GVBM: Trần Bích Lam • • • • Đặc điểm: Quá trình đường phân (glycolysis) phân rã phân tử glucose thành hai phân tử pyruvate kèm theo lượng giải phóng dạng ATP Không sử dụng oxi phân tử, trình tiến hành có oxi phân tử, giai đoạn đầu chuẩn bò cho hô hấp hiếu khí Quá trình đường phân chế tạo lượng từ glucose xưa Cơ chế trì suốt trình tiến hóa, tổng thể trình đường phân thể khác giống có lẽ khác theo chế điều hòa sản phẩm biến đổi cụ thể từ pyruvate Vì cần xem xét cách tổng thể trước sâu vào chi tiết giai đoạn phản ứng • PHASE CHUẨN BỊ: 1/ Phản ứng phosphoryl hóa glucose: Phản ứng tạo glucose-6- phosphate từ glucose phản ứng chiều, xúc tác enzyme glucokinase: CH2 HO O H H H OH H CH2 O H OH H OH Glucose P O H Mg2+ HO OH ADP ATP hexokinase OH H H H HO OH Glucose - - phosphate 2/ Biến đổi glucose- 6- phosphate thành fructose- 6- phosphate: Dưới tác dụng enzym đồng phân hóa (izomerase), glucose – – phosphate dễ dàng chuyển hóa thành fructose-6-phosphate Đây phản ứng thuận nghòch nên thay đổi lượng tự nhỏ: P O H CH2 O H OH OH H P O CH2 H H HO OH Glucose - - phosphate glucose phosphate izomerase H HO O H 2C HO OH H OH Fructose - - phosphate OH 3/ Phản ứng phosphoryl hóa fructose-6-phosphate thành fructose-1,6-bisphosphate Là phản ứng chiều điềi kiện sinh lý tế bào enzyme phosphofructo- kinase (PFK) xúc tác Fructose-6-phosphate tiếp tục bò phosphoryl hóa C1 tạo dẫn xuất Fructose-6bisphosphate: P O CH2 H O H 2C HO ATP ADP P O CH2 Mg2+ OH HO OH OH H Fructose - - phosphate phosphofructokinase H O H 2C HO OH HO OH H Fructose - 1,6 - bisphosphate O P 4/ Phản ứng cắt fructose-1,6-bisphosphate thành phân tử đường 3C: Phân tử Fructose – 1,6 – bisphosphate chứa gốc phosphate hai vò trí đối xứng nên dễ dàng bò cắt đứt thành phân tử phosphotriose: O P O OH P O CH2 O H2C HO H Dihydroacetone phosphate O P HO OH H OH Fructose - 1,6 - bisphosphate andolase + O H OH O P Glyceraldehyde - phosphate *4A/ Biến đổi tương hỗ lẫn đường 3C: Hai chất phosphotriose hình thành tác dụng triose phosphate isomerase lại chuyển từ chất sang chất kia: O O O O H H P O H O Dihydroacetone Glyceraldehyde - phosphate - phosphate P PHASE HOÀN TRẢ: •5/ Oxy hóa Glyceraldehyde-3-phosphate thành 1,3- bisphosphoglycerate: 5/ Oxy hóa Glyceraldehyde-3-phosphate thành 1,3- bisphosphoglycerate: Đây phản ứng tích lũy lượng chu trình đường phân Trong nhó aldehyde Glyceraldehyde-3-phosphate bò hydro biến thành nhóm andehyde chứa phosphate (acylphosphate) có mức lượng tự cao Còn chất nhận hydro dạng ion hydride NAD+ tạo NADH H+ O H +NAD+ +H3PO4 –NADH2 OH O P Phosphoglycerylandehyde Dehydrogenase (-SH) O O P OH O P Glyceraldehyde - phosphate 1,3 - bisphosphoglycerate 9/ Tạo pyruvate: Được xúc tác pyruvatekinase phản ứng phosphryl hóa chất tạo ATP Sản phẩm pyruvate dạng enol O O ATP ADP - O O Mg2+ O OH P pyruvatekinase CH - CH2 Enolpyruvate Phosphoenolpyruvate Sau enolpyruvate nhanh chóng biến đổi sang dạng ketone pyruvate (hay acid pyruvic) phổ biến pH = 7: O O - O- O OH CH2 Enolpyruvate O CH Pyruvate Trong điều kiện yếm khí tác dụng enzyme pyruvate decacboxylase ancol dehydrogenase nấm men acid pyruvic chuyển thành rượu ethylic: ancoldehydrogenase • • • • Glucose, fructose monosaccharide dễ lên men cả, sau tới manose galactose Xảy phổ biến TĐC SV điển hình nấm men Phản ứng tổng quát trình lên men rượu: Glucose + ADP + Pi → Ethanol + CO2 + ATP + H2O ∀ ♥ Ứng dụng : sản xuất rượu, bia, nước giải khát lên men, bánh kẹo, … điểm lên men vi sinh: TB sinh vật thực hàng loạt biến đổi hóa học ∀ ♥vớƯu i hiệu xuất cao sản phẩm phụ Công nghệ áp dụng cho công nghiệp siro fructose, kháng sinh, amino acid… Trong điều kiện yếm khí, tác dụng lactatdehydrogenase (1.1.1.28) vi khuẩn acid pyruvic tạo acid lactic: ♥ Ứng dụng: sản xuất bơ phô mai tạo acid Lactate đưa pH sữa -> khả đông tụ tạo mùi đặc trưng ♥ Khi vận động viên chạy nước rút oxy không đủ cung cấp cho tế bào để oxy hoá pyruvate thành CO H O để tạo ATP Lúc glycogen dự trữ tế bào mô 2 nguồn cung cấp ATP nhờ trình lên men lactic acid -> nhờ nồng độ lactate máu tăng lên cao Sau thời gian nghỉ, Oxygen cung cấp đầy đủ cho trình oxy hoásẽ trả lại đầy đủ ATP để tái tạo lại glucose glycogen gan từ lactate để trả lại glycogen “mượn” trước Ý nghóa: Làm biến đổi cấu trúc ban đầu phân tử chất (glucose) hô hấp, xúc tiến chuyển hóa giai đoạn hiếu khí dễ dàng Sau trình đường phân (glucolysis) ta thu phân tử NADH, phân tử ATP ion H+ Pyruvat e acid Pyruvat e acid Glucose Glycolysis P H+ H+ P NAD NAD NADH NADH ADP ADP Chu trình Krebs • • • • • Đặc điểm: Pyruvate acertylcoenzyme A không bò oxi hoá trực tiếp oxi không khí mà bò oxi hoá oxi nước hay khử hidro hoá Oxi phân tử không tham gia trực tiếp vào phản ứng chu trình Kerbs, nên hidro electron chất chuyển đặc biệt (NAD, NADP, FAD) tiếp nhận chuyển cho nhau, cuối chuyển cho oxi Khi khử hidro đa số chất, dòng electron chuyển cho NAD Sản phẩm Cuối: CO (do khử cacboxyl oxi hóa ketoacid chu trình) H O (do 2 oxi hóa chất khử NAD.H , NADP.H FAD.H oxi phân tử, kèm theo giải 2 phóng lượng Các phản ứng chu trình Krebs Giai đoạn1: Giai đđoạn 2: Giai đoạn 3: Giai đoạn 4: Giai đoạn 5: Giai đoạn 6: Giai đoạn 7: Giai đoạn 8: • • • • • • • Ý nghóa: Là phương thức phân huỷ oxi hoá hợp chất dinh dưỡng tế bào ĐV, TV, VSV đóng vai trò quan trọng trình trao đổi chất nội tế bào Là mắt xích liên hợp, điểm giao lưu nhiều đường hướng phân giải tổng hợp cấu tử khác tế bào Kết vòng chu trình Krebs , oxy hóa hoàn toàn gốc axetyl tạo phân tử CO , NADPH , NADH FAD.H 2 2 Acetyl-CoA + 2H O + 3NAD+ + Pi + GDP + FAD  2CO + 3NADH + GTP + CoA-SH + FADH + 2H+ 2  Lê Hồng Ln  Nguyễn Tấn Hồng  Tạ Phú Lộc  Dương Phong Hải  Lê Tuấn Luận  Tơ Phạm Khánh Trung  Nguyễn Cảnh Hưng [...]... Trong điều kiện yếm khí dưới tác dụng của enzyme pyruvate decacboxylase và ancol dehydrogenase của nấm men acid pyruvic chuyển thành rượu ethylic: ancoldehydrogenase • • • • Glucose, fructose là những monosaccharide dễ lên men hơn cả, sau đó tới manose và galactose Xảy ra phổ biến trong TĐC của SV điển hình là nấm men Phản ứng tổng quát của quá trình lên men rượu: Glucose + 2 ADP + 2 Pi → 2 Ethanol