Bài giảng Đại cương chuyển hoá & oxy hoá khử sinh học Ts Phan Hải Nam Nội dung I- Đại cương chuyển hoá 1.1 Chuyển hoá chất 1.2 CH lượng: Đặc điểm Các hợp chất cao II- Sự oxy hoá khử sinh học: 2.1 Khái niệm: oxy hoá khử SH (hô hấp TB) 2.2 Vòng Krebs: sơ đồ, diễn biến, ý nghĩa 2.3 Chuỗi hô hấp tế bào: Thành phần Hoạt động ý nghĩa 2.4 Sự phosphoryl oxy hoá: + Khái niệm + Cơ chế Đại cương chuyển hoá Chuyển hoá chất: QT: đồng hoá dị hoá + Đồng hoá: - tổng hợp phân tử lớn từ phân tử nhỏ, cần NL + Dị hoá: phân huỷ phân tử lớn = f.tử nhỏ giải phóng NL Chuyển hoá Năng Lượng Chuyển hoá chất kèm với ch.hoá NL NL giải phóng từ f.ư: chất A => B (f.ư phát năng), dùng cho f.ư C => D (f.ư thu năng): A Phát -E D B ~E Thu C NL từ f.ư A -> B: tích luỹ/các HCCN (~E) để sử dụng cho f.ư thu Các hợp chất cao +K.N: hợp chất chứa l.k cao (~); L.k CN - L.k thuỷ phân tạo Kcal.mol; L.k thường cho 1-3 Kcal/mol) + HCCN: Guanidinphosphat Ví dụ Creatinphosphat Enolphosphat VD- Phospho enol pyruvat (P.E.P) Acylphosphat VD- 1,3 Diphosphoglycerat (1,3-DPG) Pyrophosphat (anhydritphosphat) VD- ATP, GTP, CTP, UTP Thioester VD- AcylcoA, acetylCoA ATP (Adenosin triphosphat): + Công thức cấu tạo đơn giản: ** Adenosin O P O~ P * O~ P AMP+PPi ADP+Pi *: ATP -> ADP + Pi + 12000 Calo - cần cho trình cần NL: - Co cơ, vận động - Dẫn truyền XĐTK, - Chuyển hoá chất: Thoái hoá, tổng hợp chất (AB?) **: ATP -> AMP + PPi + NL (hoạt hóa chất: AB -> acylCoA) + ATP tạo nên: W ADP + Pi ATP II: oxy hoá sinh học 2.I.Vòng Krebs: (vòng citric, vòng tricarboxylic) + KN: trình "O": acetyl CoA -> SPCC CO2 H2O, + Xảy ty thể * Các phản ứng: f.ư 1: Ngưng tụ acetylCoA oxaloacetat tạo citrat f.ư 2: Đồng phân hoá citrat thành isocitrat f.ư 3: Khử carboxyl lần 1: Tạo -cetoglutarat ( - CG), NADH2 f.ư 4: Khử CO2-Oxy hóa -cetoglutarat tạo succinylCoA, NADH2 f.ư 5: Từ succinylCoA tạo succinat f.ư 6: Oxy hóa succinat thành fumarat (FADH2) f.ư 7: Hydrat hóa fumarat thành malat f.ư 8: Oxy hóa malat thành oxaloacetat; NADH2 Sơ đồ -> f.ư 3,4,8 -> 3NADH2, f.ư 6: FADH2 Chu trình krebs 2.2 Tổng quát Có f.ư ứng ko thuận nghịch (1) (4) Về lượng: +f.ư tổng quát vòng Krebs: CH3 - CO ~ SCoA + NAD + FAD + GDP + Pi + H2O 2CO2 + CoASH + 3NADH2 + FADH2 + GTP + acetylCoA qua Krebs : 2CO2 12 ATP H2O NADH2 (f.ư 3,4,8): qua HHTB ( 3)-> ATP X FADH2 (f.ư 6): -> HHTB ( 2)-> ATP GTP (f.ư 5): ATP 12 ATP X 2.3 ý nghĩa: 1.Krebs, chuỗi HHTB phosphoryl oxy hoá: đường chung cuối thoái biến chất G, L, P + Tạo phần lớn CO2 tổ chức (từ f.ư 4) + Tạo phần lớn ATP cho thể (12 ATP ) VòngKrebs liên quan với trình chuyển hoá khác: + Cung cấp H e- cho chuỗi HHTB phosphoryl hóa +Tạo chất: AcetylCoA, -Cetoglutarat, Oxaloacetat Thể tiến hóa- thể tích lũy sử dụng NL cách hiệu quả, thể kỵ khí ko có Krebs, Hồng cầu ko có Krebs 2.2 Chuỗi hô hấp tế bào * Thành phần chính: Cơ chất (SH2) - SPTG Krebs (S chủ yếu): NADH2, FADH2 - Là chất CH mang H2: a.acid, acid pyruvic, succinat O2: không khí, Hb vận chuyển vào Hệ thống E v.c hydro e-: - Khu trú mặt màng ty thể, theo trật tự định, tạo thành chuỗi vận chuyển - Nằm SH2 O2 Nhiệm vụ v.chuyển H, e -> O2 * Các dehydrogenase: tách &vận chuyển hydro, có CoE => + Các DH có CoE NAD (NADP) + Các DH flavin/ flavoproteid có CoE:FAD/ FMN + Coenzym Q (CoQ hoặcUbiquinon): - Nhận H từ FADH2, sau tách H+ vận chuyển e- cho Cyt CoQ + 2H+ + 2e- < > CoQH2 * Các cytochrom: vận chuyển e+ Là hemoproteid, gồm Cyt a, b, c + Cơ chế vận chuyển: Cyt (Fe3+) + e- -> Cyt (Fe2+) Mỗi Cyt vận chuyển e- * Sơ đồ hoạt động chuỗi hô hấp TB -> * ý nghĩa: Là đường chung CC thoái biến chất G, P, L tạo CoE khử để chuyển H+, e- vào chuỗi tạo H2O ATP Là nơi tạo lượng chủ yếu với hiệu xuất cao ( 40%)/ khí Thể đốt cháy chậm: NL giải phóng tích luỹ dạng ATP *Các chuỗi HHTB: + Chuỗi dài: 4ATP ( O [S] pyruvat -cetoglutat, hydro tách từ [S] gắn vào LTPP đến NAD+ Theo sơ đồ: Pyruvat LTPP NAD FP Cyt O2 (S) + Chuỗi trung bình (như trên): tạo ATP + Chuỗi ngắn: tạo ATP O AB, Hydro v.c thẳng đến FAD: S Flavoprotein Cyt O2 + Chuỗi cực ngắn: tạo ATP ( S chuyển H cho Oxy) 2.3 Sự phosphoryl oxy hoá * Khái niệm: - Là ghép cặp phản ứng O-K chuỗi HH TB với f.ư phosphoryl hoá ADP = ATP Nhờ ghép cặp này, lượng giải phóng chuỗi hô hấp (một phần) tích luỹ dạng ATP - Khi chênh lệch cặp O - K 0,25v đủ để tổng hợp ATP từ ADP Pi