Nang luong sinh hoc

Trang 1

Giáo viên h ướ ng d n: TS Võ V n ẫ ă

Giáo viên h ướ ng d n: TS Võ V n ẫ ă Toàn

Ng ườ i th c hi n: Nguy n Hoàng ự ệ ễ

Ng ườ i th c hi n: Nguy n Hoàng ự ệ ễ Lan Anh

L p : Cao h c Sinh K10 ớ ọ

Trang 2

CÁC PH N NG OXY HÓA KH Ả Ứ Ử

TRONG CHU I HÔ H P T BÀO Ỗ Ấ Ế

I Gi i thi u chung ớ ệ

1 Ph n ng oxy hóa kh ả ứ ử

2 Chu i v n chuy n đi n t trong hô ỗ ậ ể ệ ử

h p ấ

II Các ph n ng trong chu i hô h p t bào ả ứ ỗ ấ ế

1 S di chuy n c a đi n t và proton qua các ự ể ủ ệ ử

ph c h c a chu i hô h p ứ ệ ủ ỗ ấ

2 Các ph n ng oxy hóa kh x y ra trong ả ứ ử ả

chu i hô h p t bào ỗ ấ ế

Trang 3

Ph n ng oxy hóa kh đả ứ ử ược đ nh ngh a: s v n chuy n ị ĩ ự ậ ể

đi n t t ch t cho đ n ch t nh n đi n t ệ ử ừ ấ ế ấ ậ ệ ử

Ví d : A:H + B = A + B:Hụ

Ch t choấ ch t nh nấ ậ

Ch t cho đi n t (ch t kh ) b n thân nó b oxy hóaấ ệ ử ấ ử ả ị

Ch t nh n đi n t (ch t oxy hóa) nó b khấ ậ ệ ử ấ ị ử

I Gi i thi u chung ớ ệ :

1 Ph n ng oxy hóa ả ứ

kh : ử * Khái ni m: ệ

Trang 4

kh : ử

Theo quan đi m hi n đ i, ngể ệ ạ ười ta cho r ng oxy hóa ằsinh h c là oxy hóa hydro đã tách ra t nh ng ch t b oxy ọ ừ ữ ấ ịhóa đ t o thành nể ạ ước

Oxy hóa là s tách đi n t ra kh i c ch t, còn kh là ự ệ ử ỏ ơ ấ ử

s g n đi n t vào c ch t Do đó, m i quá trình oxy hóa ự ắ ệ ử ơ ấ ỗbao gi c ng đi kèm v i quá trình kh ờ ũ ớ ử

* Oxy hóa sinh h c: ọ

* B n ch t c a quá trình oxy ả ấ ủ

hóa:

Trang 5

Trang 6

kh : ử

Đạ ượi l ng đ c tr ng cho kh n ng oxy hóa kh c a m i ặ ư ả ă ử ủ ỗ

ch t g i là th n ng oxy hóa kh i n t chuy n t ph c ấ ọ ế ă ử Đ ệ ử ể ừ ứ

h này sang ph c h khác d a vào th oxy hóa kh ệ ứ ệ ự ế ử

i n t luôn di chuy n t ch t có th n ng kh th p Đ ệ ử ể ừ ấ ế ă ử ấ

h n sang ch t có th n ng kh cao h nơ ấ ế ă ử ơ

* Th n ng oxy hóa kh : ế ă ử

Trang 7

kh : ử

M t ch t luôn có xu hộ ấ ướng m t ho c nh n đi n t ấ ặ ậ ệ ử

+ E0’ cao, đ c tr ng cho ch t nh n đi n t t t – ch t ặ ư ấ ậ ệ ử ố ấoxy hóa m nh ạ Ví dụ: oxy (O2-)

+ E0’ th p, đ c tr ng cho ch t cho đi n t t t – ch t ấ ặ ư ấ ệ ử ố ấ

kh m nh ử ạ Ví dụ: hydro (H+)

Chênh l ch th n ng oxy hóa kh có vai trò r t quan ệ ế ă ử ấ

tr ng S chênh l ch th oxy hóa kh càng l n, ph n ng ọ ự ệ ế ử ớ ả ứcàng d x y raễ ả

Trang 8

N: s đi n t (e-) đố ệ ử ược trao đ i trong ph n ng ổ ả ứF: h ng s Faraday (23,062cal/mol.K)ằ ố

RT [d ng oxy hóa]ạ E’ = E0’ + ln

nF [d ng kh ] ạ ử

Trang 9

kh : ử

Th oxy hóa kh có quan h v i s chuy n hóa n ng ế ử ệ ớ ự ể ă

lượng t do c a ph n ng theo công th c sau:ự ủ ả ứ ứ

∆Gº′ = -nF∆Eº′

n: s đi n t trao đ in: s đi n t trao đ iốố ệệ ửử ổổ

F: h ng s Faraday, F = 96,5kj/voltF: h ng s Faraday, F = 96,5kj/voltằằ ốố

D ng kh c a c p oxy hóa kh s kh (nhạ ử ủ ặ ử ẽ ử ường đi n t ) ệ ửcho d ng oxy hóa c a b t k c p oxy hóa kh n m sau nó ạ ủ ấ ỳ ặ ử ằtrong b ng th n ng oxy hóa kh ả ế ă ử

Trang 10

B ng 1: Th n ng oxy hóa kh c a m t s h oxy hóa kh sinh ả ế ă ử ủ ộ ố ệ ử

h c ọ

H th ng oxy hóa kh Th oxy hóa kh ệ ố ử ế ử tiêu chu n ẩ

(E 0 ’) 2H + + 2e - H2 - 0.42 NAD + + H + + 2e - NADH - 0.32 FAD + + 2H + + 2e -  FADH2 - 0.22 Fumarate + 2H + + 2e -  sucsinate - 0.031 Ubiquinone + 2H + + 2e -  ubiquinol - 0.045 Cytochrom b (Fe 3+ ) + e -  cytochrom b (Fe 2+ ) +0.075 Cytochrom c1 (Fe 3+ ) + e -  cytochrom c1 (Fe 2+ ) +0.22 Cytochrom c (Fe 3+ ) + e -  cytochrom c (Fe 2+ ) +0.235 Cytochrom a (Fe 3+ ) + e -  cytochrom a (Fe 2+ ) +0.29 Cytochrom a3 (Fe 3+ ) + e -  cytochrom a3 (Fe 2+ ) +0.55 1/2O2 + 2H + + 2e -  H2O +0.82

Trang 11

2 Chu i v n chuy n điên t trong hô ỗ ậ ể ử

h p: ấ

Trang 12

h p: ấ

Chu i v n chuy n đi n t trong hô h p t bào (g i t t ỗ ậ ể ệ ử ấ ế ọ ắ

là chu i hô h p t bào) là h th ng các enzim đỗ ấ ế ệ ố ược s p ắ

x p có th t trên màng trong ti th ế ứ ự ể

Nó có ch c n ng v n chuy n đi n t và proton t s ứ ă ậ ể ệ ử ừ ựoxy hóa các phân t NADH và FADHử 2 (s n ph m c a quá ả ẩ ủtrình đường phân và chu trình Krebs)

i n t tách ra t s oxy hóa các phân t NADH và Đ ệ ử ừ ự ử

FADH2 được v n chuy n qua các chu i hô h p t bào s ậ ể ỗ ấ ế ẽ

gi i phóng t ng ph n n ng lả ừ ầ ă ượng giúp cho quá trình b m ơ

H+ t n i ch t vào không gian gi a hai màng ti th ừ ộ ấ ữ ể

Trang 13

h p: ấ

Quá trình v n chuy n đi n t qua chu i hô h p t bào ậ ể ệ ử ỗ ấ ế

là quá trình oxy hóa kh , ch t nh n đi n t chuy n thành ử ấ ậ ệ ử ể

d ng kh , nó b oxy hóa tr l i d ng ban đ u gi i phóng ạ ử ị ở ạ ạ ầ ả

đi n t cho ch t nh n ti p theo.ệ ử ấ ậ ế

Quá trình cho và nh n đi n t ti p di n liên t c t đ u ậ ệ ử ế ễ ụ ừ ầcho đ n cu i chu i và k t thúc khi đi n t đế ố ỗ ế ệ ử ược chuy n ể

đ n Oế 2 đ k t h p v i Hể ế ợ ớ + t o thành Hạ 2O

Trang 14

K t qu c a quá trình v n chuy n đi n t là t o ra s ế ả ủ ậ ể ệ ử ạ ựchênh l ch v gradien n ng đ Hệ ề ồ ộ + gi a n i ch t và không ữ ộ ấgian gi a hai màng t o đi u ki n cho enzim ATP ữ ạ ề ệ

synthetase ho t đ ng t ng h p ATPạ ộ ổ ợ

Trang 15

2 Chu i v n chuy n đi n t hô h p: ỗ ậ ể ệ ử ấ

Nh ng protein mang tham gia trong chu i v n chuy n ữ ỗ ậ ể

đi n t g m có:ệ ử ồ - Flavoprotein (FMN, FAD)

- Protein ch a Fe-S (Fe không ph i là nhân ứ ảhem)

- Cytochrom ch a s t (Fe là nhân hem)ứ ắ

- Cytochrom ch a đ ng ứ ồ

- Coenzim Q (Ubiquinon) vi t t t là UQ hay CoQế ắ

Chu i v n chuy n đi n t g m có 4 ph c h p, m i ph c ỗ ậ ể ệ ử ồ ứ ợ ỗ ứ

h p có ch a các ch t mang đi n t khác nhau ợ ứ ấ ệ ử

* C u trúc chu i v n chuy n ấ ỗ ậ ể

đi n t : ệ ử

Trang 16

Trang 17

+ Ph c h 2: Cứ ệ òn được g i là succinate dehydrogenase ọ

vì nó có enzim succinate dehydrgenase xúc tác cho ph n ả

ng kh succinate thành fumarate, ngoài ra còn ch a

Trang 18

+ Ph c h 3: ứ ệ g m có ồ

cytochrom b, cytochrom c1 và

các protein Fe-S Tương t nh ự ư

protein Fe-S, các cytochrom

Trang 19

Trang 20

II Các ph n ng trong chu i hô h p t bào: ả ứ ỗ ấ ế

1 S di chuy n c a đi n t và proton qua ự ể ủ ệ ử các ph c h c a chu i hô h p: ứ ệ ủ ỗ ấ

Con đường di chuy n đi n t và proton có th để ệ ử ể ược tóm

t t nh sauắ ư :

Trang 21

T i ph c h 1, đi n t tách ra t NADH đ ạ ứ ệ ệ ử ừ ượ c chuy n đ n ể ế

FMN, sau đó chuy n cho protein Fe-S và đ ể ượ c chuy n ti p cho ể ế ubiquinone.

ph c h 2, quá trình kh succinate thành fumarate tách ra Ở ứ ệ ử 2e- và 2H+ chuy n cho FAD, sau đó 2e- đ ể ượ c chuy n ti p cho ể ế protein Fe-S, và ti p t c đ ế ụ ượ c chuy n đ n ubiqinone ể ế

Ubiquinone nh n e- t ph c h 1 và 2 chuy n đ n cho ph c ậ ừ ứ ệ ể ế ứ

h 3 T i đây e- đ ệ ạ ượ c chuy n cho cytochrom b, chuy n ti p đ n ể ể ế ế protein Fe-S, cytochrom c1 và sau đó e-đ ượ c chuy n cho ể

cytochrom c

Cytochrom c mang đi n t chuy n đ n ph c h 4 cho ch t ệ ử ể ế ứ ệ ấ

nh n là cytochrom a, cytochrom a ậ 3 Cu i cùng đi n t đ ố ệ ử ượ c

chuy n cho O ể đ t o thành n ể ạ ướ c

Trang 22

2 Các ph n ng oxy hóa kh x y ra trong ả ứ ử ả

chu i hô h p t bào: ỗ ấ ế

Nh đã nói trư ở ước quá trình v n chuy n đi n t qua ậ ể ệ ửchu i hô h p t bào là quá trình oxy hóa kh ỗ ấ ế ử

Trang 23

* Ph n ng oxy hóa kh khi tách đi n t t các ả ứ ử ệ ử ừ

NADH  NAD+ + 2e- + H+

NADH là ch t mang đi n t , s n ph m c a quá trình ấ ệ ử ả ẩ ủ

đường phân và chu trình Krebs; nó chuy n đi n t cho ể ệ ử

ph c h 1ứ ệ

Ph n ng kh succinate x y ra trong chu trình Krebs và ả ứ ử ả

đi n t đệ ử ược chuy n tr c ti p cho FAD kh nó thành ể ự ế ử

FADH2

Succinate  fumarate + 2e- + 2H+

FAD + 2e- + 2H+  FADH2Succinate +FAD  fumarate + FADH

Trang 24

* Ph n ng oxy hóa kh x y ra khi đi n t di ả ứ ử ả ệ ử

Trang 25

+ i n t di chuy n trong ph c h 2:Đ ệ ử ể ứ ệ

2Fe3+ + 2e-  2Fe2+

UQ + 2e- + 2H+  UQH2

Trang 26

này liên quan đ n s kh ế ự ử

UQ và oxy hóa UQH2 t o ạ

thành m t chu trình bi n đ i ộ ế ổ

Ubiquinon (cycle Q) khép

kín

Trang 27

Trang 28

Trang 29

K T LU N Ế Ậ

V y ph n ng oxy hóa kh là ph n ng trong đó có s ậ ả ứ ử ả ứ ựcho và nh n đi n t gi a các ch t Oậ ệ ử ữ ấ xy hóa sinh h c là oxy ọhóa hydro đã tách ra t nh ng ch t b oxy hóa đ t o ừ ữ ấ ị ể ạ

thành nước

i n t có th n ng kh cao đĐ ệ ử ế ă ử ược tách ra t phân t ừ ử

th c n (glucose, lipit, …) và đứ ă ược chuy n đ n các ch t ể ế ấ

mang đi n t (NADH và FADH2) Các ch t này mang đi n ệ ử ấ ệ

t chuy n đi n t vào chu i v n chuy n đi n t ử ể ệ ử ỗ ậ ể ệ ử

Động l c c a ph n ng oxy hóa kh là th n ng oxy ự ủ ả ứ ử ế ă

hóa kh , s chênh l ch th n ng kh gi a các ch t tham ử ự ệ ế ă ử ữ ấgia ph n ng càng l n, ph n ng càng d x y ra.ả ứ ớ ả ứ ễ ả

Trang 30

K T LU N Ế Ậ

i n t di chuy n d c theo chu i, m i thành ph n b Đ ệ ử ể ọ ỗ ỗ ầ ị

kh khi nó nh n đi n t và sau đó b oxy hóa tr l i d ng ử ậ ệ ử ị ở ạ ạban đ u khi đi n t đi qua chúng Th t ra, các đi n t đó ầ ệ ử ậ ệ ử

được dùng đ kh oxy thành nể ử ước

Ph n ng t ng quát c a quá trình có th vi t:ả ứ ổ ủ ể ế

NADH + H+ + 1/2O2  NAD+ + H2O + n ng lă ượng

Nh chúng ta đã bi t n ng lư ế ă ượng đó được dùng đ b m ể ơ

H+ t n i ch t vào không gian gi a hai màng t o ra s ừ ộ ấ ữ ạ ự

chênh l ch gradien n ng đ Hệ ồ ộ +, t o đi u ki n cho quá trình ạ ề ệ

t ng h p ATPổ ợ

Tiêu đề	Các Phản Ứng Oxy Hóa Khử Trong Chuỗi Hô Hấp Tế Bào
Tác giả	Nguyễn Hoàng Lan Anh
Người hướng dẫn	TS. Võ Văn Toàn
Trường học	Trường Đại Học
Chuyên ngành	Cao học Sinh
Thể loại	Luận văn

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	2,75 MB