Bài 23. Hô hấp tế bào

Oxy hóa Pyruvate• Quá trình decacboxy hóa oxy hóa pyruvate được xúc tác bởi enzym pyruvate dehydrogenase PDH... Chu trình Krebs: Giai đoạn 1• Enzym Citrate synthase xúc tác gắn acetyl Co

Hô hấp tế bào (Cellular Respiration)

• Oxy hóa hoàn toàn glucose thành ATP.

• Khoảng ~40% năng lượng dự trữ trong glucose được biến đổi thành ATP.

Heat

Hô hấp tế bào (Cellular Respiration)

glycolysis

Oxy hóa Pyruvate

• Quá trình decacboxy hóa oxy hóa pyruvate được xúc tác bởi enzym pyruvate

dehydrogenase (PDH)

Acetyl CoA

• Liên kết ester với lưu huỳnh (S) được hình

thành do sự gắn nhóm acetyl vào CoA là ít bền vững hơn liên kết ester; do đó, sự thủy phân liên kết này là quá trình tỏa nhiệt

N N N

N

NH2

O

H OH

H H

H H

O P O

O O P O

-O O C C C C

-CH3

CH3OH

H O

N C

C C O

N C C S

C

O

CH3

thioester bond

Chu trình Kreb

• Còn gọi là chu trình Citric Acid hoặc chu trình

Tricarboxylic Acid (TCA)

• Chu trình có 8 giai đoạn

• Phương trình tổng quát:

Acetyl CoA + 3 H 2 O + 3 NAD + + FAD + ADP + P i

2 CO 2 + 3 NADH + 3 H + + FADH 2 + CoASH + ATP + H 2 O

Chu trình Krebs: Giai đoạn 1

• Enzym Citrate synthase xúc tác gắn acetyl

CoA và oxaloacetate để hình thành citrate

O

-C C O

- O

O

H2C C

(OAA)

Chu trình Krebs: Giai đoạn 2

• Aconitase chuyển 3˚ alcohol citrate thành 2˚

alcohol isocitrate tạo điều kiện thuận lợi cho sự oxy hóa nhóm hydroxyl ở giai đoạn kế tiếp

C C

H2C C

- O

O

HC C

H2C C

- O

O

CH C

Chu trình Krebs: Giai đoạn 3

• Quá trình decacboxy hóa oxy hóa isocitrate được xúc tác bởi enzym isocitrate dehydrogenase.

 -ketoglutarate có thể được sử dụng để tổng hợp amino acids.

C CH

H2C C

- O

O

CH C

- O

O

C C

- O

O

C C

- O

O O

Chu trình Krebs: Giai đoạn 4

• Enzym α -ketoglutarate dehydrogenaseketoglutarate dehydrogenase xúc tác quá trình decacboxy hóa oxy hóa α-ketoglutarate dehydrogenaseketoglutarate

• Succinyl-ketoglutarate dehydrogenaseCoA có liên kết thioester năng lượng cao

CH2

H2C C

Chu trình Krebs: Giai đoạn 5

Pi+

Chu trình Krebs: Giai đoạn 6

• Succinate dehydrogenase xúc tác hình thành fumarate

từ succinate.

• Hình thành liên kết C=C mất nhiều năng lượng hơn

C=O; do đó, không đủ năng lượng để tạo ra NAD +

CH2

H2C C

- O

O

C O

- O

Fumarate

Chu trình Kreb: Giai đoạn 7

• Hydrat hóa fumarate để hình thành malate được xúc tác bởi enzym fumarate hydratase

CH HC C

- O

O

C O

- O

Fumarate

CH2CH C

- O

O

C O

- O HO

Malate

H2O Fumarate hydratase

Chu trình Kreb: Giai đoạn 8

• Quá trình oxy hóa malate để hình thành oxaloacetate được xúc tác bởi enzym malate dehydrogenase

• OAA được sử dụng để bắt đầu chu trình kế tiếp

CH2CH C

- O

O

C O

- O

HO

Malate

CH2C C

- O

O

C O

Figure 4-16

pyruvate

Sản phẩm của chu trình Kreb

• Từ một phân tử glucose

– 6 CO2 (2 from bridge rxn.)– 8 NADH + H+ (2 from bridge rxn.)– 2 FADH2

AMP CoASH NAD +

 [ATP] in ATP] in mitochondria

Điều hòa chu trình Kreb

Inhibited by Malate

dehydrogenase

Chu trình Kreb có tính hai mặt

• Gồm cả hai PƯ dị hóa

và đồng hóa.

• Dị hóa

– Năng lượng từ oxy hóa

acetyl CoA được dự trữ

trong các coenzym khử.

• Đồng hóa

– Hàng loạt các hợp chất

trung gian tham gia vào

nhiều con đường tổng

hợp sinh học.

Chu trình Kreb có tính hai mặt

• Dị hóa: Năng lượng từ quá trình phân giải protein

• Đồng hóa : Sinh tổng hợp Amino acid

Rối loạn chuyển hóa Protein

• Suy dinh dưỡng (Kwashiorkor)

– Bệnh lý xuất hiện khi các a.a không được tổng hợp từ chu trình này”

– Xuất hiện khi trẻ em không hấp thu đầy đủ sau khi cai sữa

• Suy nhược cơ thể (Marasmus)

– Hao mòn chung; teo cơ và mô da

Chu trình Kreb có tính hai mặt

Chu trình Kreb có tính hai mặt

• Đồng hóa

– Sinh tổng hợp acid béo và cholesterol.

– Citrate + ATP + CoA Acetyl CoA + OAA + ADP + P i

Fatty acid biosynthesis