Ể Ể
ƯỢ ƯỢ
CHUY N HOÁ NĂNG L CHUY N HOÁ NĂNG L
NG NG
ầ ầ
ị ị
ộ
ả ả Ths. Bs. Tr n Th Thu Th o Ths. Bs. Tr n Th Thu Th o ộB môn Sinh hóa B môn Sinh hóa
Ụ
ỤM C TIÊU M C TIÊU
ề ề
ệ ệ
ử ử
ự ự
ể ể
ế ế
bào bào
ả ứ Khái ni m v ph n ng oxy hoá kh , ả ứ Khái ni m v ph n ng oxy hoá kh , ử ự s phosphoryl hoá và s kh ử ự s phosphoryl hoá và s kh phosphoryl phosphoryl ấ ả B n ch t và quá trình chuy n bi n B n ch t và quá trình chuy n bi n ấ ả ấ ế ự ủ ấ ế ự c a s hô h p t ủ c a s hô h p t Chu trình Krebs. Chu trình Krebs.
ệ ề ể ấ Khái ni m v chuy n hóa các ch t
ừ ơ ể ế ấ ặ
ả ượ ư ứ T khi th c ăn đ a vào c th , đ n khi ch t c n ả c đào th i ra ngoài b đ
ề ề X y ra qua nhi u khâu, qua nhi u ch t trung gian,
ữ ả ẩ ọ ấ ể ả ấ nh ng ch t trung gian g i là s n ph m chuy n hóa.
ự ế ồ
Th c ch t : g m nh ng dãy liên ti p c a các quá ợ ữ ổ ấ ị ồ ủ trình thoái hóa (d hóa) và t ng h p (đ ng hóa).
ồ
Đ ng hóa
ạ ơ Là quá trình bi n đ i phân t
ệ ủ ử ặ ồ ố ặ ử ữ h u c có tính đ c hi u ệ ạ đ c hi u c a
ế ứ theo ngu n g c th c ăn thành các đ i phân t ơ ể c th : glucid, lipid, protid, acid nucleic
ả + X y ra qua 3 b cướ :
. Tiêu hóa
ụ . H p thấ
ợ ổ . T ng h p
ị
D hóa
ả
ủ
Là phân gi
ạ i các đ i phân t
s d ng c a
ẩ
ả
ế
ử ử ụ ả bào mô thành các s n ph m đào th i
t
ượ
ề
ư
c chi u nhau, nh ng
ấ
ố
Hai quá trình này ng ơ ể luôn th ng nh t và đi đôi trong c th .
ượ ự Năng l ng t do và công
ạ Các d ng công
ự ể ấ Giúp cho s v n chuy n tích c c
ạ ố ồ ự ậ ộ ẩ + Công th m th u: qua màng ch ng l i Gradient n ng đ .
ự ỗ ọ + Công hóa h c : giúp cho s co du i các bào quan,
ế t bào ...
ệ ạ ặ ọ ọ + Các d ng công ít g p : công đi n h c, quang h c
Ả Ứ
Ử
PH N NG OXY HÓA KH
ị
Đ nh nghĩa:
ử
ổ
• Quá trình trao đ i oxy hóa kh là quá trình trao
ệ ử
.
,
ề đi n t ệ ử
ự
• S oxy hóa là s tách m t hay nhi u ộ ự i, s kh oxy là s thu đi n t
ệ ử .
ổ đ i đi n t ự ượ ạ ự ử c l ng 2e
+ Cl2
2Fe+3 + 2Cl-
2Fe+2
ớ ự
• Song song v i s oxy hóa có s kh oxy vì
ể ừ ấ ị
ượ
ệ ử ự ử đi n t ấ ị ử ch t b oxy hóa sang ch t b kh .
c chuy n t
đ
Thế năng oxy hóa khử, phương trình Nernst:
E = E
o +
ln Cox Ckh
RT nF
ử
ẩ
ố
ộ
ế ệ ố t ệ đ tuy t đ i
ệ ử
ể
di chuy n
ị
đ d ng oxy hóa/dung d ch ị
ộ ạ ộ ạ
ử
ồ
E = th nế ăng oxy hóa kh ử E0 = th năng oxy hóa kh chu n ằ R = h ng s khí T = nhi ị ố F = tr s Faraday (96.500 Coulomb) n = s ố đi n t Cox= n ng ồ Ckh= n ng đ d ng kh trong dung d ch
ụ
ỷ ệ ữ ồ
ộ
ộ ạ
gi a n ng
l
đ d ng oxy hóa và
ế
ố
ế ệ Hi u th E ph thu c vào t ử ạ d ng kh . N u Cox = Ckh thì E = Eo. Vì v y, mu n xác
ị đ nh E
0 ta cho:
ậ [Fe2+] = [Fe3+] = 1 mol
Nguồn gốc năng lượng
ự
ộ ệ ố
ử ủ
ị
ề
ả
c a h th
ử
ể ế ăng oxy hóa kh c a m t h th ng, có th D a vào th n ủ ệ ống này trong dây chuy n ph n ị xác đ nh v trí ử ứ ng oxy hóa kh . ệ ố Thí d :ụ ta có hai h th ng oxy hóa kh :
Akh
Aox + e
Bkh
Box + e
ủ
ử
ệ ố ẩ c a hai h th ng này là EoA
ề ướ
ể ừ
có chi u h
ng chuy n t
A
ẽ ị
ẽ ị ử ấ ẽ
ệ ố
ử
ệ ố
ế ăng oxy hóa kh cao nh t s là h th ng
Th nế ăng oxy hóa kh chu n và EoB. ệ ử N uế EoA < EoB thì đi n t sang B, nghĩa là A s b oxy hóa và B s b kh . H th ng có th n ấ ạ oxy hóa m nh nh t
ế ăng EoB và EoA
ữ ng là
và ệ ớ . t l n
ng đ ấ
ế
ấ
ệ N u sế ự chênh l ch gi a hai th n l nớ , ph n ng th ả ứ ườ ượ ượ ỏ năng l c t a ra thành m t ế ề Đi u này r t hi m th y trong t
ậ ị không thu n ngh ch ượ ộ l ng nhi ậ bào sinh v t.
ế
bào th
ộ chênh
ả ứ ế
ượ
ươ
ng có đ ả ứ ử ỏ (ph n ng có tính ả ng ng đ
i phóng t
c gi
ườ Các ph n ng trong t ệ l ch th năng oxy hóa kh nh ượ ị ậ thu n ngh ch), năng l ố đ i ít.
N uế năng l ượ cượ tích trữ l đ
ượ ng v ạ ướ ạ i d
t quá m c i d ng các
ứ nh t đ nh thì s ẽ ấ ị ọ . ế liên k t hóa h c
Sự tương quan giữa thế năng oxy hóa
khử và biến thiên năng lượng tự do
ΔGo = nF ΔEo
ượ
ủ
ăng l
ng t
ệ ử
Trong đó: ả ứ ế ự do c a ph n ng. ΔGo = bi n thiên n ử ủ ệ ố ệ ố ế ăng oxy hóa kh c a h th ng ΔEo = hi u s th n ị ố F = tr s Faraday n = s ố đi n t
ể . di chuy n
Thế năng oxy hóa khử chuẩn của một số hệ thống
ệ ố H th ng
E0 (volt)
ạ
ạ
ạ
ử D ng kh
ử D ng kh
ử D ng kh
+
H2
0,42
ạ
+ NADHH ử Riboflavin d ng kh
2H + NAD ạ Riboflavin d ng oxy hóa ạ Ubiquinon d ng oxy hóa
0,32 0,05 +0,10
ạ
ử Ubiquinon d ng kh 2+ ) Cytocrom b (Fe 2+ Cytocrom C1 (Fe )
3+ ) 3+ )
+0,12 +0,21
2+ Cytocrom c (Fe ) 2+ Cytocrom a (Fe )
Cytocrom b (Fe Cytocrom C1 (Fe 3+ ) 3+ )
Cytocrom c (Fe Cytocrom a (Fe
+0,25 +0,29 +0,82
H2O
1/2O2
ử
ế
Th năng OXH kh (E)
ầ
Tùy theo nhi
t đ các thành ph n
ử
ử ướ
ướ
ậ
ng ọ
ế
ế
ệ ộ ặ OXH và Kh mà 1 c p OXH kh có xu ề ng nh n e nhi u hay ít, xu h h ị ạ này t o cho dung d ch 1 th năng g i là ử th năng OXH kh
ể ừ ệ ố
h th ng
ệ ố
ế
ấ
Hydro hay e sẽ chuy n t có E th p đ n h th ng có E cao
PHẢN ỨNG PHOSPHORYL HÓA
(cid:0) R-P + H2O
Phosphorylase
Định nghĩa R-H + HO-PO3H2 (cid:0) G>0 (thu Q)
ATP ADP
TD:
G G - 6P
ơ
ấ ữ
ụ
ấ
ả ứ
ặ ể
ượ
ượ
ơ ể ạ ữ ữ ng (đ tích tr năng l ữ
ạ ớ ơ
ấ
Hexokinase Glucokinase
Phosphoryl hóa: ch t h u c tác d ng v i Pvc ho c h u c đ t o h p ch t phosphat. ợ ớ ộ ng) Ph n ng thu c lo i thu năng l Do enzym xúc tác v i c ch t là Pvc hay Phosphat h u c ơ Phản ứng ngược lại: phản ứng khử phosphoryl R-P + H2O (cid:0) R-H + H3PO4
Phosphatase
Liên kết giàu năng lượng Liên kết giàu năng lượng
(cid:0) GG00l > 5Kcal/mol l > 5Kcal/mol
(cid:0)
(cid:0) GG00’l > 7 Kcal/mol hoặc l ’l > 7 Kcal/mol hoặc l(cid:0) ll(cid:0) Biết rằng: Biết rằng: (cid:0) GG00’ = -nF ’ = -nF (cid:0)
(cid:0) EE00’, ta có: ’, ta có:
thì ở đó sẽ đủ năng lượng tạo ra 1 phân tử ’ > 0,152V thì ở đó sẽ đủ năng lượng tạo ra 1 phân tử
(cid:0) EE00’ > 0,152V
(cid:0) EE00’ ’ == 7Kcal/2.23,06 = 0,152V (cid:0) 7Kcal/2.23,06 = 0,152V Vậy, ở giai đoạn nào (cid:0) Vậy, ở giai đoạn nào ATP từ ADP. ATP từ ADP.
* Nếu tính (cid:0) * Nếu tính
(cid:0) EE00’ khi e
, ta có: vận chuyển từ NADH,H++ tới O tới O22, ta có:
’ khi e-- vận chuyển từ NADH,H (cid:0)
(cid:0) EE00’ = + 0,81- (- 0,32) ’ = + 0,81- (- 0,32) = + 1,13volt = + 1,13volt (cid:0) EE00’ ’ (cid:0) GG00’l = nF ’l = nF(cid:0) ll(cid:0) = 2 x 23,06 x 1,13 = 2 x 23,06 x 1,13 = 52 Kcal = 52 Kcal Tuy nhiên năng lượng này không tích trữ trong một lần một mà theo từng Tuy nhiên năng lượng này không tích trữ trong một lần một mà theo từng giai đoạn kế tiếp nhau, giai đoạn nào đủ tạo liên kết giàu năng lượng sẽ tạo giai đoạn kế tiếp nhau, giai đoạn nào đủ tạo liên kết giàu năng lượng sẽ tạo ngay tại thời điểm đó. ngay tại thời điểm đó.
(cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0) (cid:0)
O O
(cid:0)
(a+a3) (cid:0) Cytcc (cid:0) Cyt(a+a3) Cyt Cyt (cid:0) (cid:0)
TD:TD: NAD (cid:0) Cytbb (cid:0) C C00Q Q (cid:0) FAD (cid:0) NAD FAD Cyt (cid:0) (cid:0) (cid:0) ATP ATP ATP ATP ATP ATP
Loại liên kết Loại liên kết 1.Pyrophosphat 1.Pyrophosphat Phosphoanhydric Phosphoanhydric
Ấ Ấ ƯỢ ƯỢ CÁC CH T “GIÀU” NĂNG L CÁC CH T “GIÀU” NĂNG L NG NG
P – O ~ P P – O ~ P
ChấtChất NTPNTP ATP,GTP,UTP,… ATP,GTP,UTP,… CTP…CTP… NDPNDP ADP,GDP,CDP,… ADP,GDP,CDP,… VDP…VDP…
2. Acyl phosphat 2. Acyl phosphat R – C ~ P R – C ~ P llll OO
a. 1,3diphosphoglyceric a. 1,3diphosphoglyceric AminoacylAMP AminoacylAMP R – C – CO ~ AMP R – C – CO ~ AMP ll NHNH22
3. Enol phosphat 3. Enol phosphat R C O ~ P R C O ~ P llll CHCH ll
PEP (phosphoenolpyruvat) PEP (phosphoenolpyruvat) COOH COOH ll C O ~ P C O ~ P llll CHCH22
4. Amidin 4. Amidin
P
R – C – NH ~ P R – C – NH ~ P llll NHNH
Arginin~P Arginin~P Créatin~P Créatin~P (phosphagène) (phosphagène) NH ~ P NH ~ P ll HN = C HN = C ll N - CH
- COOH N - CH2 2 - COOH
ll CHCH33
5. Thioester 5. Thioester
COOH COOH ll CH2CH2 ll CHCH22
ll C ~ SCoA C ~ SCoA
R C ~ SC00AA R C ~ SC llll OO
llll OO Succinyl CoA Succinyl CoA
ử ử
ng ng
(cid:0)
ượ ượ ATP ATP
ợ ợ
ặ ặ
ừ ừ
ả ứ ả ứ
(cid:0)
quang h p ho c các ph n ng oxhkh) quang h p ho c các ph n ng oxhkh) Creatin ~ P Creatin ~ P
(cid:0) (cid:0)
(cid:0)
(cid:0) (cid:0)
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
ấ ấ O, Q, ch t khác CO CO22, H, H22O, Q, ch t khác AcylCoA (cid:0) AcylCoA
lipid, CO22, H, H22OO lipid, CO
(cid:0)
(cid:0) (cid:0) (cid:0)
AAARNt (cid:0) AAARNt
protein protein
ượ ượ
(cid:0)
ng ng ADP + Pvc ADP + Pvc
ạ ộ ạ ộ
ự ự
ế ế
*Vai trò c a phosphoryl hóa và kh phosphoryl ủ *Vai tr ò c a phosphoryl hóa và kh phosphoryl ủ ữ 1.1. Tích tr năng l Tích tr năng l ữ ADP + Pvc (cid:0) ADP + Pvc (cid:0) (t QQ (t Ở Ở mô: Creatin mô: Creatin ATP ADP ATP ADP ấ ạ 2.2. Ho t hoá các ch t Ho t hoá các ch t ấ ạ ATPATP (cid:0) G 6P ~ ADP (cid:0) G G (cid:0) G 6P ~ ADP AB AB (cid:0) Acyl ~ AMP (cid:0) Acyl ~ AMP ATP HSCoA ATP HSCoA (cid:0) (cid:0) (cid:0) Acyl ~ AMP (cid:0) AA AA (cid:0) Acyl ~ AMP ATPATP ể ậ V n chuy n năng l 3.3. V n chuy n năng l ể ậ ATP + H22O O (cid:0) ATP + H ơ ể ơ ể QQ (t (t00, công dùng tr c ti p cho ho t đ ng c th ) , công dùng tr c ti p cho ho t đ ng c th )
(cid:0) (cid:0) ATPATP
(cid:0) Go > 0 Go > 0 Thu QThu Q STH đpt STH đpt Hoạt hóa hấp Hoạt hóa hấp tích cực thu tích cực thu thần luồng luồng thần kinh điện năng kinh điện năng QQ QQ
ADPADP (cid:0) Go < 0 Go < 0 Tỏa QTỏa Q Quang hợp Quang hợp Oxh GOxh G ABAB AAAA CTACCTAC Vận chuyển e-- Vận chuyển e (CHHTB) (CHHTB)
ử ử
ạ
ủ ủ *Vai trò c a phosphoryl hóa và kh phosphoryl *Vai trò c a phosphoryl hóa và kh phosphoryl ạHo t hoá enzyme 4.4. Ho t hoá enzyme
Glycogen phosphorylase a ạ ộ (ho t đ ng)
ạ ộ
Glycogen phosphorylase b (không ho t đ ng)
4 ADP
4 ATP
Ứ Ứ
ế ế 5.5. c ch enzyme c ch enzyme
phosphatase
ạ ộ
Glycogen synthase D (không ho t đ ng)
Glycogen synthase I ạ ộ (ho t đ ng)
kinase
ADP
ATP
4. CHUỖI HÔ HẤP TẾ BÀO 4. CHUỖI HÔ HẤP TẾ BÀO
(cid:0) O + 686 kcal 6CO 6CO2 2 + 6H+ 6H22O + 686 kcal
không trực tiếp tác dụng với C,H để tạo ra CO
4.1 Bản chất của sự hô hấp tế bào 4.1 Bản chất của sự hô hấp tế bào - ”đốt cháy” các chất hữu cơ trong cơ thể. - ”đốt cháy” các chất hữu cơ trong cơ thể. - Sự oxh-kh xảy ra trong tế bào. - Sự oxh-kh xảy ra trong tế bào. - Oxy hóa sinh học. - Oxy hóa sinh học. *Đặc điểm: *Đặc điểm: -Sản phẩm cuối cùng và Q tỏa ra: -Sản phẩm cuối cùng và Q tỏa ra: CC66HH1212OO6 6 + 6O+ 6O22 (cid:0) C, P = 1atm - điều kiện: t0 0 = 37= 3700C, P = 1atm - điều kiện: t - cách xảy ra: - cách xảy ra: + Oxy không trực tiếp tác dụng với C,H để tạo ra CO22 và H và H22OO + Oxy dần, từ từ, theo từng giai đoạn. + Năng lượng được giải phóng dần, từ từ, theo từng giai đoạn. + Năng lượng được giải phóng được tạo thành từ phản ứng khử nhóm carboxyl (-COOH) từ COCO22 được tạo thành từ phản ứng khử nhóm carboxyl (-COOH) từ
(cid:0) các acid trung gian được tạo thành các acid trung gian được tạo thành R-H + CO22 R-H + CO
R - COOH (cid:0) R - COOH Decarboxylase Decarboxylase
ả ả ẩ ẩ O (s n ph m c a CHHTB) 22O (s n ph m c a CHHTB)
ự ạ ả ả ủ ủ ủ ủ ể ể ự ạS t o thành H S t o thành H ở ở X y ra X y ra màng trong c a ty th màng trong c a ty th
2H+
H2O
O2 2H 2e (cid:0) (cid:0) ½ O2 +2e (cid:0)
ổ ổT ng quát T ng quát
(cid:0) S (Substrat)
2H+
H2O
O2 SH2 (cid:0) 2H (cid:0) (cid:0) 2e (cid:0) (cid:0) ½ O2 (cid:0)
O OH
4.2 Chuỗi hô hấp tế bào 4.2 Chuỗi hô hấp tế bào Các yếu tố tham gia Các yếu tố tham gia - SH- SH22 (cơ chất có chứa nguyên tố Hydro) (cơ chất có chứa nguyên tố Hydro) - DH có NAD++ - DH có NAD - FP (FMN, FAD) - FP (FMN, FAD) - CoQ (Ubiquinon) - CoQ (Ubiquinon)
R1 R1 R3 R3
2H R2 R4 R4 R2
O OH
)n - H – CH = C - CH22)n - H
ở ộ ở ộ
ậ ậ
ọ ọ
đ ng v t có vú n = 10 nên có tên g i là CoQ đ ng v t có vú n = 10 nên có tên g i là CoQ
1010(Q(Q1010))
ữ ữ
ứ ứ
ể ể
ậ ậ
: - O - CH33 RR1,21,2: - O - CH : - CH33 RR33 : - CH : (- CH2 2 – CH = C - CH RR44 : (- CH ll CHCH33 ỳ Isopren dài tu loài, ỳ Isopren dài tu loài, Các cytocrom (v n chuy n e) là nh ng protoporphyrin có ch a Fe Các cytocrom (v n chuy n e) là nh ng protoporphyrin có ch a Fe
(Cyt +2+2/Fe/Fe+3+3 (Cyt
+1+1/Cu/Cu+2+2 (a (a33))
b,c,a) b,c,a) ặ ặho c Cu ho c Cu Cyt (a+a3) = Cyt oxydase Cyt (a+a3) = Cyt oxydase
ơ ồ ơ ồ Chuỗi hô hấp tế bào Chuỗi hô hấp tế bào S đ CHHTB S đ CHHTB
S SHSH22 S (cid:0)
(cid:0) EE00’=?’=?
E0’ 0,32V
(cid:0) EE00’>0.15 Volt) ’>0.15 Volt)
0,12V
(cid:0) EE00’<0.15 Volt) ’<0.15 Volt)
0,08V
0,26V
NADH,H++ NADNAD++ NADH,H 1ATP ( (cid:0) 1ATP ( FADH22 FAD FAD FADH ( ( (cid:0) QQ1010 QH QH2 2 2H2H++ 2e2e-- 2Fe2Fe+2+2 (2Cytb) 2Fe (2Cytb) 2Fe+3+3 1ATP 1ATP (2Cytc) 2Fe+2+2 2Fe2Fe+3+3 (2Cytc) 2Fe
0,29V
0,82V
2Fe2Fe+2+2 (2Cyt(a+a3) 2Fe (2Cyt(a+a3) 2Fe+3+3 2Cu2Cu+1+1 2Cu 2Cu+2+2 1ATP 1ATP O-2-2 1/2O1/2O22 O
. Chỉ số phosphoryl hóa (P/O): số phân tử phosphat vô cơ được . Chỉ số phosphoryl hóa (P/O): số phân tử phosphat vô cơ được
(<4) P/O = 1,2,3 (<4)
sử dụng để phosphoryl hoá ADP thành ATP khi một nguyên tử sử dụng để phosphoryl hoá ADP thành ATP khi một nguyên tử oxy bị khử thành O-2-2)) oxy bị khử thành O P/O = 1,2,3 Trung bình bằng 3. Trung bình bằng 3. ATP được tích trữ nhiều hay ít hơn tuỳ vào chuỗi hô hấp tế bào ATP được tích trữ nhiều hay ít hơn tuỳ vào chuỗi hô hấp tế bào
dài hay ngắn hơn tuỳ theo cơ chất cung cấp hydro. tuỳ theo cơ chất cung cấp hydro. dài hay ngắn hơn Oxi hoá succinat thành fumarat: được 2 ATP Oxi hoá succinat thành fumarat: được 2 ATP
Fumarat Succinat
FAD CoQ FADH2 1/2O2
2ATP
Oxi hoá alphacetoglutarat thành succinat cho 4 ATP (chu trình acid citric)
ự ự ỉ ố ỉ ố
ượ ượ c) c)
ạ ạ ự ữ ự ữ ị ả ị ả c d tr trong ATP mà b gi c d tr trong ATP mà b gi i phóng ra i phóng ra
ng không đ ng không đ ệ ệ ướ ạ ướ ạ ả . S phá ghép (làm gi m ch s P/O) ả . S phá ghép (làm gi m ch s P/O) ½O22 SHSH22 ½O Thyroxin,2,4DNP v.v… Thyroxin,2,4DNP v.v… ATP (Không t o ra đ ATP (Không t o ra đ ượ ượ Năng l Năng l i d ng nhi d i d ng nhi d ượ ượ t năng. t năng.
ả ả ế ế ng đ n ng đ n
Chú ý: Chú ý: ưở *Thyroxin,2,4DNP không nh h ưở *Thyroxin,2,4DNP không nh h Creatin P Creatin Creatin P Creatin ADP ATP ADP ATP
(cid:0) (cid:0) (cid:0) ỡ ẫ ỡ ẫ
phá ghép (cid:0) phá ghép ưở ị ả ưở ị ả ề ề ệ ạ t tăng t o nhi ệ ạ tăng t o nhi t ủ ủ ng đi u hòa c a Noradrenalin, ng đi u hòa c a Noradrenalin,
i phóng AB ch u nh h i phóng AB ch u nh h ị ị ủ ủ Mô m s m –AB>>> Mô m s m –AB>>> ự ả ự ả * S gi * S gi ự ề ự ậ v y s phá ghép ch u s đi u hòa c a Noradrenalin. ự ề ự ậ v y s phá ghép ch u s đi u hòa c a Noradrenalin.
Pyruvat Succinat AcylCoA Pyruvat Succinat AcylCoA
LCGLCG Malonat Malonat (FP) FP2 FP3 (FP) FP2 FP3
Isocitrat Isocitrat
Malat NAD FP1 CoQ Malat NAD FP1 CoQ
Amytal Amytal Glutamat ADP+P ATPATP Glutamat ADP+P Rotenon Rotenon
(cid:0)
(cid:0) OH acylCoA OH acylCoA CO, HCO, H22SS Antimycine CN Antimycine CN
Cytb Cytc Cyta+a3 1/2O22 Cytb Cytc Cyta+a3 1/2O
ADP+P
ADP+P ATPATP ADP+P
ADP+P ATPATP
ủ ủ ẩ ẩ S n ph m c a CHHTB S n ph m c a CHHTB
(cid:0)
1) H1) H220: do 1 1 nguyên tử
ả ả 0: do 2H2H++ + 1O + 1O22 (cid:0) H H22OO ậ nguyên tử oxy nh n 2e ậ oxy nh n 2e
Flavin H2
2 OO22
ậ ậ
ơ ơ
ộ phân tử ộ
ạ ạ : do 2 lo i enzym: 2) H2) H22OO22: do 2 lo i enzym: Aminoxydase a) a) Aminoxydase Flavin H FMNFMN Flavin H22OO22 Flavin H phân tử oxy nh n 2e ế oxy nh n 2e C ch : m t ế C ch : m t
(cid:0)
2O 2O11
(cid:0) HH22OO22
(cid:0)
(cid:0)
(cid:0) 2O + 2e 2O + 2e (cid:0) 2H 2e (cid:0) 2H 2e + O22 (cid:0)
2H 2H++ H H22OO22
HH22 + O
ử ử
ừ ừ
xanthin) xanthin)
Superoxyddismutase b) b) Superoxyddismutase ể (trong chuy n hóa Acid nucleicxanthin oxydasekh H t ể (trong chuy n hóa Acid nucleicxanthin oxydasekh H t ử oxy Hai phân t ử oxy Hai phân t
ậ ậ ) nh n 2e (O (O22) nh n 2e
(cid:0)
(cid:0)
(cid:0)
(cid:0)
(cid:0) 2H 2e 2H 2e (cid:0) + 1e OO22 + 1e (cid:0) + 2e 2O2O22 + 2e 00 (cid:0) 2H2H++ + 2O + 2O22
2H 2H++ 00 O O22 00 2O 2O22 H H22OO22 + O + O22
vừa là chất khử vừa là 0-0- vừa là chất khử vừa là
Trong phản ứng trên: 2O22 Trong phản ứng trên: 2O
chất oxh. chất oxh.
0--0--
(cid:0)
- e-- (cid:0) 0-0- - e + e-- (cid:0) 0-0- + e
Chất khử: OO22 Chất khử: Chất oxy hóa: OO22 Chất oxy hóa:
O O22 00 O O22
Tóm lại: Tóm lại: Thực chất chuỗi hô hấp tế bào là quá trình oxy Thực chất chuỗi hô hấp tế bào là quá trình oxy hóa khử xảy ra trong điều kiện sinh học, Q được hóa khử xảy ra trong điều kiện sinh học, Q được giải phóng từ từ và được tích trữ trong các liên giải phóng từ từ và được tích trữ trong các liên kết giàu năng lượng của ATP nhờ phản ứng kết giàu năng lượng của ATP nhờ phản ứng phosphoryl hóa ADP. phosphoryl hóa ADP.
(cid:0)
Glutathion (cid:0) Glu-Cys-Gly) Glu-Cys-Gly)
D ng ạD ng ạ
khửkhử
oxhoxh
Một số hệ thống oxh-khử đặc biệt Một số hệ thống oxh-khử đặc biệt
a) a) Glutathion Tripeptid ((cid:0) Tripeptid ( G-SHG-SH 2H2H D ng ạD ng ạ G - S G - SG - SHH G - S ll G - S G - SG - SHH G - S bảo vệ 1 số enzym (chứa nhóm –SH, như CoA)) khỏi tác động oxh. bảo vệ 1 số enzym (chứa nhóm –SH, như CoA)) khỏi tác động oxh.
b) b) Vit C (a.L.Ascorbic)
Vit C (a.L.Ascorbic)
2H 2H
D ng ạD ng ạ
D ng ạD ng ạ
oxhoxh
khửkhử
+ 2H+ 2H
CHCH22OHOH ll H C – OH H C – OH ll C – HC – H ll 0 C – OH 0 C – OH l l C – OH C – OH ll C = OC = O
CHCH22OHOH ll H C OH H C OH ll C – HC – H ll 0 C = O 0 C = O l l C = OC = O ll C = OC = O
Ậ Ậ
Ế Ế
K T LU N K T LU N
Thực chất, chuỗi hô hấp tế bào là quá Thực chất, chuỗi hô hấp tế bào là quá trình oxy hóa khử xảy ra trong điều trình oxy hóa khử xảy ra trong điều kiện sinh học, năng lượng (Q) được kiện sinh học, năng lượng (Q) được giải phóng từ từ và được tích trữ trong giải phóng từ từ và được tích trữ trong các liên kết giàu năng lượng (~) nhờ các liên kết giàu năng lượng (~) nhờ phản ứng phosphoryl hóa (thu năng phản ứng phosphoryl hóa (thu năng lượng) ADP thành ATP. lượng) ADP thành ATP.
5. Chu trình Krebs 5. Chu trình Krebs
5.1 Đại cương 5.1 Đại cương - CT Tricarboxylic - CT Tricarboxylic - CT Citric - CT Citric - Quá trình “đốt cháy” oxh mạch 2C (Act~SCoA) giải phóng 2pt - Quá trình “đốt cháy” oxh mạch 2C (Act~SCoA) giải phóng 2pt O) và năng lượng. , 4 cặp nguyên tử H (tạo thành H22O) và năng lượng. COCO22, 4 cặp nguyên tử H (tạo thành H
C2
H2O
2H
C4
C6
C6
H2O
2H
2H
C4
CO2
C5
C4
ATP
CO2
2H
1
8
2
7
2
6
3
5
4
Phân tích các giai đo nạ Phân tích các giai đo nạ
Gđ1:Gđ1:
(cid:0)
CC2 2 + C+ C44 (cid:0)
C C66
O Citrat ActCoA + O.A + H22O Citrat ActCoA + O.A + H
HSCoA HSCoA HHSCoASCoA
+
(cid:0)
HH22OO
SCoASCoA (cid:0) 66C=OC=O ll 55CH3CH3 55C C 66COCOOHOH ll COOH HHO O 33C C 44COOH ll COOH 22C C 11COOH
Citrat synthase Acid citric Acid citric COOH 44COOH ll 33C = OC = O ll 22CHCH22 ll COOH 11COOH
Gđ 2: Đồng phân hóa acid citric, tạo phân tử bất đối xứng a. Gđ 2: Đồng phân hóa acid citric, tạo phân tử bất đối xứng a.
isocitric. isocitric.
HH22OO
COOH 22C C 11COOH HH22OO llll COOH 33C C 44COOH ll COOH 55C C 66COOH COOH HO HO 22C C 11COOH ll COOH 33C C 44COOH ll COOH 55C C 66COOH COOH 22C C 11COOH ll COOH HOHO 33C C 44COOH ll COOH 55C C 66COOH
Isocitrat Isocitrat CitratCitrat
Cisaconitat Cisaconitat aconitase aconitase
ề * Đ u là acid tricarboxylic
(cid:0) Gđ 3: Kh COử Gđ 3: Kh COử (cid:0) CGCG (cid:0) oxh Isocitrat (cid:0) 22oxh Isocitrat
NADNAD++
NADH,H++ NADH,H
COOH O = O = 22C C 11COOH llll COOH 33C C 44COOH ll COOH 55C C 66COOH
Oxalo succinat Oxalo succinat
HH COOH HHOO 22C C 11COOH ll COOH 33C C 44COOH ll COOH 55C C 66COOH
3’3’
3322
Isocitrat DH Isocitrat DH
COCO22
(4)(4)
(cid:0) (cid:0)
COOH 11COOH ll 22C C = O= O ll 33CC ll 55CC ll COOH 66COOH cetoglutarat cetoglutarat
(cid:0) (cid:0) CG CG (cid:0) succinyl CoA succinyl CoA -oxh (cid:0) Gđ 4: Khử CO22-oxh Gđ 4: Khử CO
COCO22
TPP (thiamin TPP (thiamin
pyrophosphat) pyrophosphat)
O = O = 22C C ~~ SCoASCoA ll 33C C ll 55CC ll COOH 66COOH
Acid lipoic Acid lipoic HSCoA HSCoA FADFAD NADNAD++
COOH 11COOH ll 22C C = O= O ll 33CC ll 55CC ll COOH 66COOH Phức hợp enzym (cid:0) Phức hợp enzym
1)1)
(cid:0) CG DH. CG DH. (TPP-(B1)) -lase (TPP-(B1))
2)2)
3)3)
deCOdeCO22-lase DHDH oxydase oxydase
a.lipoic a.lipoic HSCoA HSCoA FADFAD NADNAD++
TPPTPP
HSCoA HSCoA
TPPTPP
CHO + CO
CHO + CO22
CO-COOH CO-COOH ll CHCH22 ll CHCH22 ll COOH COOH
ll CHCH22 ll CHCH22 ll COOH COOH
HS S HS S ll CO CO ll CHCH22 ll CHCH22 ll COOH COOH
CoACoA ll S S ll CO CO ll CHCH22 ll CHCH22 ll COOH COOH
HS SH HS SH
S SS S
2FADH 2FADH
2FAD2FAD
NADNAD++
NADH,H++ NADH,H
R1
R2
NH2
CH2+N
N
CO2
CH3 CH2 CH2 CH2 – O P ~ P l l C = C l C S l H
CH3
N
R1+N
R1+N
CH3CCOOH ll O
TPP
CH3 R2 l l C = C l C S l CH3CCOOH l OH
CH3 R2 l l C = C l C S l CH3CH l OH
CoenzymASHH CoenzymAS
S CH2 2 S CH ll CHCH22
S CH2 2 CH3 C –– S CH CH3 C l ll ll l CH22 O O CH
CoenzymAS CCH3 CoenzymASCCH3 llll OO
ll S CH S CH l l (CH(CH22))44 ll COOH COOH
ll HHS CHS CH l l (CH(CH22))44 ll COOH COOH
2FADH 2FADH
2FAD2FAD
HHSCHSCH22 ll CHCH22 ll HS CH HS CH ll (CH(CH22))44 ll COOH COOH
NADNAD++
NADHH++ NADHH
Gđ 5Gđ 5
Giải phóng HSCoA (cid:0) Giải phóng HSCoA (cid:0) tích trữ năng lượng tích trữ năng lượng trực tiếp vào GTP trực tiếp vào GTP
succinylCoA thiokinase
O= C~SCoA O= C~SCoA ll CHCH22 ll CHCH22 ll COOH COOH
PvcPvc
O = C OH O = C OH ll CHCH22 ll CHCH22 ll GTGT COOH COOH PP
GDGD PP
ADAD PP
ATAT PP
Oxh succinat tạo Fumarat Gđ 6:Gđ 6: Oxh succinat tạo Fumarat
FADHFADH22 FAFA
DD
COOH COOH ll CHCH llll CHCH ll COOH COOH
Sucinat DH Sucinat DH
COOH COOH ll CHCH22 ll CHCH22 ll COOH COOH
Gđ 7:Gđ 7: HH22OO
COOH COOH ll HCOH HCOH ll CHCH22 ll COOH COOH
COOH COOH ll CHCH llll CHCH ll COOH COOH
Fumarase Fumarase
MalatMalat
NADH,H++ NADH,H NADNAD++
gđ 1gđ 1
Malat dehydrogenase
Oxh Malat tạo OA Gđ 8:Gđ 8: Oxh Malat tạo OA COOH COOH ll HHCOHCOH ll CHCH22 ll COOH COOH
COOH COOH ll C C = O= O ll CHCH22 ll COOH COOH
O.AO.A
ActCoA ActCoA
ả ứ ả ứ ổ ổ Ph n ng t ng quát Ph n ng t ng quát
ActCoA + 3NAD++ + 1FAD + 2H ActCoA + 3NAD
O + Pvc (cid:0) + 1FAD + 2H22O + Pvc
(cid:0) 2CO 2CO22 + HSCoA + + HSCoA +
3,4,8 6 1,7 5 3,4 5
3,4,8 6 1,7 5 3,4 5 1GTP + 3NADHH++ + 1FADH + 1FADH22 1GTP + 3NADHH
ữ ượ ữ ượ
c. c.
ớ ượ ạ
c t o
ủ
OA m i đ 2 nhóm carboxyl c a
G c acetyl trong gđ1 đi vào ố phân t CO2 t ở OA
ử ừ gđ 3 và 4
12 ATP 12 ATP
5 3,4,8 5 3,4,8 ượ ượ Năng l Năng l 3NADHH++ (cid:0) 3NADHH (cid:0) 1FADH22 1FADH 1GTP (cid:0) 1GTP
66 ng tích tr đ ng tích tr đ (cid:0) 9ATP 9ATP (cid:0) 2ATP 2ATP (cid:0) 1ATP 1ATP
2. Năng lượng giải phóng của chu trình Krebs Kết quả của sự oxy hóa hoàn toàn gốc acetyl: - Hai phản ứng khử carboxyl loại C dưới dạng CO2 - Bốn phản ứng oxy hóa cung cấp 4 cặp hydro - Bốn cặp hydro này được chuyển đến Oxy trong chuỗi HHTB tạo thành H2 O và năng lượng. Năng lượng tích tr đữ ược của chu trình Krebs:
ỗ ỗ ỗ ỗ
Gđ 3:1NADHH+ đi vào chu i HHTB Gđ 4: 1NADHH+ đi vào chu i HHTB Gđ 6: 1 FADH2 đi vào chu i HHTB Gđ 8: 1 NADHH+ đi vào chu i HHTB Gđ 5: 1 GTP
3 ATP 3 ATP 2 ATP 3 ATP 1 ATP
ổ
ộ
T ng c ng:
12 ATP
Vị trí, vai trò của K K Vị trí, vai trò của
- Ý nghĩa năng lượng: tạo năng: 1 gốc acetyl
Là giai đoạn 3, giai đoạn thoái hóa cuối cùng chung của các - Là giai đoạn 3, giai đoạn thoái hóa cuối cùng chung của các chất chất Ý nghĩa năng lượng: tạo năng: 1 gốc acetyl 2 CO , 12 ATP 2 CO22, 12 ATP
Ý nghĩa tổng hợp: tiền chất tổng hợp nhiều chất khác - Ý nghĩa tổng hợp: tiền chất tổng hợp nhiều chất khác
ASP
NH2
OA
(cid:0)
G
glu
NH2
SucCoA
HemHem Thể ceton Thể ceton
Tân tạo glucid Tân tạo glucid
ActCoA ActCoA
OAOA
AspAsp
HSCoA HSCoA
Suc.CoA Suc.CoA
gluglu
(cid:0) CC GG
Thể ceton Thể ceton
Tổng hợp Hem Tổng hợp Hem
(cid:0)
ề ềĐi u hoà chu trình acid Đi u hoà chu trình acid citric citric
ể ể
ượ ượ
ng ActCoA và OA trong ti th ng ActCoA và OA trong ti th
ầ ế ầ ế
L L Nhu c u t Nhu c u t
ố ớ bào đ i v i ATP ố ớ bào đ i v i ATP
