Tìm hiểu các phản ứng vòng trong cơ thể sống

Đây là bài viết về tìm hiểu các phản ứng vòng trong cơ thể sống hay nói cách khác là các phản ứng chuyển hóa trong cơ thể sống. Qua tim hiểu tài liệu này sẽ giúp cho mọi người hiểu được, cơ thể muốn duy trì được sự sống, sinh trưởng và phát triển phải xảy ra các quá trình chuyển hóa.

Chuyên đề:

Các phản ứng vòng trong cơ thể sống gồm

1.Chu trình Crebs

2.Chu trình Axit glyoxylic

3.Photphoryl hóa vòng

4.Chu trình Calvin – Benson (Chu trình C3)

5 Chu trình Hatch – Slack (Chu trình C4)

Chu trình Crebs hay còn gọi là chu trình axit citric, axit di,

tricacboxylic Chu trình Crebs diễn ra ở tế bào chất của

hầu hết các sinh vật Chu trình Crebs gồm 6 giai đoạn:

Giai đoạn 1: phản ứng ngưng tụ: Phân tử oxaloacetic

kết hợp với Acetyl –CoA thành axit citric

Giai đoạn 2: Phản ứng đồng phân hoá axit citric thành

axit isocitric

Giai đoạn 3: axit isocitric thành Αxit α- cetoglutaric

Giai đoạn 4: Phản ứng khử Cacboxyl hoá, oxy hoá

axit α-cetoglutaric thành succinyl-CoA

Giai đoạn 5: Phản ứng tạo thànhliên kết cao năng

Giai đoạn 6: Phản ứng oxy hoá axitsuccinic thành axit

oxaloacetic

1 Chu trình Crebs

1 Chu trình Crebs

2 Chu trình Axit glyoxylic

Năm 1957, Kornberg và Krebs đã phát hiện chu trình Axit glyoxylic, một dạng cải biến của chu trình Krebs Sự sai biệt được bắt đầu ở axit isocitric tác động của enzym isoitraza, axit isocitric biến thành axit succinic

và axit glyoxylic Axit glyoxylic sẽ ngưng tụ với axit acetic nhờ enzym malatsynthetaza xúc tác và tạo thành axit malic.

Ở thực vật, nấm, tảo đơn bào, động vật đơn bào

và vi khuẩn có khả năng phát triển trên môi trường chứa các hợp chất hay cacbon như ethanol, axit acetic và acetyl-CoA

Ở thực vật chu trình Glyoxylic diễn ra trong glyoxysom, còn ở eukaryot và vi khuẩn xảy ra trong tế bào chất

Chu trình Glyoxylic ở thực vật chứng tỏ mối liên quan chặt chẽ giữa quá trình phân giải lipit và tổng hợp gluxit, nó là cơ sở để giải thích các hiện tượng sinh lý như nảy mầm của hạt lấy dầu

2 Chu trình Axit glyoxylic

Đây là giai đoạn diệp lục sử dụng năng lượng photon hấp thu được vào các phản ứng quang hoá

để tạo nên các hợp chất dự trữ năng lượng và chất khử

Phản ứng sáng I và con đường vận chuyển điện

tử vòng: phản ứng sáng I bao gồm một chuỗi liên tục các phản ứng oxi hoá khử Hệ sắc tố I thực hiện phản ứng ánh sáng I Ở đây diệp lục a700 còn gọi là P700 giữ vai trò trung tâm phản ứng, nơi thu nhận và tích luỹ năng lượng từ các sắc tố chuyển tới

3 Photphoryl hóa vòng

Phản ứng I có thể xảy ra một cách độc lập và hình thành con đường vận chuyển điện tử vòng trong quang hợp Phản ứng bắt đầu từ trung tâm phản ứng P700 Trước hết P700 hấp thụ ánh sáng có bước sóng ngắn hơn 730nm và trở thành dạng kích động điện tử, nó nhường một điện tử giàu năng lượng cho chất nhận điện tử giàu năng lượng cho chất nhận điện tử đầu tiên là X (chất chưa rõ bản chất) rồi chuyển tiếp cho ferredoxin, cytocrom

3 Photphoryl hóa vòng

Trong phản ứng sáng I có thể xảy ra một khả năng vận chuyển điện tử khác mà không phải vận chuyển vòng Đó là điện tử tách ra từ P700 không quay về P700 mà nó được vận chuyển tới ferredoxin – NADP – reductaza và điện tử được chuyển tới NADP là chất nhận điện tử cuối cùng của phản ứng sáng I Mặt khác sự vận chuyển  H+ tới NADP (nicotinamit adenin dinucleotit photphat) tạo NADPH2, gọi là đồng hoá, để khử CO2 trong pha tối của quang hợp Điện tử mất đi  từ P700được bù lại từ phản ứng ánh sáng II, b6f và cuối cùng lại trở về P700

3 Photphoryl hóa vòng

3 Photphoryl hóa vòng

Chu trình này được Calvin và Benson (Mỹ) nghiên cứu từ năm 1946 và công bố kết quả vào năm 1954, đối tượng nghiên cứu là tảo Chlorella bằng việc sử dụng nguyên tố đồng

ứng pha tối và đặt tên là chu trình Calvin gồm các phản ứng khử cacbonic thành hexoza với sự tham gia của ATP và NADPH của pha sáng

4 Chu trình Calvin – Benson (Chu trình C3)

Giai đoạn 1: gồm các phản ứng cố định CO2 với ribulozo – 1,5 diphotphat thành phân tử đường 6C thủy phân thành 2 phân tử 3C

Giai đoạn 2: gồm các phản ứng biến đổi axit 3

photphoglyceric thành fructozo – 6 photphat

Giai đoạn 3: tái sinh Ribulozo – 1,5 diphotphat.

Chu trình Calvin cho thấy để khử 1 phân tử CO2cần cung cấp 3 ATP và 2 NADPH2 vì vậy để tổng hợp 1 hexoza cần 18 ATP và 12 NADPH

4 Chu trình Calvin – Benson (Chu trình C3)

Năm 1943 Cacvanho nghiên cứu cấu trúc lục lạp của lá mía nhận thấy cấu trúc của chúng không đồng đều.

20 năm sau Tach và Capilov cũng thấy cấu trúc như vậy, cho rằng sản phẩm sơ cấp của quang hợp là axit malic và aspatic

Korschark Hartt, (1965), Hatch và Slack năm 1968 cho rằng ở mía A3PG không phải

mà là axit oxaloacetic axit malic và aspatic

5 Chu trình Hatch – Slack (Chu trình C4)

Chu trình phân thành 2 phần:

Phần 1:

Axit photphoenolpiruvic + CO2 + H2O → axit oxaloacetic +

H3PO4 (xúc tác Mg 2+ )

Phần 2: Ru – 1,5 – P hay glycolaldehit photphat sẽ tiếp nhận

các sản phẩm có 4C (axit oxaloacetic và axit malic) để tạo nên

A3PG đi vào chu trình Calvin.

5 Chu trình Hatch – Slack (Chu trình C4)

Chu trình ornithin hay chu trình urea mô tả

sự chuyển hoá ammonia thành urea Chu trình ornithin xảy ra ở gan, urea được vận chuyển đến thận để đào thải ra ngoài

5 Chu trình Ornithin

Quá trình tổng hợp ure gồm ba bước

- Sự tổng hợp cacbamylphosphat: là con đường

trao đổi NH3 phổ biến ở sinh vật Tuỳ cơ thể chất cho nitơ có thể là NH3 hay glutamin

- Sự tổng hợp arginin

+ Từ cacbamyphosphat và ornithin kết hợp thành xitrulin

+ Xitrulin sẽ kết hợp với axit aspartic tạo thành axit arginosuccinic

+ Axit arginosuccinic bị phân giải thành arginin và ure

- Sự tạo thành urea: do sự thuỷ phân arginin tạo

thành urea xảy ra ở gan

6 Chu trình Ornithin

Rodopsin là một hợp chất của retinal và một loại protein gọi là opsin Trong bóng tối,

rodopsin được tạo thành do cis-retinal kết hợp với opsin.

7 Chu trình hoạt hóa và tổng hợp

Rodopsin của quá trình cảm quang

ở mắt người

Rodopsin là một hợp chất giúp mắt nhạy cảm với ánh sáng và nhìn thấy

mọi vật Ở ngoài sáng, rodopsin bị phân giải thành opsin và trans-retinal

Trans-retinal lại bị biến đổi để tạo retinal hoặc bị phân giải thuận nghịch.

cis-7 Chu trình hoạt hóa và tổng hợp

Rodopsin ở quá trình cảm quang

ở mắt người

7 Chu trình hoạt hóa và tổng hợp

Rodopsin ở quá trình cảm quang

ở mắt người

8 Chu trình Alanin-glucose

Alanin được tạo ra ở trong cơ và chuyển

đến gan theo đường máu,

đến gan alanin sẽ được chuyển thành pyruvat và α-cetoglutarat chuyển thành

glutamat.

8 Chu trình Alanin-glucose

8 Chu trình Alanin-glucose

9 Chu trình cozi

Khi cơ hoạt động căng thẳng, nguồn cung

dụng ATP hầu hết từ quá trình đường

phân, do đó lactat được tạo thành nhiều sẽ gây độc cho cơ thể do tế bào nhiễm toan Chu trình cozi sẽ khắc phục nhược điểm

trên

9 Chu trình cozi