BIẾN DƯỠNG GLUCID 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 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

Đại cương.

-Hô hấp là gì ?

-Vai trị của hơ hấp ?

-Cơ chất của sự hơ hấp ?

-Sản phẩm của quá trình

hơ hấp ?

-Các cơ chế hĩa học của

quá trình hơ hấp?

Hiện tượng hô hấp là gì ?

• Hơ hấp là quá trình oxyd hĩa các hợp chất, chất hữu cơ trong tế bào động vật, thực vật và vi sinh vật.

• Cĩ hai kiểu hơ hấp

• Hơ hấp hiếu khí: Cĩ sự tham gia của oxy

• Hơ hấp kỵ khí: Khơng cĩ sự tham gia của oxy

• Giữa hai quá trình hơ hấp hiếu khí và kỵ khí cĩ chung nhau một giai đoạn là chu trình đường

phân

• Sản phẩm cuối cùng của chu trình đường phân

là acid pyruvic

Vai trò của hô hấp ?

• Cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống

• Cung cấp năng lượng cho các phản ứng tổng hợp

• Cung cấp nguyên liệu cho các phản ứng tổng hợp các sinh chất cho cơ thể

Cơ chất của sự hô hấp

• Cơ chất hô hấp của tế bào là glucid,

protid, lipid

• Mỗi chất có một hệ số hô hấp khác nhau

• Hệ số hô hấp là tỉ số giữa lượng khí CO2 thải ra và khí O2 hấp thu vào trong cùng một đơn vị thời gian

HSHH = CO2 / O2

Hệ số hơ hấp

• Nguyên liệu là Glucid: HSHH

• Nếu nguyên liệu là chất béo: HSHH < 1

• Nếu nguyên liệu là acid hữu cơ: HSHH > 1

Sản phẩm của quá trình hơ hấp ?

• Hô hấp hiếu khí

CO 2 , H 2 O, năng lượng

Phương trình tổng quát của sự hơ hấp hiếu khí

C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2 O G = 686 Kcalo

• Hơ hấp kỵ khí

– Rượu ethylic, acid lactic, acid butyric, acid propionic,

năng lượng

Sự phân giải Polysaccharid

• Phản ứng thủy phân (Hydrolyse): Xảy ra đối với sự phân giải tinh bột.

• Phản ứng phosphoril phân

(phosphorylase): xảy ra với Glycogen

• Sự thủy phân tinh bột

– Tinh bột bị thủy phân bởi các enzym amilase

thuộc nhóm hydrolase

Enzym α amilase

• Mã enzym: (EC 3.2.1.1)

• Kiểu enzym thuỷ phân: endo-acting

• Cơ chất: tinh bột, glycogen

• Vị trí cắt: Liên kết glycosid 1-4 bên trong dây tinh bột không cắt liên kết glycosid 1-6

• Sản phẩm sau thuỷ phân: Dextrin

Enzym β amilase

• Mã enzym: (EC 3.2.1.2)

• Kiểu thuỷ phân: Nhóm exo-acting

Enzym cắt từ đầu không khử

• Vị trí cắt: Liên kết glycosid 1-4

Không cắt liên kết glycosid 1- 6

• Sản phẩm : β maltose

Glucose amilase

• Mã enzym (EC 3.2.1.3)

• Kiểu enzym : Exo – acting

• Cắt kiên kết glucosid 1-4 từ đầu không khử

• Sản phẩm: Glucose

Sự phân hủy Glycogen

• Glycogen sẽ bị phân huỷ theo kiểu

Sự phân hủy Glycogen

Các polysaccharid khác

Thủy phân tương tự như tinh bột và glucogen

•Cellulose bị thủy phân dưới tác dụng cellulase.

•Inuline bị thủy phân nhờ enzym inulase.

•Chitin bị thủy phân nhờ enzym chitinase

•Xilan bị thủy phân nhờ enzym xilanase

Sự phân hủy Oligosaccharid

Enzym phân hủy oligosaccharid là các

glucosidase.

- Maltose + maltase 2 Glucose

-Saccharose +  fructosidase Glucose +

Fructose

Lactose + lactase Glucose + Galactose

Sự phân hủy

Monosaccharid

• Tất cả Glucid đều bị phân hủy

thành sản phẩm cuối cùng là

monosaccharid

• Các monosaccharic sẽ bị oxy hóa để tạo thành CO 2 và H 2 O và

phóng thích năng lượng.

• Nếu sự oxy hóa không hoàn toàn

ta sẽ có các sản phẩm trung gian của các phản ứng lên men

• Sự oxy hóa glucid còn gọi là sự hô hấp Người ta phân biệt ra hai loại

hô hấp: hô hấp kỵ khí và hô hấp

hiếu khí.

• Giữa hai hiện tượng hô hấp háo

khí và kỵ khí có chung nhau giai

đoạn phân hủy ban đầu đó là

giai đoạn của chu trình đường

phân hay chu trình

Embden-Mayerhof-Parnass

Chuyển hóa của acid pyruvic trong điều kiện

yếm khí.

1 Sự lên men lactic

2 Sự lên men rượu

3 Lên men Propionic

Sự lên men lactic

Sự lên men lactic là quá trình chuyển hóa kỵ khí đường tạo acid lactic dưới tác dụng của vi khuẩn lactic.

Điều kiện lên men

Nhiệt độ : 10 0 C  40 0 C.

Nguyên liệu lên men :

Trong công nghiệp:

Rỉ đường, mật mía, Tinhbột.

Nguyên liệu chứa glucose, saccharose, maltose,…

Tác nhân lên men

vi khuẩn lactobacteriacea

Cơ sở khoa học của sự lên men lactic

Chu trình Đường phân

– Glucose Acid pyruvic

Các kiểu lên men lactic

Lên men lactic đồng hình

• Sản phẩm tạo thành chỉ là acid lactic

• Trong tế bào vi khuẩn không có enzym carboxylase nên acid pyruvic không bị biến đổi sâu xa hơn.

Lên men lactic dị hình.

• Ngoài acid lactic còn có hàng loạt sản phẩm

khác

– Acid succinic – Etanol

– Acid acetic – Khí CO2

Ứng dụng sự lên men

Cơ sở khoa học của sự lên

Giai đoạn 1: Giai đoạn đường phân

Glucose Acid pyruvic

Cơ sở khoa học của sự lên

men rượu

Giai đoạn 2

enzym pyruvat decarboxylase

• CH 3 – CO – COOH CH 3 – CHO + CO 2

• Acid pyruvic Aldehyd

acetic

• Giai đoạn 3

Điều kiện lên men rượu

•pH acid (pH = 4 – 5)

-Sản phẩm chính là C 2H 5OH

•pH kiềm ( hoặc cho vào môi trường Bisulfit Natri, NaHCO3

hoặc Na2HPO4 -Sản phẩm

chính là Glycerin  40%

- Sản phẩm phụ là rượu và acid acetic

Điều kiện lên men rượu

• Tác nhân xúc tác quá trình

đường hóa:

Nấm mốc Mucor hay Aspergillus

Niger

• Thời gian đường hĩa : 4 – 6 giờ

• Tác nhân lên men rượu:

Nấm men saccharomyces

• Thời gian lên men: Sau 48 giờ.

Điều kiện lên men rượu

• Nguyên liệu sản xuất rượu

• Nguyên liệu có sẵn đường: Mật mía, rỉ đường, nước ép trái cây.

Sắn, ngô, khoai, gạo, nếp,

Phải qua giai đoạn đường hóa

(thủy phân tinh bột  đường)

Lên men Propionic

● Quá trình lên men propionic là quá trình quan trọng trong việc chế biến Fromage từ sữa.

● Quá trình lên men propionic là quá trình chuyển hóa đường, acid lactic

thành acid propionic.

Lên men Propionic

● Cơ chế quá trình lên men propionic

-Giai đoạn đầu tương tự như quá trình lên men lactic đồng hình tạo acid lactic,

-Sau đó acid lactic biến đổi tiếp thành acid propionic

Chuyển hóa của acid pyruvic trong

điều kiện có oxy

• Trong điều kiện có oxy acid pyruvic sẽ được oxyd hóa hoàn toàn theo chu trình Krebs

• Nguyên liệu đầu tiên tham gia trong chu trình Krebs là Acetyl Coenzym A

• Quá trình chuyển hóa acid pyruvic thành

acetyl coenzym A xảy ra tại ty thể

Sơ đồ tế bào và ty thể

Ty thể

Sự phân bổ hệ enzym trong ty thể

Chứa những enzym thực hiện

phản ứng tổng hợp coenzym A, NAD dehydrogenase

Sự phân bổ hệ enzym trong ty thể

• -Lớp giữa: chứa enzym Kinase,

Phosphorylase thực hiện phản ứng tổng

hợp hay phân hủy ATP.

• -Màng trong: chứa enzym vận chuyển hydro

và điện tử như FMN, FAD dehydrogenase

• Bên trong lớp màng trong của ty thể là

chất nền Matrice, là nơi có các enzym thực hiện phản ứng oxyt hóa acid pyruvic

thành actyl CoA.

Sự hình thành hợp chất

trung gian Acetyl – Coenzym A từ acid

pyruvic

▪ Khi có mặt O2, Acid pyruvic sẽ bị oxyt

hóa thành Acetyl CoA.

▪ Enzym tham gia phản ứng là Pyruvat

dehydrogenase

▪ Cấu tạo của pyruvat dehydrogenase

Enzym nhị cấu tử có coenzym là:

-NAD ( Nicotinamic Adenin Dinucleotid) -Thiamine pyrophosphate,

-Acid lipoic.

Sự hình thành hợp chất trung

gian Acetyl Coenzym A từ acid

pyruvic

Chức năng của pyruvat dehydrogenase: -Khử CO2 và khử hydro của Acid Pyruvic

Nhóm hoạt động của enzym

pyruvat dehydrogenase:

- Lipothiamine pyrophosphate ( LTDP)

Sự hình thành hợp chất

trung gian Acetyl –

Coenzym A

• Giai đoạn 1:

• Nhóm LTDP sẽ tác động lên

acid pyruvic  hợp chất Acyl

Mercaptan và CO2 Khi đó LTDP

trở thành dạng khử

• Giai đoạn 2:

• Acyl mercaptan sẽ được chuyển đến gốc CoASH dưới tác dụng của enzym Lipoat acyl transferase để trở thành Acetyl CoA và

phóng thích nhóm LTDP ở dạng khử

• Giai đoạn 3:

• NAD sẽ tham gia phản ứng nhận

2 nguyên tử Hydro từ LTDP dạng khử để trở thành NADH2 và

LTDP trở lại dạng oxy hóa như ban đầu

Ý nghĩa của chu trình Krebs

• Là con đường chung của sự oxyt hóa tất cả mọi chất dinh dưỡng

• Trong đó Acetyl CoA là sản phẩm trung gian của sự trao đổi của

glucid, lipid và các Acid amin

• Khi Acid Pyruvic bị oxy hóa qua chu trình Krebs, hàng loạt sản phẩm trung gian sẽ được hình thành

Ý nghĩa của chu trình Krebs

• Sản phẩm trung gian là nguyên

liệu để tổng hợp nhiều chất

cần thiết cho cơ thể

– Acetyl CoA còn là nguyên liệu để tổng hợp Acid béo

– Acid oxaoacetic,  cetoglutaric là nguyên liệu tổng hợp các amino acid khác như asparagine và glutamic.

Năng lượng được phóng thích trong chu trình Krebs

• Khi oxy hóa 2 nguyên tử của NADH 2 trong

chuỗi hô hấp thì sẽ tạo ra 3 phân tử ATP.

• Khi oxyt hóa 2 nguyên tử Hydro của FADH 2trong chuỗi hô hấp thì sẽ tạo ra 2 phân tử ATP.

Như vậy:

• 4 cặp Hydro của 4 phân tử NADH 2  12 ATP.

• 1 cặp Hydro của FAD  2 ATP.

• 1 phân tử GTP  1 ATP.

• Vậy khi oxyt hóa hoàn toàn 1 phân tử Acid Pyruvic ta sẽ được 15 ATP.

Chuyển hóa Acid Pyruvic

theo chu trình Glyoxylic

• Kronberg và cộng tác viên

(1953)

Tìm ra chu trình glyoxylic

• Chu trình này là cơ sở của sự

chuyển hóa lipid thành glucid

• Quá trình này thường xảy ra khi hạt nảy mầm

Chu trình Glyoxylic

Sự oxyt hóa trực tiếp

Monosaccharid

Ý nghĩa chu trình pentose

phosphate

• Tạo thành các sản phẩm trung gian là các đường Ribose là nguyên liệu cần thiết cho sự tổng hợp acid béo, steroid, amino acid.

• Năng lượng được phóng thích sẽ dự trữ

ở dạng NADPH 2 thay vì NADH 2

• Đường hướng pentose phosphate còn là nguồn cung cấp năng lượng,

– Các sản phẩm trung gian có thể tham gia quá trình tổng hợp Hexose Phosphate.

– Hexose Phosphate sẽ tham gia vào chu trình

glycolyse chu trình Krebs.

SINH TỔNG HỢP

GLUCID

GLUCID

Tổng hợp monosaccharid

Monosaccharid được tổng hợp từ cây xanh nhờ quá trình quang hợp

Phương trình tổng quát của quá trình quang hợp

6 CO 2 + 6 H 2O C 6 H 12O 6 + 6 O 2

Dòng carbon và năng lượng trong một hệ sinh thái ( Prescott và cs, 2005)

Sắc tố quang hợp

• Diệp lục tố là sắc tố quang hợp chính của cây xanh

• Có 2 dạng diệp lục tố

– Diệp lục tố a (quan trọng nhất)

– Diệp lục tố b

• Ơû tảo và vi khuẩn cũng có sắc tố quang hợp là Bacterochlorophyll.

• Sắc tố phụ hay sắc tố bổ sung

– Carotenoid,

– Phicobilin.

Cơ chế quang hợp

• Quá trình quang hợp gồm hai pha pha

sáng và pha tối

• Pha sáng

– Xảy ra trong điều kiện cĩ ánh sáng

– Vận tốc phản ứng xảy ra rất nhanh (10 -12 giây) – Vai trị:

• Quang phân ly nước tạo oxyd

• Tạo năng lượng cung cấp cho pha tối

Pha tối

• Xảy ra trong điều kiện không cần ánh

sáng

• Vận tốc của phản ứng chậm hơn vận tốc phản ứng của pha sáng (10-6 giây)

• Các phản ứng của pha tối:

• Phản ứng cố định CO2 và khử CO2 để

tổng hợp glucid

1.Pha sáng

• Sự quang phân ly nước

• Nước sẽ bị phân tách để

diệp lục tố và ánh sáng.

H 2 O 2 H+ + 2 e- + ½ O2 NADP + + 2 e- + 2 H + NADPH 2

Quang phosphoryl hóa

Quang phosphoryl hóa không vòng

Quang phosphoryl hóa

có vòng

Các phản ứng pha tối

• Pha tối bao gồm những phản ứng cố

định CO2 và khử CO2 để tổng hợp

glucid

• Toàn bộ quá trình này xảy ra trong

Stroma của diệp lạp

• Quá trình gồm nhiều bước, mỗi

bước đều được xúc tác bởi một loại enzym

• Toàn bộ các phản ứng tạo thành

một chu trình gọi là chu trình Calvin.

• Giai đoạn tạo đường Hexose

và tái tạo chất nhận CO2

Các phản ứng pha tối

Chu trình Calvin

1 Giai đoạn Carboxyl hóa

Ribulose 1-5 diphosphate Acid

3-phosphoglyceric

carboxylase

Giai đoạn khử:

1 Phản ứng phosphoryl hĩa acid 3phosphoglyceric

Acid 3 P-glycerid Acid 1-3

diP-glycerid

Enz phosphoglycerat kinase và ATP

• Acid 1-3 diphosphoglycerid bị khử để tạo thành Aldehyd 3 phosphoglycerid

và phóng thích Phosphate vô cơ,

• Enzym xúc tác: Triophosphate

dehydrogenase có coenzym là NADPH2

3.Giai đoạn tạo đường

Hexose

Tái tạo chất nhận CO 2 (Ribulose 1-5

diphosphate)

- Erithrose 4P vừa thành lập sẽ kết hợp với Dioxyd Aceton phosphate

tạo Sedoheptulose – 7P, enzym tham gia là transaldolase

-Sedoheptulose 7P kết hợp với Aldehyd 3P

glycerid để tạo Ribose 5P và Xilulose 5P, enzym

tác động là Transaldolase

The Calvin cycle and its relationship to the synthesis of cell materials

Sự chuyển hóa năng lượng

trong chu trình Calvin

SINH TỔNG HỢP CÁC

OLIGOSACCHARID VÀ POLYSACCHARID

Sinh tổng hợp

Saccharose.

Sinh tổng hợp tinh bột

• Tinh bột được tổng hợp từ

• glucose 1P

• Enzym tham gia là Phosphorilase

• Enzym Q tổng hợp amilopectin

Sinh tổng hợp Cellulose

Nguyên liệu dùng tổng hợp cellulose

là GDP-Glucose chứ không phải UDP-

Glucose

GDP – Glucose + chất mồi Cellulose + GDP

Sự biến đổi tương hỗ các

Monosaccharid Glucose chuyển hóa thành Fructose

• Giai đoạn đầu: Glucose phải được phosphoryl hóa nhờ ATP để trở thành Glucose 6P

• Tiếp đến Glucose 6 Phosphate được đồng

phân hóa thành Fructose 6P

• Enzym phosphatase sẽ thủy phân

Fructose 6P để tạo Fructose và P vô cơ.

Glucose chuyển hóa

thành Mannose

Sự biến đổi thuận nghịch

Galactose  Glucose

Tóm tắt

• Hô hấp kỵ khí (Anaerobic respiration)

A Tạo ra ít năng lượng (2phân tử ATP )/ 1 phân tử

glucose

B Sản phẩm tạo thành:

1 ethanol khi lên men rượu

2 lactic acid khi lên men lactic

• Hô hấp hiếu khí ( Aerobic respiration)

A Xãy ra khi có sự hiện diện của O 2 như chất nhận e

1 Oxyd hoá hoàn toàn glucose thành CO 2 & H 2 O

2 Năng lượng thải ra tối đa

a 38 ATP / 1 phân tử glucose

Tóm tắt

• Các giai đoạn của quá trình hô hấp

hiếu khí

A glycolysis(Chu trình đường phân)

1 Tất cả các tế bào (hô hấp hiếu khí hay kỵ khí ) bắt đầu hô hấp với glycolysis

2 glucose chuyễn hoá thành

pyruvatequa 10 bước

3 Năng lượng tạo thành :2 ATP & 2

NADH/glucose

Tóm tắt

• tricarboxylic acid cycle = Kreb's cycle =

citric acid cycle

• 1 pyruvate bị oxyd hoá thành CO2 and

Chuổi vận chuyễn điện tử (electron transport chain :ETC)

• 1 Oxyd hoá khử NADH thành NAD+

• 2 Oxyd hoá khử FADH2 thành FAD

• 3 electrons từ NADH & FADH 2 chuyễn

• 4 oxygen kết hợp với hydrogen tạo

• Phosphoryl hoá ADP thành ATP

ADP + Pi > ATP synthesis