Bài giảng liên quan điều hòa chuyển hóa

Tài liệu này dành cho sinh viên, giảng viên viên khối ngành y dược tham khảo và học tập để có những bài học bổ ích hơn, bổ trợ cho việc tìm kiếm tài liệu, giáo án, giáo trình, bài giảng các môn học khối ngành y dược

LIÊN QUAN VÀ ĐIỀU HOÀ CHUYỂN HOÁ

Đại cương:

• Các chất đều có con đường chuyển hoá riêng.

• Con đường chuyển hoá của các chất có những điểm chung, liên quan chặt chẽ tạo nên mạng lưới chuyển hoá chung rất phức tạp của cơ thể

1 LIÊN QUAN CHUYỂN HÓA

PROTID

ACID AMIN

Al a

Leu, Ile

ACID NUCLEIC NUCLEOTID NUCLEEZID

CO 2

HÔ HẤPTẾ⇒ATP

BÀO

H 2 O

Liên quan giữa chuyển hóa các chất glucid, lipid, protid và acid nucleic

Liên quan chuyển hoá

• Thống nhất chuyển hoá

• Biến đổi qua lại giữa glucid, lipid, protid

• Liên hợp phản ứng, quá trình

• Quan hệ chuyển hoá giữa các bào quan

1.1 Sự thống nhất chuyển hóa

Thể hiện ở:

• Chu trình ACID CITRIC

AcetylCoA →CO2, H2O + Q

• HÔ HẤP TẾ BÀO: “ĐỐT CHÁY” G, L, P theo

những cơ chế chung, hệ thống enzym chung → tạo H2O, ATP

• HOẠT HÓA, TÍCH TRỮ VÀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG: nhờ quá trình phosphoryl hóa, hệ

thống ADP-ATP.

Các giai đoạncủa quá trìnhthoái hoá

1.2 Sự biến đổi qua lại giữa G, L, P: thông qua các chất ngã ba

TD: PYRUVAT, ACETYLCoA, OAA, GLYCEROL

COOH COOH COOH COOH

C=O H2N- CH

CH3 + CH2

l CH2 l COOH

Pyruvat→ tân tạo glucid

→ acetyl CoA → AB

Alanin αceto glutarat Aspartat

ALAT GPT GOT ASAT

Pyruvat L Glutamat Oxalo acetat CH2OH ATP ADP CH2OH NAD + NADHH + CH2OH

Tuy nhiên các chất không thể thay thế nhau hoàn

toàn được vì:

- Glucid là nguồn năng lượng chủ yếu của cơ thể

- Lipid: các AB cần thiết cơ thể không tổng hợp được

- Protid: các AA cần thiết cơ thể không tổng hợp được

 chế độ dinh dưỡng hợp lý, đủ chất với tỷ lệ nhất định.

1.3 Sự liên hợp giữa các phản ứng và quá trình

Sự liên quan chuyển hoá còn là sự liên hợp giữa các

phóng năng lượng và phản ứng tổng hợp thu năng lượng

Sự liên hợp giữa các phản ứng và quá trình

• Quá trình chuyển hoá này liên quan đến quá trình chuyển hoá kia qua các sản phẩm chuyển hoá

Oxalo acetat Arginosuccinat malat Arginin Fumarat

1.4 Quan hệ chuyển hóa giữa các bào quan

BÀO DỊCH NHÂN

• TỔNG HỢP

ADN ARN NAD +

THỂ TY : nơi chuyển hóa năng lượng (ATP)

NHÂN : tổng hợp ADN, ARN, NAD+

RIBOSOM : STH Protein

1.5 Quan hệ chuyển hóa giữa các mô

Mỗi mô có đặc điểm và chức năng chuyển hóa riêng, ngoài những quá trình chuyển hóa chung mà mô nào cũng có (chuyển hóa năng lượng, STH Protein)

GAN : chức năng glycogen và nơi xảy ra βoxhoxh Acid béo

MÁU Glucose Thể ceton

MÔ KHÁC (cơ) Glucose

Gan Máu Cơ

Tổng hợp glucose từ lactat.

Chu trình acid lactic (Cori)

Cơ sử dụng glycogen như một

nguồn năng lượng, tạo lactate thôngqua con đường đường phân Lactateđược chuyển tới gan và chuyển

thành glucose thông qua quá trìnhtân tạo đường

Glucose này được phóng thích vàomáu trở về cơ để bổ sung dự trữ

glycogen của cơ Toàn bộ con

đường này (glucose →

lactate → glucose) tạo thành chutrình Cori

Chu trình Glucose-alanine

Alanin đóng vai trò như một chất

mang ammonia và bộ khung carboncủa pyruvate từ cơ đến gan

Ammonia được bài tiết và pyruvatđược dùng để tạo glucose, glucoselại quay trở lại cơ

Nguồn năng lượng chủ yếu là con đường HDP từ glucose

→ não cần được cung cấp thường xuyên glucose và oxy

Khi đói, các thể ceton thay thế glucose

MÔ MỠ là nơi dự trữ TG, nơi xảy ra quá trình tổng hợp và phân giải TG.

2 KHÁI NIỆM VỀ ĐIỀU HÒA CHUYỂN HÓA

Cơ thể có khả năng tự điều hòa

- Mức toàn cơ thể: Hormon, thần kinh

- Mức tế bào: ĐH chuyển hóa

Cơ chế:

- Ảnh hưởng đến hoạt tính của ENZYM

- Ảnh hưởng đến STH ENZYM

2.1 Cơ chế làm thay đổi hoạt tính ENZYM (lượng enzym không đổi)

Hoạt tính enzym thay đổi do:

- Nồng độ cơ chất hoặc coenzym (vit)

- Cơ chế điều hòa dị lập thể

TT Dị lập thể TTHĐ

Enzym dị lập thể

a) Cơ chế DLT dương: sự hoạt hóa DLTchất tác dụng: chất hoạt hóa, làm

TTHĐ dễ tiếp nhận cơ chất và hoạt độ enzym tăng lên (activator)

ATP ADP UTP

• Cơ chế phân tử cho mỗi mô hình điều hòa hoàn toàn khác

nhau, nhưng thường theo một trong hai kiểu chính:

- Điều hòa âm tính: protein ức chế gắn vào vùng điều hòa của DNA (gọi là operator) ngăn cản quá trình phiên mã

- Điều hòa dương tính: protein hoạt hoá gắn vào DNA làm

tăng quá trình phiên mã

• OPERON (đơn vị phiên mã) là cơ sở thiết yếu cho sự điều hòa

biểu hiện gen ở TB Prokaryote

2.2 Cơ chế ảnh hưởng STH ENZYM (lượng enzym thay đổi)

- Operon bao gồm các gen cấu trúc, vùng khởi động (promoter), operator và gen điều hòa.

- Các gen cấu trúc mã hóa cho 1 hoặc vài chuỗi polypeptid

- Promoter kiểm soát sự phiên mã của các gen cấu trúc

- Operator là vùng mà protein ức chế sẽ gắn vào Operator nằm giữa Promotor và các gen cấu trúc

- Gen điều hòa mã hóa cho protein ức chế

- mARN của Prokaryote là Polycistron, mã hóa ra nhiều

chuỗi polypeptide

Other requlatory

Promoter Structural gene

Cấu trúc của Operon:

Điều hòa âm tính

Có 2 loại Operon: operon điều hòa cảm ứng và ức chế

• Hệ Tryptophan operon

Operon cảm ứng

• Các gen cấu trúc ban đầu

không được phiên mã

• Xảy ra ở quá trình dị hóa

• Cơ chất được sử dụng trong

phản ứng dị hóa sẽ kích thích

phiên mã các gen cấu trúc

• Hệ lactose operon của E.Coli

A Y

Z O

P I

Vùng điều hòa Ba gen cấu trúc

Gen điều hòa

Vị trí gắn CAP

Βeta Galactosidase

Cơ chế hoạt động Lactose operon ở E.coli:

- Vi khuẩn E.coli mẫn cảm với đường lactose

- Trong môi trường có đường lactose, E.coli tiết ra enzym β galactosidase, có 2 chức năng:

+ Phân giải lactose thành Glucose và galactose.

+ Chuyển liên kết 1-4 glucoside của glucose và galactose trong lactose thành liên kết 1-6, hình thành đường allolactose

 Allolactose là chất cảm ứng của lac operon

A Y

Z O

P I

Không phiên mã

A Y

Z O

P I

Phiên mã

A B

C D

E O

P R

regulatory regions

structural gene

II Tryptophan operon

-Tryptophane trong tế bào được tổng hợp bởi sự tham gia của 5 loại enzyme xúc tác Các gen mã hóa cho 5 enzym này nằm trên một operon.

- Gen điều hòa cho hệ thống luôn sản sinh protein ức chế không

có chức năng.

- Nếu tế bào được nuôi trong môi trường có tryptophan thì tryptophane trở thành một chất đồng ức chế, gắn vào protein (-)

tạo phức hợp gắn vào operator trp, ngăn cản quá trình phiên mã

tạo các enzyme để tổng hợp tryptophane.

- Khi trong tế bào thiếu tryptophane thì protein ức chế trở nên bất hoạt, quá trình phiên mã diễn ra, các enzyme xúc tác quá trình tổng hợp tryptophan được tổng hợp.

b Cơ chế kìm hãm tổng hợp enzym (đối với enzym của 1 quá trình tổng hợp)

TD: Nuôi Salmonella typhi trong môi trường có histidin thì sự tổng hợp các enzym xúc tác

Hoạt động

PRPP: Phosphoribosylpyrophosphate