỹ năng lượng trong cơ thể động vật thông qua phản ứng phosphoryl hoá được thực hiện theo 2 cách:

Cách 1: phosphoryl hoá b ậc cơ chất: Ví dụ từ acid 1,3 di P glyxeric (hình 5.9)

Hình 5.9. Phosphoryl hoá b ậc cơ chất

Quá trình tách gốc phosphate cao năng (∼ P) từ cơ chất không qua quá trình trao đổi e, quá trình này hiệu quả khai thác năng lượng không cao

Cách 2: phosphoryl hoá - oxy hoá ( quá trình tạo ATP do sự chuyển đổi e xảy ra trong chuỗi hô hấp) Vấn đề đặt ra là năng lượng được giải phóng ra trong quá trình hô hấp từ các

cặp e cao năng làm thế nào để gắn được vào gốc phosphoryl (∼ P) để biến ADP thành ATP?

Quá trình phosphoryl hoá - oxy hoá là một quá trình rất độc đáo trong hệ thống khai thác năng lượng của tự nhiên Người ta đã xác định được vị trí thực hiện quá trình này, đó là màng trong của ty lạp thể, màng của diệp lạp thể, màng của VSV Ở tất cả những màng này đều có một cấu trúc đặc biệt gọi là cấu trúc hình nấm, ở ty lạp thể cấu trúc này hướng vào bên trong chất nền, ở diệp lạp thể hướng ra bên ngoài

Màng thực hiện quá trình phosphoryl hoá - oxy hoá gọi là màng "hợp diễn" (couphingmembrane) tức là màng thực hiện đồng thời hai quá trình: oxy hoá cho năng lượng

và phosphoryl hoá để tích luỹ năng lượng đó (hình 5.10)

Đặc điểm của màng hợp diễn là: Trong màng tỷ lệ protein/lipid = 2/1; Chiều dày của màng ổn định và bằng khoảng 70-90 A0; Trong màng có chứa chuỗi hô hấp đồng thời có

chứa hệ thống enzyme để thực hiện quá trình phosphoryl hoá, tức là quá trình tích luỹ năng lượng do quá trình oxy hoá giải phóng ra Quá trình đó tạo ra ATP nên hệ thống enzyme này được gọi là adenozin triphosphatase (hay là ATPase) Hai quá trình oxy hoá và phosphoryl hoá bao giờ cũng tiến hành đồng thời trong màng hợp diễn nên người ta gọi là 2 quá trình

"hợp diễn"

Bằng phương pháp đo thế năng oxy hoá hoàn nguyên và qua hệ số hô hấp P/O (P dùng

để este hoá và O tiêu thụ, người ta thấy rằng mỗi cặp e và Proton qua chuỗi hô hấp mang đủ

năng lượng để lập được 3 ATP (P/O = 3), tức là:

2e + 2 H+ + O - > H2O  O = 1

3ADP + 3H3PO4 - > 3ATP  P = 3

Nghĩa là khi dùng một nguyên tử oxy cho quá trình hô hấp thì cơ thể thu được 3 ATP

Người ta cũng đã xác định được 3 vị trí tạo ra ATP, đó là: NAD  FAD, Cytocrome b cytocrome c1 và cytocrome a  a3

T ừ H 3PO4 làm th ế nào thành gốc phosphoryl cao năng (∼∼∼∼ P) và t ạo thành ATP? có

nhiều giả thiết như lý thuyết màng hợp diễn hoá học của Lehninger năm 1972 (có hợp chất hoá học trung gian X,Y,Z nào đó nhận năng lượng của quá trình oxy hoá rồi chuyển cho gốc phosphoryl); Thuyết biến hình cấu trúc (có sự biến hình cấu trúc của một loại protein nào đó

để tạo ra thế năng rồi chuyền cho gốc phosphoryl), nhưng đều không có tính thuyết phục Thuyết phục hơn cả là thuyết hoá thẩm thấu do Peter Midchell đề xướng năm 1962 và được Skonlatsov chứng minh năm 1972

Theo thuyết hoá thẩm thấu của Peter Midchell thì cặp Proton được tách ra từ cơ chất do enzyme Dehydrogenase, sau khi đến UQ được quay trở lại môi trường ngoài, cặp e được vận chuyển tiếp xuyên qua màng vào trong Như vậy nhờ hoạt động của chuỗi hô hấp đã tạo nên 2

hệ quả quan trọng là:

Thế hiệu điện tích (gradien e), màng trở thành một cái tụ điện với điện thế 90-140 von,

với chiều dày 70-90 A0

thì đây là một chất cách điện tuyệt vời nhất trong tự nhiên

Gradien nồng độ H+

, quá trình oxy hoá càng mạnh thì hàm lượng H+

ở mặt ngoài màng càng lớn, chính gradien nồng độ H+ là nhân tố tích lại năng lượng nhiều nhất, nó là động lực chính để gây là quá trình tổng hợp ATP

Hình 5.10 C ấu trúc của màng “hợp diễn” và quá trình phosphoryl hoá-oxy hoá

Hình 5.11 Quá trình t ạo ATP theo thuyết hoá thẩm thấu của Peter Midchell ở lạp thể

Như vậy hoạt động hoá học đã dẫn tới hiện tượng bán thấm của màng về điện tích (nên

gọi là hoá thẩm thấu), năng lượng của quá trình oxy hoá tích luỹ lại dưới dạng đầu tiên là một gradien nồng độ H+

V ấn đề tạo ra ATP khi H +

qua h ệ thống H +

translocase nh ư thế nào? có hai giả thiết:

Giả thiết trực tiếp của Peter Midchell: Theo thuyết này khi cặp H+

đi qua F0 nó tác động vào 1 oxy của H3PO4 tạo thành H2O và gốc phosphoryl cao năng (∼ P), ở F1 có sẵn ADP nó

sẽ kết hợp với gốc phosphoryl cao năng này (∼ P) để tạo thành ATP (hình 5.11)

Giả thiết gián tiếp của Boyer: Theo thyết này việc vận chuyển H+ từ bên ngoài vào không có tác dụng trực tiếp tạo ra ATP mà nó tác dụng lên ATPase ở phần Fl làm biến đổi cấu trúc của nó làm cho ATP đã có sẵn ở đó được thoát ra ngoài

YÊU C ẦU CẦN NẮM

Khái ni ệm, nội dung của trao đổi vật chất, kiểu trao đổi vật chất Khái niêm về trao đổi năng lượng N ăng lượng sống của sinh vật S ự hô hấp mô bào Quá trình photphoryl hoá

Câu 1: Khái ni ệm về trao đổi vật chất ở động vật? Cho biết sơ đồ của quá trình này?

Câu 2: Th ế nào là kiểu trao đổi vật chất ở động vật? Cơ sở vật chất của nó?

Câu 3: Trình bày quá trình oxy hoá kh ử sinh học ở động vật (sự hô hấp mô bào)?

Câu 4: Trình bày quá trình photphryl hoá - oxi hoá?

Câu 5: Nêu v ắn tắt các quá trình sinh hoá chủ yếu tạo ATP ở mô bào động vật?

CH ƯƠNG VI

GLUCID VÀ QUÁ TRÌNH CHUY ỂN HOÁ GLUCID

1 Khái ni ệm và vai trò về glucid

Glucid là những hợp chất hydratcacbon có chứa nhóm aldehyt hoặc ceton ở các monosacarid hoặc tạo thành những chất như vậy khi bị thuỷ phân Là những chất đường bột,

chất xơ, là nguồn dinh dưỡng quan trọng hàng ngày của mọi cơ thể sinh vật Trong thực vật glucid chiếm 80-90% vật chất khô, chúng được tạo ra do quá trình quang hợp, cơ thể động vật không có khả năng này mà phải thu nhận trực tiếp glucid từ thực vật Glucid chỉ chiếm 2% vật chất khô của động vật, nhưng nó đóng vai trò quan trọng

Vai trò: có hai vai trò chủ yếu của glucid đối với động vật là:

Vai trò v ề năng lượng: 1 g glucid khi oxy hoá hoàn toàn cho 4,1 kcalo Đối với người

và gia súc nói chung glucid cung cấp 60-70% nhu cầu về năng lượng cho cơ thể, đối với loài nhai lại như trâu bò dê cừu thì hầu hết nhu cầu về năng lượng là từ glucid Glucid là chất dự

trữ năng lượng đầu tiên (trước protein và lipid), là sản phẩm đầu tiên của quá trình quang hợp,

là nguồn năng lượng trực tiếp dễ dàng khai thác và ít gây biến cố nguy hại cho cơ thể

Vai trò v ề tạo hình:

Từ glucose có thể chuyển hoá thành acid glucoronic là chất khử độc số một của cơ thể

Từ glucose có thể amin hoá thành glucozamin hoặc tiếp tục được acetyl hoá thành acetyl glucozamin, đây là 2 chất quan trong trong cấu trúc màng, nó tạo ra yếu tố chỉ định tính kháng nguyên của màng (ví dụ màng của hồng cầu)

Hình 6.1 S ự chuyển hoá của Glucose thành các hợp chất cấu tạo

Acid hyalucoronic là chất "xi măng" có tác dụng gắn các tế bào với nhau, khi chất này

bị phân huỷ thì mô bào bị tan rã, enzyme phân huỷ chúng là hyalucoronidase (enzyme này có tính đặc hiệu theo loài)

Heparin là chất chống đông máu

Các đường ribose và desoxiribose là thành phần cấu tạo của acid nucleic

2 Phân lo ại

Glucid được phân loại thành hai nhóm lớn: Monosaccharide (ose, đường đơn) và loại ozid (loại đa đường)

2.1 Monosaccharide (ose, đường đơn) là đơn vị cấu tạo của glucid không bị thuỷ phân

thành chất đơn giản hơn Tuỳ theo số carbon trong liên kết hydrocarbon mà người ta phân thành các nhóm:

2.1.1 Triose: (C3H6O3) Đại diện là glyxerose (glyxeraldehydeyt)

2.1.2 Tetrose: (C4H8O4) Đại diện là erytrose, treose

H

O C C C

OH H

H

D G l y x e r o s e

CH 2OH

OH H

O C C C

H HO

H

CH 2OH

OH H

D e r y t r o s e D t r e o s e

2.1.3 Pentose: (C5H10O5) Đại diện là ribose, desoxyribose, arabinose, xylose

O C C C

H H

H

C

OH H

CH2OH

OH H

H HO

H

C

OH H

CH 2 OH

OH H

O C C C

OH H

H

C

H HO

CH 2 OH

OH H

D rib o se D d eso x irib o se D arab in o se D x ylo se

2.1.4 Hexose ((C6H12O6) Đại diện là glucose, galactose, alose, manose

O C C C

OH H

H

C

H HO

C

OH H

CH 2 OH

OH H

H HO

H

C

H HO

C

OH H

CH 2 OH

OH H

O C C C

OH H

H

C

H HO

C H HO

CH2OH

OH H

D m a n o se D g a la c to se

Ngoài những chất monose có nhóm aldehydeyt kể trên còn có loại monose chứa nhóm ceton như ribulose, fructose

CH 2 OH C C O

C

H HO

C

OH H

CH2OH

OH H

D.fructose

CH2OH C C O

C

OH H

CH2OH

OH H

D.ribose

2.2 Lo ại ozid (loại đa đường): là những glucid phức tạp do nhiều đường đơn ghép lại Loại này

gồm hai nhóm lớn là holozid và heterozid

2.2.1 Holozid: là loại đa đường khi thuỷ phân cho ra đường đơn, nên còn gọi là glucid đơn thuần Nhóm này gồm có:

Oligosaccarid (Oliose): có cấu trúc đơn giản gồm từ hai đến ba đường đơn nên còn gọi

là disaccarid, trisaccarid

Polysaccarid (polyose): có cấu trúc phức tạp gồm nhiều đường đơn tạo thành Những đại diện chính là tinh bột, Glycogen, Cellulose, Hemicellulose

2.2.2 Heterozid: là loại đa đường không thuần nhất, có cấu tạo phân tử và thành phần

phức tạp Ngoài các đường đơn còn có các dẫn xuất của đường đơn như Hexozamin, Hexosunfat Đại diện như mucopolysaccarid, chất điển hình như acid hyaluronic Loại này

có trong dịch bao khớp, trong thuỷ tinh thể của mắt và trong nhiều mô bào khác Khối lượng phân tử khoảng 200-500 ngàn Dal, hoà tan trong dung dịch rất nhớt Nhờ tính này nên acid hyaluronic được ví như chất “xi măng” gắn các tế bào trong mô Đem thuỷ phân chất này người ta được acetyl – glucozamin và acid glucoronic Công thức cấu tạo như sau:

3 Tiêu hoá, h ấp thu và dự trữ glucid ở động vật

3.1 Tiêu hoá, h ấp thu tinh bột

Tinh bột là chất dự trữ glucid của thực vật, có nhiều trong các hạt ngũ cốc, các loại củ

như khoai sắn , nó là nguồn năng lượng chính của động vật Thành phần của tinh bột gồm: Amylose chiếm 20% khối lượng tinh bột và Amylopectin chiếm 80% khối lượng tinh bột Chúng đều được cấu tạo từ các α-D - glucose Ở Amylose các phân tử glucose liên kết với nhau bằng liên kết α-D - glucoside 1-4 Ở Amylopectin ngoài liên kết α-D - glucoside 1-4, các phân tử đường còn liên kết với nhau bằng liên kết α-D - glucoside 1-6, khoảng cách giữa

các liên kết glucoside 1-6 là từ 20 đến 25 phân tử glucose Các phân tử glucose trong Amylose ở dạng thuyền nó tạo cho Amylose có dạng xoắn lò xo và tạo thành phức màu xanh

với iod nên iod là thuốc thử của tinh bột

Quá trình tiêu hoá tinh bột là quá trình thuỷ phân bởi enzyme glucozydase1-4 (Amylase) và glucozydase 1-6 Có 4 loại glucozydase:

α- Amylase: do tuyến nước bọt và tuyến tuỵ tiết ra có tác dụng cắt liên kết glucoside

1-4 dưới tác dụng của enzyme này tinh bột bị phân giải thành maltose và các dạng dextrin β- Amylase: có ở thực vật, trong các hạt ngũ cốc lúc nảy mầm, dưới tác dụng của enzyme này tinh bột bị phân giải thành maltose

γ- Amylase: có chủ yếu ở gan và ở vi sinh vật, có tác dụng cắt liên kết glucoside 1-4, cắt

từng phân tử một, sản phẩm của nó là glucose

Glucozydase 1-6: có hoạt lực yếu ở nước bọt, mạnh ở tuyến tuỵ, nó cắt liên kết glucoside 1-6

Ở miệng: Tinh bột bị tác dụng cơ học do bị nhai, nhào trộn, trương nở Quá trình này

làm tăng diện tích tiếp xúc giữa enzyme với cơ chất, ngoài ra tinh bột bị α- Amylase do tuyến

nước bọt tiết ra tác dụng, enzyme này cần có ion Ca++

tham gia và được hoạt hoá bởi ion Cl

-,

nó hoạt động trong môi trường gần trung tính pH = 6,7 - 7,2 Dưới tác dụng của α- Amylase tinh bột bị thuỷ phân thành đường maltose, và các dạng dextrin Trong nước bọt còn có enzyme maltase thuỷ phân maltose thành glucose

Ở dạ dày: không có enzyme tiêu hoá tinh bột, sự tiêu hoá tinh bột bị đình trệ vì môi

trường acid ở đây do dịch vị làm tê liệt Amylase của nước bọt đưa xuống Song với loài dạdày lớn và ăn nhiều một lúc như lợn thì phần tinh bột ở giữa khối thức ăn vẫn bị tiêu hoá do HCl chưa thấm vào

Ở ruột non: đây là nơi tiêu hoá kết thúc tinh bột Ngoài Amylase, glucozydase 1-6,

tuyến tuỵ còn tiết ra enzyme maltase, saccarase, lactase Enzyme maltase thuỷ phân đường maltose, saccarase thuỷ phân đường saccarose, lactase thuỷ phân đường lactose Dưới tác dụng của các enzyme kể trên tinh bột và các loại đa đường khác biến thành các đường đơn glucose, fructose, galactose

Maltose +H2O -> 2D-glucose

Maltase

Lactose +H2O -> D-galactose +D-glucose

Lactase

Trehalose +H2O -> 2D-glucose

Trehalase

Từ các đường đơn đó, chúng được hấp thu qua tế bào vách ruột vào máu Quá trình hấp thu đường diễn ra theo 2 cách:

Hấp thu thụ động (theo sự chênh lệch về nồng độ), quá trình này không tốn năng lượng

Hấp thu chủ động (ngược gradien nồng độ) quá trình này tiêu tốn năng lượng của ATP Tuy nhiên cả 2 cách đều cần có vật mang, vật mang thường là protein

Quá trình hấp thu chủ động thường gắn liền với hệ thống bơm Na và K

Khi các đường đơn vào tế bào vách ruột, tại đây chúng được đồng nhất hoá thành glucose, nhờ enzyme isomerase Glucose qua tế bào vách ruột vào mao mạch và hệ tĩnh mạch, qua tĩnh mạch cửa về gan, ở đó tuỳ theo yêu cầu mà glucose sẽ biến thành fructose, galactose Ở gan glucose từ thức ăn vào được sử lý theo 2 hướng:

Phần lớn theo hướng chuyển hoá thành lipid, một phần chuyển hoá thành glycogen để

dự trữ

Sử dụng vào các nhu cầu như năng lượng, tạo thành các hợp chất cấu tạo Quá trình sử

dụng, glucose có thể vào máu để chở tới các mô bào

3.2 Sinh t ổng hợp glycogen

Cấu tạo của glycogen: Glycogen là chất dự trữ glucid của động vật, có thể coi glycogen như là "tinh bột" của động vật, vì nó cũng gồm 2 liên kết α -D 1-4 và α-D 1-6 glucoside, nhưng nó khác tinh bột ở chỗ là sự rẽ nhánh rậm rạp hơn, cứ cách 8-10 phân tửglucase có một liên kết nhánh α-D 1-6 Glycogen có nhiều ở gan ( chiếm 5-7% khối lượng của gan) ở cơ nó chiếm 2% khối lượng của cơ, do khối lượng cơ là lớn nên glycogen có ở cơ

là chính Hàm lượng này có thể biến động phụ thuộc vào dinh dưỡng và trạng thái sinh lý (đói, no, lao động, ngủ, thức )

Ở gan, cơ và nhiều mô bào khác có hệ thống enzyme chuyển hoá glucose thành glycogen Trong tế bào hệ thống enzyme đó phân bố ở tế bào chất và quá trình sinh tổng hợp glycogen diễn ra ở tế bào chất Dưới tác dụng của các enzyme hexokinase, mutase và transglucozydase một loạt các phản ứng diễn ra như sau:

1/ Hoạt hoá glucose do tác dụng của gluco-kinase

2/ Đồng phân hoá dưới tác dụng của enzyme mutase

H H H H

H2C O P O O-

O P O-

O P -O O-

O P O O-

O P -O O-

O P -O O-

O O

CH2-OH

O-P

O NH O N

5/ Tạo Glycogen: Dưới tác dụng của enzyme transglucozydase 1-6, chuỗi Amylose cứcách 8-10 phân tử glucose sẽ có liên kết 1-4 chuyển thành liên kết 1-6 Kết quả tạo thành phân

tử glycogen có nhánh rẽ rậm rạp, các phân tử này tích tụ lại trong tế bào thành hạt

Enzyme trans glucozydase 1- 4 tồn tại ở 2 trạng thái:

Dạng I: Independant (độc lập, tự chủ) ở trạng thái này có hoạt lực

Dạng D: Dependant (phụ thuộc) không có hoạt lực Hai dạng này có thể chuyển hoá cho nhau, từ dạng I nếu được phosphoryl hoá thì sẽ chuyển thành dạng D và ngược lại Điều khiến quá trình này là hormone Insuline của tuyến tuỵ Hormone này có vai trò chuyển hoá enzyme này từ dạng D sang dạng I làm tăng cường quá trình tổng hợp glycogen từ đó làm giảm hàm

lượng đường trong máu

+ ATP

Dạng I < ===== > Dạng D

- ATP

3.3 S ự phân giải glycogen

Khi nhu cầu về năng lượng của cơ thể tăng lên, lượng glucose sẽ bị huy động và hàm

lượng của nó ở trong máu bị hạ xuống, lúc đó gan sẽ giải phóng glucose từ glycogen để đưa vào máu, giữ cho hàm lượng glucose trong máu được ổn định Quá trình phân giải glycogen ở

cơ cũng xảy ra nhưng nó chỉ chuyển hoá đến dạng glucose 6-P rồi đưa vào quá trình sử dụng chứ không thành glucose tự do để đưa vào máu

Glycogen ở gan được phân giải theo 2 cách:

Cách 1: Phân giải theo con đường thuỷ phân bởi tác dụng của enzyme γ- Amylase với

sự tham gia của nước, cách phân giải này không đáng kể

Cách 2: Phân giải theo con đường phosphoryl hoá (phosphorolysis: phospho phân), cách phân giải này là chủ yếu

Quá trình này được thực hiện bởi một hệ thống enzyme mà chủ yếu là enzyme phosphorylase "a" Dưới tác dụng của enzyme này quá trình phân giải diễn ra như sau:

phosphorylase "a" mutase phosphatease

Gly + H3PO4 -> Gl 1-P -> Gl 6-P - > Gl + H3PO4