TÌM HIỂU về các CON ĐƯỜNG CHUYỂN hóa của 3 hợp CHẤT cơ bản (PROTEIN, LIPID, GLUCIDE) và mối QUAN hệ của CHÚNG TRONG cơ THỂ SỐNG

Na -- linked secondary transport system - Di/tri peptide = "hệ vận chuyển gắn với HH H --linked transport system ● Peptides bị cắt thành aa, trong bào tương của TB ruột non ● aa hoặc bị

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & THỰC PHẨM

-🙠🙠🙠 -BÁO CÁO MÔN HÓA HỌC THỰC PHẨM

CHỦ ĐỀ: TÌM HIỂU VỀ CÁC CON ĐƯỜNG CHUYỂN HÓA CỦA 3 HỢP CHẤT CƠ BẢN (PROTEIN, LIPID, GLUCIDE) VÀ MỐI QUAN HỆ CỦA

CHÚNG TRONG CƠ THỂ SỐNG

GVHD: Nguyễn Thị Mai Hương Lớp: DHTP15A Nhóm: 7

1 Huỳnh Ngọc Trà My 19475121

2 Nguyễn Thanh Thảo Như 19439961

3 Tô Thị Sang 19472791

4 Nguyễn Nhi Lâm Nhật Tiên 19468311

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021

A CHUYỂN HÓA PROTEIN

● Thoái hóa protein và Nitrogen của a.a

● Thoái hóa bộ khung carbon của a.a

● Tổng hợp a.a

● Chuyển aa, thành các sản phẩm chuyên biệt e.g neurotransmitter

1 Tổng quát chuyển hóa protein

Protein🙠 aa

● Dạ dày :

- HCI, pepsinogen

● Tuy :

- HCO3- và các Zymogens

- Enteropeptidase kích hoạt zymogen = > peptidase

● Ruột non :

- Amino - peptidase X oligo

- Dutri - peptidase

Sự hấp thụ a.a và các peptides

● Hấp thu vào TB ruột non :

- aa = "hệ vận chuyển gắn liền với Na" (Na linked secondary transport system)

- Di/tri peptide = "hệ vận chuyển gắn với HH (H linked transport system)

● Peptides bị cắt thành aa, trong bào tương của TB ruột non

● aa hoặc bị chuyển hóa bởi gan, hoặc được giải phóng vào trong hệ tuần hoàn chung (IUÔ tế bào)

⮚ Protein của thức ăn được tiêu hoá ở ruột thành các axit amin, axit amin qua tĩnh mạch tới gan, để vào hệ thống tuần hoàn chung

⮚ Các protein của các tổ chức cũng không ngừng thoái biến, đưa các axit amin vào máu Tất cả các axit amin do tiêu hoá thức ăn (nguồn gốc ngoại sinh) và do thoái biến protein tổ chức (nguồn gốc nội sinh) hợp lại thành một nguồn axit amin để sử dụng chung cho mọi nhu cầu của

cơ thể

⮚ Mọi tổ chức của cơ thể lấy những axit amin thích hợp từ các axit amin trên để tổng hợp thành các protein riêng của mình

Bình thường, lượng N ăn vào bằng lượng N đào thải ra (chủ yếu qua nước tiêu): hiện tượng này gọi là cân bằng N

2 Tiêu hóa và hấp thu

⮚ Các protein thức ăn bị phân cắt bởi các hydrolase đặc hiệu đối với liên

kết peptid gọi là các peptidase Peptidase được chia thành hai nhóm chính

-Endopeptidase (protease): Phân cắt các liên kết peptid ở trong chuỗi

polypeptid giải phóng các mảnh peptid lớn Các endopeptidase trong lòng ống tiêu hóa bao gồm pepsin, trypsin, chymotrysin

-Exopeptidase Các “xopeptidase” được chia thành carboxypeptidase

và aminopeptidase Aminopeptidase cắt các liên kết peptid ở đâu N tận, còn carboxypeptidase cắt các liên kết peptid ở đầu C tận

⮚ Đầu tiên Endopeptidisc phân cắt các polypeptid dài thành các peptid

nhỏ hơn Sau đó các cptid này bị phân cát bụi exopeptidase Các sản phẩm cuối chủ yếu là acid amin tự do và các dị, tripeptid được hấp thu bơi tế bào biểu mô

❖ Tiêu hóa:

Theo nguồn gốc peptidase, quá trình tiêu hóa protein được chia thành 3 pha:

Dạ dày, tụy và ruột non

⮚ Pha dạ dày

• pH thấp (< 2) của dịch vị Có tác dụng diệt khuẩn, biến tính protein và thích hợp cho hoạt động của pepsin

• Pepsin A, protease chính của dịch vị, tấn công các liên kết peptid được tạo thành bởi nhóm amino của các acid amin chứa nhăn thơm (Phe, Tyr)

• Pepsin hoạt động được tạo thành từ proenzym là pepsinogen bởi

sự cắt bỏ một đoạn peptid (44 acid amin) từ đầu N tân Sự cắt bỏ này diễn ra như một phản ứng nội phân tử (tư hoạt hóa) ở pH = 5 hoặc bởi chính pepsin hoạt động (tự Xúc tác) Peptid giải phóng

có thể gắn lại với pepsin và tác dụng như một chất ức chế pepsin

ở pH > 2

• Sản phẩm phân cát chính của pepsin là các mảnh peptid lớn và một số acid arrin tự do Các sản phẩm này có tác dụng kích thích

sự giải phóng Cholecystokinin ở tá tràng mở đầu cho pha tụy

• Ở dạ dày của trẻ nhỏ còn có enzym rennin (enzym đông vón sữa tp) thành caseinat (không tan), tạo điều kiện tốt cho pepsin tác dụng

Lượng Remin giảm dần theo tuổi, ở người lớn không có enzym này

⮚ Pha tụy:

Dịch tụy rất giàu các proenzym của endopeptidase và carboxypeptidase Các proenzym này được hoạt hóa sau khi chúng đã ở trong lồng ruột non, Enteropeptidase, một protease do tế bào biểu mô tả tràng tiết ra có vai trò chủ chốt trong quá trình hoạt hóa trypsinogen thành trypsin bằng cách cắt bỏ một hexapeptid (6 acid amin) khỏi đầu N- tân Đến lượt mình trypsin hoạt hóa (tư xúc tác) sự biến đổi trypsinogen thành trypsin manh hơn và cũng có tác dụng trên các poenzym khác để thanh enzym hoạt động như chymotrypsinogen, proelastase, procarboxypeptidase A và B

Dưới tác dụng của các peptidase tuy các acid amin tự do và các peptic nhỏ

2-8 góc acid amin) sẽ được tạo thành Các peptid này chiếm 60 % sản phẩm thoái biến protein

⮚ Pha ruột non

- Do dịch tuy không chứa các aminopeptidase, các di- và oligopeptid tiếp tục

bị phân cắt bởi aminopeptidase ruột non

- Các enzym này có nhiều ở bề mặt lòng ruột của các tế bào biểu mô ruột non (Cũng chứa các dipeptidase)

- Sản phẩm cuối của sự tiêu hóa bề mặt tế bào và các acid amin tự do di- và tripeptidase

- Các acid amin và peptid nhỏ được hấp thu theo hệ thống vận chuyển vào trong tế bào Ở đây các di- và tripeptidase bào tương thành acid amin và đưa vào tỉnh mạch cửa

Hấp thu

- Các acid amin tự do Đồng phân tự nhiên dạng L được vận chuyển tích cực qua thành ruột vào máu Quả trình vận chuyển tích cực Lacid amin cần năng lượng do ATP cung cấp và có sự tham gia của pyridoxal phosphat, Đồng phân dạng D được khuếch tán tự do vào máu Có ít nhất 6 hệ thống vận chuyển đặc hiệu để nhập các acid amin Đó là các hệ thống

- Cho các acid amin trung tính có chuỗi bên ngăn hoặc phân cực (Ser, Thr, Ala)

- Cho các acid amin trung tính có chuỗi bên thơm hoặc ky nước ( Phe, Tyr, Met, Val, Leu, le)

- Cho minoacid (Pro)

- Cho -acid amin (P -Ala Taurin) CO các acid amin base và Cystin (Lys, Ag Cys - Cys) | Cho các acid amin acid (Asp, Glu)

Các peptid :

Di- và tripeptid được vận chuyển cùng Na+ vào trong tế bào, ở đó chúng bị phân cắt thành các acid amin rồi được vận chuyển vào máu Trừ các di- và tripeptid chứa prolin và hydroxyprolin hoặc các acid amin bất thường như B -Alanin (trong carnosin và auserin), được vận chuyển ngay ra khỏi tế bào để vào tĩnh mạch cửa

* Protein nguyên vẹn

Được hấp thu bởi ruột non bào thai và trẻ mới sinh theo cơ chế “ẩm bào” Cơ chế này quan trọng cho sự vận chuyển kháng thể (Y globulin) Sự nhập protein theo kiểu này không quan trọng về mặt dinh dưỡng và thường giảm dần sau khi sinh Cơ chế này còn tồn tại ở mức độ thấp để hấp thu các đại phân tử kháng nguyên cho sự tạo thành kháng thể

B CHUYỂN HÓA LIPID

❖ Chuyển hóa lipid là quá trình tổng hợp và phân giải chất béo trong tế

bào, và cũng liên quan đến quá trình phân giải hoặc dự trữ chất béo để

dự trữ năng lượng Những chất béo này thu được từ thức ăn hoặc được tổng hợp trong gan

- Chuyển hóa lipid thường được coi là quá trình tiêu hóa và hấp thu

chất béo có trong thức ăn

- Chuyển hóa lipid thường bắt đầu bằng phản ứng thủy phân, xảy ra

với sự hỗ trợ của các enzyme khác nhau trong hệ tiêu hóa

+ Tiêu hóa: Sự tiêu hóa lipid thực chất là sự thủy phân triglycerid xảy ra theo từng giai đoạn ở hành tá tràng nhờ tác dụng của enzym lipase cùng với sự tham gia của các tác nhân nhũ tương hóa là mật

và muối mật

+ Hấp thu: Hỗn hợp lipid bị thủy phân chưa hoàn toàn được hấp thu qua màng ruột ở dạng nhũ tương nhờ các acid mật Glycerol và acid béo mạch ngắn (<10C) theo máu đến gan, chủ yếu qua tĩnh mạch cửa Các acid béo di chuyển trong máu dưới dạng kết hợp với albumin Các acid béo mạch dài, mono-, di-glycerid được sử dụng

để tổng hợp lại triglycerid ở màng ruột Các triglycerid mới được tổng hợp này khuếch tán qua mạch bạch huyết vào máu để vận chuyển đến gan, các tổ chức, cơ, mô mỡ dưới dạng những hạt liporotein gọi là chylomicron Tại các tổ chức, phần lớn triglycerid của chylomicron được thủy phân thành glycerol và acid béo Những sản phẩm này sẽ được chuyển hóa tiếp tục ở tế bào

1 Thoái hóa lipid:

1.1 Thoái hóa glycegol

- Ở gan và một số tổ chức khác, glycerol được phosphoryl hóa thành

glycerol-3- phosphat dưới tác dụng của enzym glycerolkinase Chất này sau đó được oxy hóa thành dioxiaceton phosphat-dioxiaceton được chuyển thành glyceraldehyd-3- phosphat dưới tác dụng của enzym triose-phosphat-isomerase Chất này tiếp tục tham gia con đường Embden Meyerhof hay tổng hợp glycogen

1.2 Quá trình β oxy hóa acid béo:

o Trước khi tham gia vào quá trình β oxy hóa, acid béo được hoạt hóa

thành acyl CoA: nhóm carboxyl của acid béo tác dụng với nhóm thiol của CoA để tạo thành một thioeste

o Quá trình β oxy hóa xảy ra ở trong ty thể (là nơi có nhiều enzym cần

thiết cho sự β oxy hóa) mà các acyl CoA không vượt qua được màng

ty thể nên phải được vận chuyển vào trong ty thể nhờ hệ thống carnitin có nhiều trong cơ và mô động vật

a) Phản ứng oxy hóa lần 1

- Được xúc tác bởi enzym acyl CoA dehydrogenase, có coenzym

là FAD, hình thành một liên kết đôi giữa C α và C β sản phẩm tạo thành là trans - Δ 2 enoyl CoA

- Acid béo chưa bão hòa tạo thành trong giai đoạn này có cấu trúc

dạng trans, trong khi phần lớn acid béo thiên nhiên thuộc loại Cis

+ FAD kết hợp với một cặp H tách ra từ C α và C β của cơ chất tạo FADH2

+ FADH2 tạo thành được oxy hóa trở lại bởi enzym trong chuỗi hô hấp tế bào

b) Phản ứng kết hợp nước

- Sự kết hợp nước vào nối đôi của trans- Δ 2 enoyl CoA được xúc

tác bởi enzym enoyl CoA hydratase ( gốc OH được gắn vào C β ) tạo thành β - hydroxyacyl CoA

c) Phản ứng oxi hóa lần 2

- Dưới sự xúc tác của enzym β -hydroxyacyl CoA dehydrogenase,

có coenzym là NAD, chức alcol bậc 2 được oxy hóa thành chức ceton

d) Phản ứng phân cắt dẫn xuất β -keton

- Nhóm thiol của CoA tác động tại C β của β -keto acylCoA, phân

cắt liên kết giữa C α và C β , tách một phân tử acetyl CoA ra khỏi β -ketoacyl CoA Phản ứng này được xúc tác bởi enzym β -ketothiolase (acyl CoA acetyl transferase) và có sự tham gia của một phân tử coenzym A tự do

❖ Như vậy, kết quả của một chu trình β oxy hóa là tách ra được một phân

tử acetyl CoA và một phân tử acyl CoA ngắn đi 2 C so với acid béo ban đầu Acyl CoA ngắn đi 2 C lại tiếp tục bị oxy hóa qua các giai đoạn như trên cho đến khi toàn bộ phân tử acid béo biến thành acetyl CoA

1.3 Sự tạo thành các thể ceton

- Acetyl CoA được tạo thành từ phản ứng β oxy hóa của acid béo

cũng có thể biến đổi thành các thể ceton Các thể ceton gồm acetoacetat, β - hydroxybutyrat và aceton

- Hai phân tử acetyl CoA ngưng tụ với nhau tạo thành aceto acetyl

CoA, dưới tác động của enzym β - cetothiolase

- Aceto acetyl CoA ngưng tụ với 1 phân tử acetyl CoA nữa tạo

thành β-hydroxy- β -metylglutaryl-CoA (HMG CoA) dưới tác động của enzym HMG CoA synthetase Sau đó, chất này phân tích để cho trở lại acetyl CoA và acetoacetat dưới tác động của enzym HMG CoA lyase

- Acetoacetat bị khử thuận nghịch để tạo thành β - hydroxybutyrat

dưới tác động của enzym β -hydroxybutyrat dehydrogenase

- Acetoacetat bị khử nhóm carboxyl dưới tác động của enzym

acetoacetat decarboxylase để tạo thành aceton

❖ Acetoacetat, β -hydroxybutyrat được tạo thành ở gan, vào máu rồi

chuyển đến các tổ chức Tại đây, chúng được biến đổi thành acetyl-CoA và bị oxy hóa trong chu trình acid citric để cung cấp năng lượng cho mô, đặc biệt là cơ xương, cơ tim và vỏ thượng thận Não thường sử dụng năng lượng từ glucose, có thể thay bằng năng lượng từ các chẩt trên khi bị đói kéo dài, hay cơ thể thiếu glucose

2 Tổng hợp lipid:

2.1 Tổng hợp acid béo bão hòa

- Quá trình tổng hợp acid béo bão hoà xảy ra ở nhiều tổ chức

nhưng mạnh nhất trong gan, mô, mỡ, ruột và tuyến vú Sự tổng hợp cũng gồm 4 giai đoạn ngược lại với quá trình β-oxy hóa: phản ứng oxy hóa, khử nước, các enzym có coenzym NADH2, NADPH2 (được cung cấp do quá trình đường phân theo con đường pentose và chu trình acid citric )

2.2 Tổng hợp triglycerid

- Triglycerol được tổng hợp ở nhiều tổ chức, tế bào của gan, thận,

mô mỡ, ruột… Nguyên liệu ban đầu là glycerol và acid béo dưới dạng hoạt hóa glycerol-3-phosphat và acyl-CoA

3 CHUYỂN HÓA CHOLESTEROL

❖ Cholesterol tham gia vào thành phần cấu tạo của màng tế bào, quá trình

tổng hợp nhiều hormon steroid Được tạo ra từ 2 nguồn: nội sinh và ngoại sinh, nó được tổng hợp nhiều ở gan, vỏ thượng thận với nguồn nguyên liệu là acetyl-CoA Cholesterol có nhiều trong thức ăn như thịt, gan, não, lòng đỏ trứng được cơ thể hấp thu gọi là cholesterol ngoại sinh Phần lớn cholesterol được tổng hợp bởi những tế bào chủ yếu là gan, cholesterol này được gọi là cholesterol nội sinh

3.1 Tổng hợp cholesterol

- Chủ yếu ở gan, ruột, ngoài ra cũng được tổng hợp ở thượng thận, tinh hoàn, buồng trứng, da, hệ thần kinh Người lớn, trung bình tổng hợp được 1 g/ngày

- Nguyên liệu chính để tổng hợp cholesterol là 2 phân tử acetyl CoA Gồm hàng loạt các phản ứng ngưng tụ, đóng vòng rất phức tạp tạo phân

tử cholesterol gốm 27 C, một liên kết đôi, một nhóm –OH

3.2 Sự thoái hóa cholesterol

- Ở động vật, sự thoái hóa cholesterol dẫn đến sự tạo thành acid mật.

Quá trình này xảy ra ở gan và ruột

- Hầu hết acid mật được giải phóng từ gan dưới dạng liên hợp, đổ trực

tiếp vào hành tá tràng, qua ống dẫn mật hay dự trữ ở túi mật khi chưa cần đến

Cholesterol 🙠 Acid Cholic 🙠 Các acid mật (Glycocholic hoặc Taurocholic)

C CHUYỂN HÓA GLUCID

1 TIÊU HÓA, HẤP THU VÀ NHU CẦU

1.1 Sự tiêu hóa

Quá trình tiêu hóa glucid từ thức ăn nhờ sự thủy phân của các ezym trong hệ tiêu hóa tạo thành sản phẩm của glucid là disaccarid, monosaccarid Sản phẩm cuối cùng chủ yếu là các glucose và một số ít là fructose, galactose

1.2 Sự hấp thu

Sản phẩm thủy phân glucid là các monosaccharid được hấp thụ qua tế bào niêm mạc ruột thường xảy ra ở đầu phần ruột non, qua tĩnh mạch cửa đến gan Ở gan, một phần glucose được gan sử dụng, một phần được dữ trữ ở gan dưới dạng glycogen, phần còn lại qua tĩnh mạch cửa trên gan và máu để cung cấp glucose cho gan, thần kinh, hồng cầu và các mô khác sử dụng

1.3 Nhu cầu Glucid trong cơ thể

Ở người trưởng thành, nhu cầu tối thiểu hàng ngày 180g glucose để cung cấp năng lượng cho các tế bào, đảm bảo duy trì nồng độ glucose trong máu :

60-100 mg/dl

2 CHUYỂN HÓA GLUCID Ở TẾ BÀO VÀ MÔ

Trong các tế bào của các tổ chức, glucose tự do được tạo ra một phần do thoái hoá glycogen hoặc do tế bào lấy từ máu ngoại biên vào Glucose chỉ có thể đi vào con đường thoái hoá khi nó ở dạng glucose-6-phosphat Từ glucose-6-phosphat có thể theo nhiều con đường thoái hoá như: (1) Con đường đường phân (glycolysis, hexose diphosphat); (2) con đường hexose monophosphat hay chu trình pentose phosphate; (3) con đường acid uronic

2.1 Thoái hóa theo con đường Hexose Diphosphat (HDP)

Quá trình oxy hoá glucose đến pyruvat gọi là quá trình đường phân (glycolysis) Được chia thành 2 giai đoạn:

Giai đoạn 1: 2 lần phosphoryl hóa G ◊ DOAP GAP (5 phản ứng)

- Phản ứng 1: phosphoryl hóa lần 1, tạo glucose-6-phosphat (G6P), cần 1 ATP, enzym xúc tác (hexokinase/glucokinase)

- Phản ứng 2: đồng phân hóa G6P <=> fructose-6-phosphat (F6P)

- Phản ứng 3: phosphoryl hóa lần 2, F6P ◊ F1,6-diphosphat, cần ATP thứ 2

Phản ứng 4: phân cắt F1,6diphosphat = DOAP + GAP, nhờ aldolase -Phản ứng 5: đồng phân hóa DOAP = GAP

Giai đoạn 2: Oxy hóa GAP ◊ Pyruvat (5 phản ứng)

- Phản ứng 6: GAP bị Oxy hóa bởi GAPDH tạo 1,3-ĐPG (1,3-Diphophoglycerat) và NADH2

- Phản ứng 7: Cắt đứt liên kết (~), cần P-glyceratkinase: 1,3 DPG ↔ G3P +ATP

- Phản ứng 8: Chuyển 3P-G = 2-PG, glyceromutase 36

- Phản ứng 9: Loại H2O, 2-PG =>P.E.P (có Lk ~/C2) P.E.P = Phospho Enol Pyruvat

- Phản ứng 10: P.E.P cắt đứt liên kết ~ tạo ATP và Pyruvat, pyruvatkinase

Sự thoái hóa tiếp tục của acid pyruvic