Bài giảng Hóa sinh - Chương 8: Các đường hướng chuyển hóa chính trong trao đổi chất và trao đổi năng lượng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:75

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hóa sinh - Chương 8: Các đường hướng chuyển hóa chính trong trao đổi chất và trao đổi năng lượng cung cấp cho người học những kiến thức như: Phản ứng oxy hóa - khử sinh học; Các đường hướng chính trao đổi chất, trao đổi năng lượng; Cơ sở các quá trình lên men công nghiệp;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa sinh - Chương 8: Các đường hướng chuyển hóa chính trong trao đổi chất và trao đổi năng lượng

Chương 8. Đường hướng trao đổi chất (Metabolic pathways) - Phân giải: catabolism - Tổng hợp: anabolism 1
Thuật ngữ – Trao đổi chất (metabolism): Toàn bộ các p/ứng xảy ra trong tế bào/cơ thể nhờ hệ enzyme xúc tác thông qua các con đường trao đổi chất (Metabolic/biochemical pathways) – Dị hoá (Catabolism): phân giải các chất dinh dưỡng thành các tiền chất hoặc thu nhận năng lượng – Đồng hoá (Anabolism): tổng hợp các chất /thành phần của cơ thể nhờ tiền chất và năng lượng thu được – Sản phẩm trao đổi chất (Metabolite): sản phẩm cuối của quá trình trao đổi chất – Sản phẩm trao đổi chất trung gian (Intermediate metabolite (phân tử lượng thấp< 1000) 2
• Oxy hóa (oxidation): quá trình (các phản ứng hóa sinh), xúc tác bởi các enzym oxy hóa khử, CÓ sự tham gia của oxy, oxy là chất nhận điện tử/H cuối cùng. • Lên men (fermentation): quá trình (các phản ứng hóa sinh), xúc tác bởi các enzym oxy hóa khử, KHÔNG có sự tham gia của oxy, hợp chất hữu cơ là chất nhận điện tử /H cuối cùng, 3
Mục tiêu trao đổi chất - Thu nhận năng lượng: từ mặt trời, hoặc năng lượng hóa học giữa các chất vô cơ (tự dưỡng năng lượng) hoặc từ các chất hữu cơ (dị dưỡng năng lượng) – Xây dựng cơ thể: • Thu nhận các tiền chất của tế bào từ các chất dinh dưỡng • Tổng hợp các đại phân tử (polyme hoá các tiền chất) • Tổng hợp và phân giải các phân tử cần cho chức năng tế bào 4
Các dạng phản ứng trao đổi chất Trao đổi chất: Chuỗi các phản ứng, gồm các loại phản ứng do enzym xúc tác: 1. Oxy hoá khử: kiểm soát tốc độ quá trình-vai trò điều hòa 2. Thủy phân, cắt mạch: Phản ứng bẻ gãy/tổng hợp mạch cacbon 3. Đồng phân hoá, chuyển nhóm: Chuyển đổi nội tại mạch cacbon 4. Sinh tổng hợp: tổng hợp các hợp chất xây dựng cơ thể
Nguồn năng lượng Hình thức sinh năng lượng: - Quang năng (phototroph) - Hóa năng (chemotroph) Nguồn Chất mang Chất nhận Electrons Electrons điện tử cuối cùng Nguồn Cacbon Hình thức dinh dưỡng : - CO2/-CO3-: tự dưỡng cacbon (autotroph) - Hợp chất hữu cơ: dị dưỡng cacbon (Heterotroph) 6
Phân nhóm sinh vật theo đặc tính dinh dưỡng Sinh vật Light-energy source Chemical reaction-energy source PHOTOAUTOTROPHS CHEMOAUTOTROPHS VD: thực vật VD: vi khuẩn sắt, vi khuẩn lưu huỳnh VD: vi khuẩn VD: Hầu hết VSV, tía/lam không khử động vật lưu huỳnh 7
8 http://biochemical-pathways.com
Sự hình thành năng lượng trong cơ thể sinh vật
Đại phân tử tế Chất dinh bào dưỡng Đồng Dị hoá hoá Quan hệ về năng lượng và các quá trình trao đổi chất: Năng lượng hoá học Tiền chất Tiền chất Sản phẩm cuối cùng + năng lượng 10
Hợp chất cao năng lượng • Khái niệm: – Chứa các liên kết giàu năng lượng, khi thủy phân, giải phóng một lượng lớn năng lượng, cung cấp cơ thể – Được tạo thành khi tạo ra liên kết giàu năng lượng, hấp thụ/dự trữ một lượng năng lượng lớn • Vai trò: – Cung cấp năng lượng cho cơ thể – Dự trữ năng lượng • Hợp chất điển hình: ATP 11
Hợp chất cao năng lượng ATP (adenosine triphosphat) Liên kết giàu năng lượng Adenosine nucleotide (A) 12
Cơ chế tạo, tích trữ và sử dụng năng lượng trong PO4- + ADP synthase E- cơ thể nhờ phân tử cao năng ATP 30,6 KJ PO4- + E ATP synthase 30,6 KJ ATP tái tạo ở người lớn với tốc độ 9 × 1020/giây 13
Các dạng phosphoryl hoá 1. Phosphoryl hoá ở mức cơ chất: Nhóm P cao năng chuyển từ hợp chất chứa nó sang hợp chất khác, giải phóng năng lượng G= -16.7 kJ/mol G = -14.2 kJ/mol 14
2. Phosphoryl hoá bằng cách oxy hóa Phosphoryl hoá ADP gắn với việc vận chuyển hydro khi oxy hóa co-Enzym khử (vd.NADH), (chuyển qua chuỗi hô hấp nhờ các phản ứng oxy hoá khử) tại các cơ quan khác nhau: - Màng cytoplasmic ở procaryotes, - Nội màng mitochondria ở eucaryotes NADH + H+ + ½ O2 → NAD+ + H2O 2e- + 10H+ 3ADP + 3Pi → 3ATP ATP synthase 15
Mức năng lượng các hợp chất cao năng 16
17
18
Co-Enzym oxy hoá khử hoạt hóa hydro • NAD+/NADH(NADP+/NADPH)-Nicotin adenin dinucleotit (phosphat): piridin dehydrogenase: cấu tạo hơn 200 enzym • FMN+/FMNH, FAD+/FADH (FADP+/FADPH): flavin dehydrogenase 19
NAD+/(NADP+): Nicotin adenin dinucleotit (phosphat) Dạng khử Dạng oxy Trong NADP+, gốc OH thay bằng liên kết este với nhóm hoá phosphat 20