CHUYỂN hóa NĂNG LƯỢNG SINH học ppt _ HÓA SINH

Bài giảng pptx các môn chuyên ngành Y dược hay nhất có tại “tài liệu ngành dược hay nhất”; https://123doc.net/users/home/user_home.php?use_id=7046916. Slide hóa sinh ppt dành cho sinh viên chuyên ngành Y dược. Trong bộ sưu tập có trắc nghiệm kèm đáp án chi tiết các môn, giúp sinh viên tự ôn tập và học tập tốt môn hóa sinh bậc cao đẳng đại học chuyên ngành Y dược

Bài giảng Hóa sinh

CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG

SINH HỌC

Bài giảng pptx các môn chuyên ngành Y dược hay

MỤC TIÊU :

- Trình bày được những khái niệm về phản ứng oxy hoá khử, sự phosphoryl hoá và sự khử phosphoryl, đặc biệt là vai trò của các liên kết phosphat giàu năng lượng và hệ thống ADP - ATP

- Phân tích được bản chất và quá trình chuyển biến của sự hô hấp tế bào

- Trình bày và phân tích được chu trình Krebs.

thể, đến khi chất cặn bả được đào thải ra ngoài

- Xảy ra qua nhiều khâu, qua nhiều chất trung gian, những chất trung gian gọi là sản

phẫm chuyển hóa.

1.1.2 Đồng hóa và dị hóa :

- Đồng hóa :

+ Là quá trình biến đại phân tử hữu cơ có tính đặc hiệu theo nguồn gốc thức ăn thành các đại phân tử đặc hiệu của cơ thể : glucid, lipid, protid, acid nucleic

+ Xảy ra qua 3 bước : Tiêu hóa : thủy phân các đại phân tử đặc hiệu của

thức ăn thành các đơn vị cấu tạo không đặc hiệu nhờ các enzym thủy phân trong dịch tiêu hóa

Hấp thụ : sản phẩm tiêu hóa cuối cùng sẽ được hấp thu qua niêm mạc ruột non vào máu và bạch huyết (bằng cơ chế vận chuyển, khuyếch tán, )

Tổng hợp : từ máu ( mô và được tế bào sử dụng tổng hợp

thành những đại phân tử có tính đặc hiệu của cơ thể ( có thể đặc hiệu cho loài và cho mô), quá trình tổng hợp này cần năng lượng

- Dị hóa : là phân giải các đại phân tử

sử dụng của tế bào mô thành các sản phẩm đào thải ( Ví dụ : phân giải 1 chất thành

chất nhỏ hơn và có thải ra năng lượng

( thoái hóa )

Hai quá trình này ngược chiều nhau, nhưng luôn thống nhất và đi đôi trong cơ

1.2 Năng lượng tự do và công :

- Các dạng công : + Công thẩm thấu : Giúp cho sự vận chuyển tích cực qua màng chống lại Gradient nồng độ Ví dụ: sự hấp tái thu ở ống thận ( Grad: sự sai biệt)

+ Công hóa học : giúp cho sự co duỗi các bào quan, tế bào

+ Các dạng công ít gặp : công điện học, quang học

- Phân biệt phản ứng hay hiện tượng OXH (hoặc khử ) và chất OXH ( hoặc khử )

+ Phản ứng hay hiện tượng OXH là hiện tượng

-+-

+-

OXHKhửChất

+-

+

+

-OXHKhử

Phản ứng

Hiện

tượng

OH

Ví dụ: cặp OXH - khử Fe2+ ( hay còn gọi là hệ thống )

2.2 Thế năng OXH - khử ( E )

- Tùy theo nhiệt độ các thành phần OXH và Khử mà 1 cặp

OXH - khử có xu hướng nhận e- nhiều hay ít, xu hướng này tạo cho dung dịch 1 thế năng gọi là thế năng OXH - khử , và tính theo công thức Nernst :

E : Thế năng OX - khử

E0 : là thế năng OXH - Khử chuẩn

n : số e- trao đổi hay di chuyển

Thế năng OX - Kh biểu hiện cho nhận e của hệ

thống : hệ thống có E thấp ( nồng độ chất khử

lớn thì xu hướng phóng e- cao), nghĩa là hệ thống

có E thấp dễ cho e- và ngược lại hệ thống có E cao

dễ nhận e- Hydro hay e- sẽ chuyển từ hệ thống có

E thấp đến hệ thống có E cao

E’o : thế năng OXH - khử chuẩn ở điều kiện pH =

7, và luôn được cho trước và từ đó cho chúng ta

tính trước chiều hướng phản ứng.

VD2 : NAD + / NADH,H+ E’o = - 0,32 ( thấp )

FAD / FADH2 E’o = - 0,06 ( cao) NADH,H+ + FAD NAD + + FADH2

VD3: Cytb Fe3+ / Cytb Fe2+ E’o = + 0,03 ( thấp )

Cytc Fe3+ / Cytc Fe2+ E’o = + 0,25 ( cao )

3 Phosphoryl hóa và khử phosphoryl :

3.2 Các loại liên kết phosphat :

Phân loại dựa vào năng lượng tự do được giải phóng khi cắt đứt liên kết đó

3.2.1 Liên kết phosphat nghèo năng lượng :

Khi năng lượng giải phóng vào khoảng 2

- 4 kcal/mol hoặc < 5 kcal/mol

Ký hiệu : - P ( Trong các liên kết phosphat chỉ có este phosphat là nghèo năng lượng)

3.2.2 Liên kết giàu năng lượng :

Năng lượng giải phóng trên 7 kcal/mol : ký hiệu ~ P Tương đối không bền : dể tạo thành và dể cắt đứt

3.2.3 Vai trò phosphoryl hóa khử phosphoryl :

* Trong việc vận chuyển, tích trữ và sử dụng năng lượng Đặc biệt là các liên kết phosphat giàu năng lượng nhất là

hệ thống ATP, ADP

- Khi ATP nhận thì sẽ chuyển sang cho Creatin

Creatin + ATP == Creatin P + ADP

- ATP là kho dự trử năng lượng số 1

- Creatin P là kho số 2

Khi lượng ATP giảm > Creatin P sẽ chuyển phosphat sang ADP để tái tạo ATP rồi

mới được sử dụng Ta thấy :

Năng lượng do quá trình thoái hóa các chất không đưọc sử dụng ngay mà bắt buộc

4 Sự hô hấp tế bào :

4.1 Sự hô hấp trong và ngoài cơ thể :

- Bên ngoài cơ thể : C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + 688kcal

O2 của không khí trực tiếp tác dụng với C và H của chất hữu cơ để tạo ra CO2 và H2O Năng lượng tỏa ra cùng 1 lúc và nhiệt độ tăng cao, có thể có ngọn lửa

- Bên trong cơ thể : nếu đốt cháy một phân tử glucose thì

nó cũng giống phản ứng trên, nhưng nó xảy ra trong điều kiện nhẹ nhàng vừa phải T0 = 370C, năng lượng đuợc giải phóng dần dần, chưa cần thì trử lại bên trong cơ thể O2 không tác dụng

B,D : cơ chất ( S) mất H ( SH2 )

E : acid carboxyl

- Chất hữu cơ bị tách dần từng cặp 2H chuyển tới oxy để tạo ra

* Khử carboxyl : RCOOH -> RH + CO2

Giải phóng một ít năng lượng và năng lượng đó tỏa ra dưới dạng nhiệt , không sử dụng

được, không có sự tham gia của oxy

* Tạo H2O : Cặp 2H tách khỏi SH2 được vận chuyển qua một hệ thống enzym của chuổi

HHTB ở màng trong của thể ty đưa tới oxy thở

vào, trong quá trình đó H2 sẽ nhả è thành ion H+

( là dạng hoạt hóa của H ) và oxy nhận è để trở

- Có sự cho và nhận è ( của H2 và O2 ) nên thực chất của sự HHTB là quá trình oxy hóa - khử và nó xảy ra trong cơ thể nên ta còn gọi là oxy hóa - khử sinh học (hoặc oxy hóa sinh học) giải phóng năng lượng cho

cơ thể sử dụng Đó là nguồn năng lượng phong phú

4.2 Chuổi hô hấp tế bào ( HHTB )

4.2.1 Sơ đồ

4.2.2 Diển biến của chuổi HHTB :

- H2 và cặp è được chuyển qua nhiều enzym theo một thứ tự nhất định do E’o quyết định , đi từ E’o thấp đến cao

- Nó xảy ra qua 2 giai đoạn lớn và nhiều khâu, chia 2 giai đoạn :

- Kết quả tạo H2O, nhưng cũng có khi tạo

H2O2 ( sẽ có catalaz khử )

- Chuổi HHTB có thể dài hay ngắn tùy SH2 ( cơ chất cho H2 )

4.2.2 Diển biến của chuổi HHTB :

- H2 và cặp è được chuyển qua nhiều enzym theo một thứ

tự nhất định do E’o quyết định , đi từ E’o thấp đến cao

- Nó xảy ra qua 2 giai đoạn lớn và nhiều khâu, chia 2 giai đoạn :

4.2.3 Năng lượng :

- Năng lượng tỏa ra nhiều và khoảng 50%

chứa dạng nhiệt, 50% tích trử dưới dạng P ( nối

cao năng )

- Năng lượng này được giải phóng dần qua các khâu, nhiều hay ít tùy theo mức chênh lệch (E’o giữa 2 hệ thống kế tiếp nếu (E’o lớn > giải

phóng Q nhiều và tích trử dưới dạng ATP và ngược lại

- Trên nguyên tắc 1 phản ứng oxy hóa nào có

Q phóng thích lớn hơn 7,3 kcal/mol

( # ∆ E’o ≥ 0,5volt ) thì phản ứng sẽ được gắn với sự phosphoryl hóa để tạo ATP

- Mối tương quan giữa ∆ G’o và ∆ E’o :

- ATP được tạo ra ở 3 vị trí trong chuổi HHTB

+ NADH, H+ và FAD + Cytb &Cytc

+ Cyta & O2

- Có sự ghép giữa phản ứng oxy hóa & phosphoryl

hóa, năng lượng được giải phóng do oxy hóa, tích trử nhờ phosphoryl hóa ( ADP -> ATP ) ta gọi là quá

- Trung bình 1 chuổi HHTB vận chuyển 2H mỗi lần thì tích trử được 3 ATP Nhưng cũng tùy cơ chất, mà chuổi HHTB dài ngắn khác nhau, lượng ATP phóng thích nhiều ít khác nhau

5 Chu trình Krebs :

5.1 Sơ đồ :

- Chu trình kerbs là giai đoạn thóai hóa chung cuối cùng của glucid, lipid, protid nơi cung cấp cơ chất cho H2 nhiều nhất, và xảy ra trong điều kiện hiếu khí và trong thể ty

- Từ OAA là 1 diacid có 4C nó sẽ gắn với 1 mẩu acetyl CoA có 2C cho hợp chất có 6C Các quá

trình oxy hoá liên tiếp sẽ cắt 2C giải phóng 2CO2

và xuất hiện 1 OxaloAcetat mới tiếp tục chu trình mới

Sơ đồ tổng quát chu trình Krebs :

C2 acetyl CoA

SƠ ĐỒ CHI TIẾT CHU TRÌNH KREBS

- Thực tế 1 C của acetyl CoA vào chu trình Krebs không được chuyển thành CO2 ở

vòng đầu tiên, mà nó đưọc giữ lại trong

OAA tái tạo, còn 2CO2 do khử Carboxyl

của 2 nhóm -COOH của OAA, OAA được tái tạo trong đó 2 C mới được thay thế ==>

5.3 Vị trí , đặc điểm, ý nghĩa :

Vị trí trong chuyển hóa các chất : Chu trình Krebs là giai đoạn 3 của sự thoái hóa chung và cuối cùng của G, L, P

G,L,P có nhiều con đường chuyển hóa khác nhau nhưng trong đó có nhiều con đưòng dẩn đến sản phẩm thoái hóa chung là Acetyl CoA, và Acetyl CoA được thoái hóa qua chu trình Krebs

G,L,P được thoái hóa qua 3 giai đoạn :

Acetyl CoA

- Giai đoạn 3 : từ acetylCoA vào chu trình Krebs

SƠ ĐỒ CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT

* Chu trình Krebs cung cấp SH2 nhiều nhất và Hydro được chuyển đến chuổi HHTB tới oxy thở vào tạo H2O

Kèm theo quá trình phosphoryl hóa tích trữ năng lượng dạng ATP chu trình Krebs và chuổi HHTB xảy ra trong thể ty, trong điều kiện hiếu khí cung cấp nhiều năng lượng nhất ==> như vậy thể ty như 1 nhà máy cung cấp năng lượng cho tế bào

* Ngoài ý nghĩa năng lượng , còn có ý nghĩa tổng hợp chu trình Krebs cung cấp nhiều tiền chất cho sự tổng hợp nhiều chất khác

VD : Succinyl CoA là tiền chất để tổng hợp HEM cho sự tiêu dùng của thể Ceton ở các mô

+ OAA dùng để tân tạo Glucid, còn có thể chuyển thành Aspartic

+ Citrat giữ vai trò chuyển Acetyl CoA từ trong thể ty ra tế bào chất để tổng hợp Acid béo

Tài liệu tham khảo

Bài giảng Hóa sinh BM Hóa sinh ĐHYD TP HCM

Harper’ s Biochemistry