Bộ môn Năng lượng sinh học Bài kiểm tra Đề tài: Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp Người hướng dẫn: TS. Võ Văn Toàn Người thực hiện: Nguyễn thị Vi Na Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp 1- Photphoryl hóa 2- Tạo thành acetyl- CoA 3- Tổng hợp hydratcarbon 4- Tổng hợp lipit 5- Sinh tổng hợp axit amin và protein - Nhờ ATP và dưới xúc tác của creatinkinase (ở động vật có vú) hay argininkinase, ty thể của tế bào cơ có khả năng tạo thành các liên kết giàu năng lượng thích hợp. Creatin + ATP Creatinphosphat + ADP - Trong những trường hợp thiếu oxy và glycolyse không tạo thành ATP ở cơ, khi đó nhờ adenylatkinase - enzym vận chuyển phosphat trong cơ - có chức năng ngược với nucleosidmonophosphatkinase, xúc tác phản ứng cung cấp ATP có thể diễn ra theo phương trình dưới đây: 2ADP ATP + AMP 1- Photphoryl hóa Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp - Trong quá trình trao đổi hydratcacbon thì Glucose-6-photphat là chất then chốt nhất. Con đường phosphoryl hóa tạo thành glucose-6-photphat : Glucose + ATP  glucose-6-photphat + ADP A-R-P~P~P Glu-6-P A-R-P~P Glucose hexokinase => phản ứng không thuận nghịch - Trên cơ sở khác nhau về mức năng lượng tự do giữa các liên kết pyrophosphat trong ATP với liên kết esterphosphat trong glucose-6- phosphat mà phương trình phản ứng tiếp tục tạo thành glucose-6-phosphat (sơ đồ bên) 1- Photphoryl hóa Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp Glucose-6-Photphat có thể tham gia vào các quá trình trao đổi hydrocarbon khác nhau: Tinh bột Glucose -1- phosphat Glucose Glucose + ATP Glucose-6- phosphat Oxy hóa trực tiếp Glucose Fructose -6-phosphat Glycolyse 1- Photphoryl hóa Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp - Acetyl-coenzyme A là dẫn xuất acetyl của coenzyme A. Nhóm SH của cysteamin là nhóm chức năng của coenzyme này. - Acetyl-CoA là một cơ chất quan trọng nhất của trao đổi chất trung gian. Liên kết thioester giàu năng lượng, khi thủy phân liên kết này giải phóng năng lượng tự do khoảng -26 kj/Mol - Ngoài ra, phần lớn Acetyl- CoA tham gia vào hai con đường: Tích lũy năng lượng trong tổng hợp lipit Oxy hóa sản xuất ATP Acetyl- CoA Mức ATP cao Mức ATP thấp 2- Tạo thành acetyl- CoA Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp Trong cơ thể sống, acetyl-CoA được tào thành từ: - Axit pyruvic, - Hoạt hóa axit béo, - β-oxy hóa axit béo. a. Quá trình tạo thành acetyl-CoA từ axit pyruvic: Axit pyruvic trải qua gia đoạn decarboxyl hóa tạo thành acetyl- CoA: CH3COCOOH + NAD + + CoASH  CH 3 CO~S.CoA + NADH + + H ++ + CO2 b. Tạo thành acetyl-CoA bằng hoạt hóa axit acetic hoạt động: Hoạt hóa axit acetic tự do thành acetyl-CoA nhờ enzyme hoạt hóa acetat xúc tác và có sự tham gia của ATP: CH 3 COOH + ATP + CoASH CH 3 CO~S.CoA +AMP + P~P 2- Tạo thành acetyl- CoA Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp - Từ glucose-6-phosphat có thể tham gia vào quá trình sinh tổng hợp polysaccharide dạng tinh bột (ở thực vật) hay glycogen (động vật) : + Glucose-6-phosphat Glucose-1-phosphat + Việc tổng hợp glucose-1,6-diphosphat có thể tiến hành theo 2 con đường sau tùy đối tượng và tùy loại mô:  Ở nấm men, mô cơ và thực vật: Glucose-1-phosphat + ATP Glucose-1,6-diphosphat + ADP  Ở vi khuẩn Escherichia coli và mô cơ: 2Glucose-1-phosphat Glucose-1,6-diphosphat + Glucose phosphoglucomutase Mg 2+ Mg 2+ 3- Tổng hợp hydratcarbon Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp - Từ Glucose-1-phosphat tổng hợp thành glycogen có thể xảy ra như sau: UTP + Glucos-1-phosphat UDP-glucose + P~P  Sau đó UDP-glucosid tiếp tục liên kết với chuỗi polysaccharide đang tổng hợp (nhờ enzyme glycogensynthetase) =>Trong quá trình trên có sự tiêu hao năng lượng ở dạng UTP. UTP được tạo thành từ ATP như sau: UDP + ATP UTP + ADP Như vậy cứ mỗi lần vận chuyển glucose tiêu hao mất một phân tử ATP. - Sự biến đổi tương hỗ giữa Glucose -1,6- diphosphat, Glucose-1-phosphat và Glucose-6-phosphat quyết định con đường phân giải hay tổng hợp hydratcarbon. 3- Tổng hợp hydratcarbon Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp Bên cạnh con đường tổng hợp polysaccharide chung trên thì tại gan và thận có khả năng tổng hợp glucose hay glycogen hóa từ lactat, glycerin và các axit amin. 3- Tổng hợp hydratcarbon Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp [...]... hóa trong sinh tổng hợp 4- Tổng hợp lipit 4.1- Sinh tổng hợp axit béo: Trong cơ thể người và nhiều sinh vật khác có thể tự tổng hợp axit béo chuỗi ngắn cũng như chuỗi dài, ở trong cũng như ở ngoài ty thể Nhưng đối với một số axit béo, đặc biệt là các axit béo có nhiều nối đôi như linolic, linolenic, … cơ thể không thể tự tổng hợp được, gọi là các axit béo cần thiết Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng... 4- Tổng hợp lipit 4.1- Sinh tổng hợp axit béo: ⇒Các axit béo thường xuyên được đổi mới Ở gan động vật có vú có 3 hệ thống enzyme xúc tác quá trình sinh tổng hợp axit béo ở những vùng khác nhau * Khi tổng hợp axit béo ngoài ty thể đòi hỏi ATP và khung carbon Khung carbon có thể do acetyl-CoA hay citrat cung cấp Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp 4- Tổng hợp lipit 4.1- Sinh tổng hợp axit béo:... hiện có Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp 4- Tổng hợp lipit 4.2- Sinh tổng hợp Triacylglycerol, Glycerophospholipids và Steric: a Tổng hợp Triacylglycerol: Glycerol tham gia vào sự tổng hợp dưới dạng glycerol-3-phosphat Axit béo trước khi được tổng hợp cũng phải được hoạt hóa tạo thành acyl CoA Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp 4- Tổng hợp lipit 4.2- Sinh tổng hợp Triacylglycerol, Glycerophospholipids... Phosphatidylcholine + CH 2O2C-R1 + HOCH2 CHNH3 CHO 2C-R2 + O + CH 2O-P-O-CH2CHNH 3 O- Phosphatidylserine CO2 - HOCH2 CH2 NH3 Ethanolamine CO 2 - Serine CH 2O2C-R1 CH 2O2C-R1 CH 2O2C-R4 CHO 2C-R2 CHO 2C-R2 CHO 2C-R3 O CH 2O-CDP Cytidine diphosphate (CDP) diacylglycerol O CH 2O-P-O-CH2CHCH 2-O-P-O-CH2 O- OH Cardiolipin O- Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp 4- Tổng hợp lipit 4.2- Sinh tổng hợp Triacylglycerol,... diễn ra theo phương trình sau: N2 + 6e + 12 ATP + 12 H2O  NH4+ + 12 ADP + 12 P + 4 H+ 3- Những phản ứng hoạt hoá và sinh tổng hợp 3.5- Sinh tổng hợp axit amin và protein 3.5.1- Sinh tổng hợp axit amin: - Nguồn nitơ (không khí theo nước mưa xuống đất, quá trình cố định nitơ của vi sinh vật…) amoniac (NH4+) - Con đường chuyển hóa các amoniac thành axit amin có thể thực hiện theo các con đường sau:... tạo thành từ một số sản phẩm của sự trao đổi saccarit (3phosphoglycerat, pyruvat, acetyl CoA ) Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp 5- Sinh tổng hợp axit amin và protein 5.2- Sinh tổng hợp Protein: Luận thuyết trung tâm: Như đã biết, ở Eucaryote, ADN nằm trong nhân Quá trình sinh tổng hợp protein lại diễn ra ở tế bào chất Nếu thông tin được mã hóa trong ADN dùng để chỉ huy tổng hợp protein ở ribosome... thể, đặc biệt là ở người Từ cholesterol sẽ tổng hợp nên một loạt các steroids khác là các hormon trong cơ thể 4.3 Sơ đồ điều hòa trao đổi lipid: Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp 5- Sinh tổng hợp axit amin và protein 5.1- Sinh tổng hợp axit amin: - Quá trình tổng hợp axit amin là cần thiết đối với mọi dạng sống - Khả năng tổng hợp các axit amin phụ thuộc vào dạng niơ mà cơ thể sử dụng -Một cách... Cardiolipin O- Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp 4- Tổng hợp lipit 4.2- Sinh tổng hợp Triacylglycerol, Glycerophospholipids và Steric: c Sinh tổng hợp steric: Steric là lipid phức tạp tạo bởi sterol và axit béo Nguyên liệu để tổng hợp sterol là acetyl CoA Quá trình sinh tổng hợp sterol (cholesterol) bao gồm các giai đoạn được mô tả khái quát như sau: - Giai đoạn chuyển acetyl CoA thành mevanolate -... NADP+ NH NH2 + Bằng con đường tương tự thì hầu hết các axit amin có thể được tạo thành từ các cetoaxit tương ứng của mình Α-Cetoglutaric + NH3  axit glutamic + Sinh tổng hợp amid từ các axit amin như: Axit aspartic + NH3  Asparagin + H2O + Sinh tổng hợp các axit amin từ các axit không bảo hòa như: HOOC-CH=CH-COOH + NH3  HOOC-CH2-CHNH2COOH (axit fumaric) (axit asparaginic) + Chuyển hóa axit amin này... SCoA Acetyl-CoA Carboxylase (inhibited by AMP-Activated Kinase) O − OOC CH2 C malonyl-CoA SCoA Phản ứng này quyết định tốc độ tổng hợp axit béo nói chung Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp 4- Tổng hợp lipit 4.1- Sinh tổng hợp axit béo: - Nếu citrat là chất tham gia phản ứng thì nhu cầu năng lượng để tổng hợp axit béo là gấp đôi => Vì nhu cầu năng lượng từ phản ứng tách citrat (tricarboxylic) . hydratcarbon Các phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp 4- Tổng hợp lipit 4.1- Sinh tổng hợp axit béo: Trong cơ thể người và nhiều sinh vật khác có thể tự tổng hợp. phản ứng hoạt hóa trong sinh tổng hợp 1- Photphoryl hóa 2- Tạo thành acetyl- CoA 3- Tổng hợp hydratcarbon 4- Tổng hợp lipit 5- Sinh tổng hợp axit amin