và sẽ chuyển thành NADH.
Giai đoạn 3 : Oxy hóa NADH và FADH2 sinh ra bởi chu trình acid citric
NADH và FADH2 sinh ra bởi chu trình acid citric được tái oxy hóa và năng lượng giải phóng ra sẽ được sử dụng để tổng hợp ATP bởi sự phosphoryl oxv hóa.
153
. c — í' A
Acotyl C o A
c o o f
c H
N Ạ D I I
„/ Oxaloacotat N A D r
H O
Malai
H ,0
C H f 1-,n
I 1 It 1..I
1 u m Jfôrit
F A D H
c tr t
/■ t \ - <
(ôr H2
H '
S uecifiat F A D CoA
Hình 8.4. Sơ đồ chu trình acid citric
COO-
-;ì chì ’ H.c. ■ cco M> • -y H
O i‘i
N A D ’
sccirsi; ị
• C O ,
M Ã b su tsl, NAD II
I : H
Ir
4 X
ĩ JIIJ t a r a ?
- N A D 1'
í H ,
i *
À,-
',-NtJCi! ryi í„
G O P t l V G T P
CO.
N A Đ H
3.4. Tổng kết
Mỗi một phân tử của 3 phân tử NADH sinh ra bởi chu trình sẽ cung cấp 3 ATP và một phân tử FADH2 cung cấp 2ATP bởi sự phosphoryl oxy hóa (một sô" phương pháp đo cho thấy rằng lượng tương ứng thực sự là 2,5 và 1,5). Một phân tử GTP (hay ATP) được tổng hợp trực tiếp trong quá trình chuyển succinyl CoA thành succinat. Như vậy, sự oxy hóa một phân tử acetyl CoA bởi chu trình acid citric cung cấp 12 ATP.
Trong thực tế 2 carbon của acetyl CoA vào chu trình Krebs không được chuyển thành CƠ2 ở vòng đầu tiên. Trong mỗi một vòng của chu trình, carbon chuyển thành CO2 là thuộc về hai gốc carboxyl của acid oxaloacetic của phản ứng đầu tiên của vòng chu trình đó. Hai nguyên tử carbon của phân tử acetyl CoA đi vào chu trình qua sự ngưng tụ với acid oxaloacetic. Hai nguyên tử carbon của phân tử acid oxaloacetic ra khỏi chu trình dưới dạng CO2 qua hai phản ứng khử carboxyl dưới tác dụng của isocitrat dehydrogenase và a-cetoglutarat dehydrogenase.
3.5. Sự điều hòa chu trình
Sự điều hòa chu trình được điều khiển bởi các yếu tô" sau : sự hiện diện của cơ chất, sự ức chế bởi việc tích tụ các sản phẩm và sự ức chế ngược dị lập thể bởi những sản phẩm trung gian ở giai đoạn tiếp sau của chu trình.
Ba enzym của chính chu trình cũng bị điều hòa (citrat synthase, isocitrat dehydrogenase và a-cetoglutarat dehydrogenase) và pyruvat dehydrogenase là enzym chuyển pyruvat thành acetyl
- Isocitrat dehydrogenase bị ức chế bởi NADH và ATP, nhưng được hoạt hóa bởi ADP ; - a-cetoglutarat dehydrogenase bị ức chế bởi NADH và succinyl CoA ;
- Pyruvat dehydrogenase bị ức chế bởi NADH và acetyl CoA (có nghĩa là bị ức chế bởi sản phẩm). Tuy nhiên, ở tế bào có nhân, enzym này cũng được kiểm sóat bởi sự phosphoryl hóa/khử phosphoryl qua trung gian pyruvat dehydrogenase kinase và phosphatase. Kinase xúc tác sự phosphoryl hóa gôc serin đặc hiệu trong phân tử pyruvat dehydrogenase với ATP là chất cung cấp gốc phosphat, để bất hoạt enzym này. Việc loại bỏ nhóm phosphat bởi phosphatase sẽ tái hoạt hóa lại enzym này. Ớ mọi thời điểm, hoạt độ của pyruvat dehydrogenase được xác định bởi một sự cân bằng tương đối xác lập giữa phản ứng của kinase và phosphatase. Sự gia tăng của các tỷ lệ NADH/ NAD+, acetyl CoA/CoA hay ATP/ADP kích thích sự phosphoryl hóa và như thế làm bất hoạt pyruvat dehydrogenase. Ngay khi pyruvat bị tích tụ, nó sẽ ức chế kinase và cho phép phosphatase tái hoạt hóa pyruvat dehydrogenase, và như thế kích thích việc chuyển pyruvat thành acetyl CoA.
Nói chung, chu trình sẽ tăng tốc khi lượng năng lượng của tế bào thấp (nồng độ ADP cao, nồng độ ATP và NADH thấp) và chu trình sẽ chậm lại khi ATP bị tích tụ (và tương tự NADH, succinyl CoA và citrat tích tụ).
ữ e chế hã\ATP, Aooí yl < OÀ VĨI N A 1)1 ỉ
Pyruvat ..— ► Acetvl Co A
■ V
\ . u > l f + í'()2 Citrat
ức chẽ bềì ATP và Ckral ỉ S ü d trat Oxaioaeetat
NADU
Mulaỉ
ức- d iế b o i ATP vù NADI I
Kíeli ỉ hích Ixỉi A DP NADII + CO,
í X - c e l O t t l u t a r u t
Fumarat
I V ch(' bo'i Socciiiyỉ ( oA va NADI!
j / ^ NAD! ỉ +CÍX Suecinyl Co A
I’ADM, Succina
e r r p
Hình 8.5. Các vị trí điều hòa của chu trình acid citric 3.6- Liên quan với các con đường sinh tổng hợp
Các sản phẩm trung gian của chu trình cung cấp các tiền chất cho nhiều con đường sinh tổng hợp.
155
Ví dụ :
Tổng hỢp acid béo từ citrat.
Tổng hợp acid amin nhờ phản ứng chuyển amin cho a-cetoglutarat.
Tổng hợp nucleotid có nhân purin và pyrimidin từ a-cetoglutaratcc-cetoglutarat và oxaloacetat.
Oxaloacetat có thể chuyển thành glucose trong quá trình tân tạo glucose.
Succinyl CoA là sản phẩm trung gian trung tâm trong quá trình sinh tổng hợp nhân porphyrin của các Hem.
TÀI LIỆU ĐỌC THEAM
1. Bộ môn Hóa sinh-Trường Đại học Y hà Nội. Hóa sinh, NXB Y học Hà Nội, 2001.
2. Bộ môn Hóa sinh - Đại học Y dược TPHCM, Hóa sinh y học NXB Y học TP HCM 2000.
3. Bộ Y Tế, Vụ Khoa học và Đào tạo, Hóa sinh học, NXB Y học Hà Nội, 2005
4.R.K. Murray, D.K. Granner, v.w . Rodwell-Harper’s Illustrated Biochemistry 27th edition-Lange Medical Books/Mcgraw-Hill, 2006.
5. F. Percheron, R. Perlés, M.J. Foglietti, Biochimie structurale et métabolique, Tome 2, Masson, 1992.
CÂƯ HỎI T ự LƯỢNG GIÁ Chọn một câu đúng nhất
1) Năng lượng giải phóng từ các liên kết giàu năng lượng là:
a) > 6,6 cal/mol b) > 6,6 Kcal/mol c) > 66 cal/mol
d) cả 3 câu trên đều sai
2) Vai trò của sự phosphoryl hoá và khử phosphoryl là ; a) Tích trử, vận chuyển và sử dụng năng lượng b) Hoạt hoá các chất
c) Hoạt hoá enzym d) a,b, c đều đúng
3) Trong sự hô hấp tế bào (oxy hoá sinh học)
a) oxy không tác dụng trực tiếp với c và H b) năng lượng được giải phóng từ từ
c) có sự xúc tác của enzym d) a, b, c đều đúng
4) Trong chuỗi hô hấp tế bào ATP được tạo ra ở 3 vị trí trong quá trình chuyển hydro và điện tử từ NADH,H+ tới oxy là:
a) NAD-FAD; Cytb-Cytc; Cyta3 - Vĩ Oi b) SH2-NAD; Cytb-Cytc; Cyta3 - Vi O2 c) NAD-FAD; CoQ-Cytb; Cyta3 - Vi ¿ 2 d) FAD- CoQ; Cytb-Cytc; Cyta3 - V2 O2
c) cung cấp các tiền chất cho các quá trình sinh tổng hợp d) a, b, c đều đúng
6) Chu trình acid citric xảy ra;
a) trong ty thể các tế bào có nhân và trong dịch bào của tế bào không nhân b) trong ty thể các tế bào không nhân và trong dịch bào của tế bào có nhân c) trong ty thể của tế bào có nhân
d) a, b, c đều sai
7) Trong chu trình acid citric, fumarat được chuyển thành malat với sự xúc tác của enzym:
a) malat dehydrogenase b) malat synthetase c) fumarase
d) a, b, c đều sai
8) Trong chu trình acid citric, citrat được chuyển thành isocitrat bởi phản ứng đồng phân hoá với sự xúc tác của:
a) citrat isomerase b) citrat dehydrogenase c) aconitase
d) a,b,c đều sai
9) Ba enzym chính của chu trình acid citric chịu sự điều hoà là :
a) citrat synthase; isocitrat dehydrogenase và a-cetoglutarat dehydrogenase b) citrat synthase; isocitrat dehydrogenase; pyruvat dehydrogenase
c) citrat synthase; pyruvat dehydrogenase; a-cetoglutarat dehydrogenase d) a,b,c đều sai
10) Trung tâm hoạt động
a) là vùng mà enzym kết hợp với cơ chất và chuyển đổi nó thành sản phẩm của phản ứng
b) nằm ở phần coenzym
c) do các ion kim loại quyết định d) a,b,c đều đúng
Điền vào chổ trông
1) 50% năng lượng tạo ra do quá trình phân giải các đại phân tử hữu cơ được tích trử dưới dạng ATP dùng phục vụ cho ba loại công sau:
a-...
b-... ...
c-...
2) Hydro hay điện tử chuyển từ hệ thống có ...a? .... đến hệ thông có ... b?...
3) Phản ứng phosphoryl hoá có 2 tác dụng là a-...
b-...
4) Liên kết Phosphamit trong Creatin phosphat là một liên k ế t... năng lượng
5) Hằng sô" Km (hằng số Michaelis) dùng để đo... a?...của phức hợp ES và nó bằng ...b?... của sự phân rã ES chia c h o ...c?... của sự tạo thành ES 6) Chuỗi hô hấp tế bào gồm 2 giai đoạn là
a- Chuyển vận 2H, từ ... a ’?... đ ế n ...b ’?...
b- Chuyển vận điện tử t ừ ... a ’?... đến...b ’7...tạo H2O (có khi H2O2)
Ỉ57
7) Trong chu trình acid ctric, malat bị ...a?...thành... b?....bởi malat dehydrogenase với coenzym là ... c?... ...và sẽ chuyên thành... d?...
8) NADH và FADH2 sinh ra bởi chu trình acid citric được tái oxy hoá và năng lượng giải phóng ra sẽ - được sử dụng để tổng hợp ... a?... bởi sự ... . ... b?...
9) Mỗi một phân tử NADH sinh ra bởi chu trình acid citric sẽ cung cấp ...a?... và một phân tử FADH2 cung cấp... b?...bởi sự... c?...
10) succinyl CoA là sản phẩm trung gian trung tâm trong quá trình sinh tổng hợp của các Hem
Chọn câu đúng, sai
1) Enzym duy nhất của chu trình acid citric liên kết với màng là succinyl CoA synthetase
2) Trong chu trình acid citric, citrat được thành lập bằng phản ứng ngưng tụ thuận nghịch một phân tử acetyl CoA và oxaloacetat với sự xúc tác của citrat synthase
3) Sự oxy hoá một phân tử acetyl CoA bởi chu trình acid citric cung cấp 11 ATP
4) Phản ứng thủy phân ATP tạo thành ADP và Pi tự do là một phản ứng có AG° âm lớn 5) Sự hoạt hoá các enzym phân giải protein không cần đến ATP
6) Trypsinogen được chuyển thành dạng hoạt động trong ruột bởi enteropeptidase