Bài giảng hóa sinh cơ - Học viện quân y

Ọ Ệ

H C VI N QUÂN Y B MÔN HÓA SINH

Ộ

HÓA SINH CƠ

N I DUNG

Ộ

Đ I C NG Ạ ƯƠ

1. SIÊU C U TRÚC C VÂN

Ơ Ấ

2. THÀNH PH N HÓA H C C A C VÂN

Ọ Ủ Ơ Ầ

3. C CH CO C Ơ Ế

4. NĂNG L

NG CO C ƯỢ Ơ

N I DUNG

Ộ

Đ I C NG Ạ ƯƠ

1. SIÊU C U TRÚC C VÂN

Ơ Ấ

2. THÀNH PH N HÓA H C C A C VÂN

Ọ Ủ Ơ Ầ

3. C CH CO C Ơ Ế

4. NĂNG L

NG CO C ƯỢ Ơ

Đ I C Đ I C

NG NG

Ạ ƯƠ Ạ ƯƠ

C TH NG  C TH NG

Ơ Ể ƯỜ Ơ Ể ƯỜ

I CÚ KHO NG 650 C Ơ Ả I CÚ KHO NG 650 C Ơ Ả

CÓ 3 LO I: C VÂN, C TR N & C TIM  CÓ 3 LO I: C VÂN, C TR N & C TIM

Ơ Ơ Ơ Ơ

Ạ Ơ Ạ Ơ

Ơ Ơ

C CHI M 40 - 42% TR NG L  C CHI M 40 - 42% TR NG L

NG C TH NG C TH

Ơ Ơ

Ọ Ọ

Ế Ế

ƯỢ ƯỢ

Ơ Ể Ơ Ể

CH C NĂNG QUAN TR NG NH T C A C Ủ Ơ  CH C NĂNG QUAN TR NG NH T C A C Ủ Ơ

Ứ Ứ

Ọ Ọ

Ấ Ấ

LÀ CO VÀ DÃN LÀ CO VÀ DÃN

NĂNG L  NĂNG L

ƯỢ ƯỢ

NG HÓA H C C A QUÁ TRÌNH Ủ NG HÓA H C C A QUÁ TRÌNH Ủ

Ọ Ọ

Ơ

ƠCO C LÀ ATP CO C LÀ ATP

C u t o h th ng c vân x C u t o h th ng c vân x ng ng ơ ơ ươ ươ ấ ạ ệ ố ấ ạ ệ ố

C u t o t C u t o t ng ng ấ ạ ế ấ ạ ế bào c vân x ơ bào c vân x ơ ươ ươ

Ộ

ỘN I DUNG N I DUNG

Đ I C NG Ạ ƯƠ

1. SIÊU C U TRÚC C VÂN Ơ Ấ

2. THÀNH PH N HÓA H C C A C VÂN Ọ Ủ Ơ Ầ

3. C CH CO C Ơ Ế Ơ

4. NĂNG L NG CO C ƯỢ Ơ

1. SIÊU C U TRÚC C VÂN.

Ơ

Ấ

ng Hình nh siêu c u trúc c vân x ấ ơ ả ươ

c có kho ng vài trăm đ n v c (sarcomer). * C u t o c a đ n v c ( sarcomer) + M t t ả ấ ạ ủ ơ ị ơ ộ ơ ơ ơ ị ơ

2500-3000 nm. ộ

gi a sarcomer, l~ 1500-1600 nm. ị ướ

ồ ơ ả

. ế ạ ơ

ạ

+ Đ dài sarcomer trung bình t ừ ng): - Đĩa A (đĩa d h ở ữ . G m: X d y(myosin) + x m nh (actin). ơ ầ trung tâm đĩa A, có khúc x kép y u h n . Vùng H: ở . V ch M: c t đôi vùng H. ắ Vùng H, v ch M ch có th th y đ c nh kính hi n vi đi n ể ấ ượ ể ạ ờ ỉ ệ

. ử t

- Đĩa I (đĩa đ ng h 2 bên đĩa A, l ~ 1000 nm ẳ ướ

ử ề

ng): ở . V ch Z: chia đĩa I thành 2 n a đ u nhau. . G m các x m nh (actin). ơ ả ạ ồ

+ X m nh b t đ u t v ch Z, đi qua đĩa I  đĩa A, d ng l ắ ầ ừ ạ ơ ả ừ i ạ ở

vùng H (đĩa A).

+ X d y b t đ u t v ch M, đi qua đĩa A, d ng l đĩa I. ắ ầ ừ ạ ơ ầ ừ i ạ ở

+ 6 x m nh bao quanh 1 x d y , 3 x d y s p x p quanh 1 x ơ ơ ầ ắ ế ơ ả ơ ầ

m nh ả

Ộ

ỘN I DUNG N I DUNG

Đ I C Đ I C NG NG Ạ ƯƠ Ạ ƯƠ

1. SIÊU C U TRÚC C VÂN Ơ Ấ

2. THÀNH PH N HÓA H C C A C VÂN Ọ Ủ Ơ Ầ

3. C CH CO C Ơ Ế Ơ

4. NĂNG L NG CO C ƯỢ Ơ

2. THÀNH PH N HÓA H C C A C VÂN

Ọ Ủ Ơ

Ầ

% m c t i ơ ươ i ơ ươ

doự

Các ch tấ % m c t 72 - 80 20 - 28 16,5 - 20,9 0,3 - 3,0 0,4 - 1,0 0,06 - 0,2 N cướ Ch t khô ấ Protid Glycogen Phospholipid Cholesterol Các ch tấ Creatin và Creatin.P A.a t Acid Lactic Na+ K+ Ca++ 0,2 - 0,55 0,1 - 0,7 0,01 - 0,02 0,08 0,32 0,07

2.1. CÁC PROTID CƠ

Protid c ¬

Protid c¬ t-¬ng 35%

Protid t¬ c ¬ 45 %

Protid c hÊt ®Öm 20%

Myosin

collagen

myogen

Actin

elastin

myoglobin

Protein C

neurokeratin

globulin c¬

Protein M

Phøc hÖ troponin

Tropomyosin

Pro tid t¬ c ¬

Myo s in

Ac tin

Pro te in C

Pro te in M

Tro po myo s in

Phø c hÖ tro po nin

MYOSIN

* C u trúc ấ

ấ ồ ộ

ầ ầ )  t o kh i c u và đuôi ố ầ ạ

- KLPT ~ 500.000 Da - l: 150 - 160 nm - G m m t đ u hình c u và m t ph n đuôi r t dài. ộ ầ ắ a - 2 chu i n ng (xo n ỗ ặ - 4 chu i nh ẹ ỗ

* Phân c t myosin ắ

* Tính ch tấ

+ Ho t tính ATPase ạ

++ c ch . ế

- Ca++ ho t hoá và Mg ạ ứ

- Duy trì b i n ng đ KCl. ở ồ ộ

- Có 2 pH t i thích là 6.0 và 9.5 . ố

- Ph thu c vào 2 lo i SH trong phân t myosin: ụ ạ ộ ử

. Lo i nhóm SH c ch : i thì ho t ế khi b khoá l ị ứ ạ ạ ạ

tính

ATPase c a myosin tăng lên ủ

. Lo i nhóm SH ho t hoá t cho thu phân ạ ạ (c n thi ầ ế ỷ

ATP): khi b khoá l i thì ho t tính ATPase hoàn ị ạ ạ

toàn m tấ

1 (m i m nh SF ả

1 có 2

SF - Ho t tính ATPase c a myosin kh trú ủ ư ạ ở ỗ

trung tâm ch a 2 lo i nhóm SH trên): ứ ạ

. Trung tâm ATPase

. Trung tâm k t h p v i actin ế ợ ớ

- Đ g n ATP vào ph n đ u c a myosin c n có: ầ ủ ể ắ ầ ầ

. Các chu i nh myosin. ẹ ở ỗ ph n đ u c a phân t ầ ủ ầ ử

. 1 chu i polypeptid là octapeptid( 8 aminoacid, ỗ ở ph n ầ

cu i cùng c a ph n đ u myosin). ầ ủ ầ ố

M + ATP M.ATP ( 1 )

M.ATP + H2O M* .ADP.Pi + H ( 2 )

M* .ADP.Pi M.ADP.Pi + W ( 3 )

M.ADP.Pi M + ADP + Pi (4 )

+ C ch g n và tách ATP v i myosin: ơ ế ắ ớ

(1) - G n ATP vào myosin ắ

(2) - Hình thành c u hình NL cao c a myosin(M*.ADP.Pi) ủ ấ

(3) - B gãy ph c h p cao năng gi i phóng năng l ng ứ ợ ẻ ả ượ

(4) - M.ADP.Pi m t NL phân ly thành myosin t do ban đ u ấ ự ầ

+ Kh năng k t h p v i actin ế ợ ớ ả

2 trung tâm đ c hi u - Myosin g n v i actin ắ ớ ở ệ  actomyosin. ặ

++ và Ca++ ++ ho t hoá và ion

ạ ượ ủ

ủ ạ ớ c c Mg ả ạ

- Ho t tính ATPase c a actomyosin đ ho t hoá (Khác v i ATPase c a myosin là Ca Mg++ c ch ). ứ ế

ACTIN

* C u trúc ấ

n ( G-actin - ATP) ( G-actin - ADP)n + nPi

- Actin hình c u ( G-actin) có KLPT = 46.000  actin s i ( F- actin) ầ ợ

actin s iợ

- 2 chu i G-actin xo n l ắ ạ ớ i v i nhau thành m t xo n kép F- actin. ộ ắ ỗ

ACTOMYOSIN

ATP

ADP

Myosin + Actin Actomyosin

* Tính ch t:ấ

- Có tính ch t ATPase r t m nh. ạ ấ ấ

- Liên quan ch t ch v i hi n tr ặ ẽ ớ ệ ượ ng co du i c . ỗ ơ

- M i phân t myosin có th k t h p v i nhi u F-actin b ng các ỗ ử ể ế ợ ớ ề ằ

“c u ngang” ầ

- Có đ nh t th p h n myosin. ấ ộ ơ ớ

PROTEIN PH C A T C

Ụ Ủ Ơ Ơ

- Protein C - Protein M

- Tropomyosin - Ph c h troponin: ứ ệ

. Troponin T

. Troponin C

. Troponin I

Protein KLPT (Da)

Đ c đi m

Vai trò

ể

ặ

Protein C

140.000

Bó các phân t

myosin vào v i nhau

ử

ớ

ẽ ớ

ặ

- Khá dài (~35 nm) - Liên k t ch t ch v i ế ph n đuôi myosin

ầ

myosin l

i (ch

ử

ạ

ỉ ở

Bó các phân t v ch M) ạ

Protein M M1 ~ 150.000 M2 ~ 88.000

Ph c h ứ ệ troponin

ả

ế ớ ++

ả ạ

ng h gi a

ệ ế ớ ộ

ả

ỗ ữ

- Protein c u l n ầ ớ - G m 3 d i đ.v ị ướ ồ . Troponin T (TnT) . TroponinC (TnC) . Troponin I (TnI)

- Đ m b o vi c liên k t v i Tm - T o liên k t v i ion Ca - Ngăn c n tác đ ng t ươ actin và myosin

~ 70.000

- Ngăn c n actin và myosin liên k t ế

ả

Tropo – myosin (Tm)

- G m 2 chu i polypeptid ỗ ồ (KLPT 33.000 và 37.000) - Xo n ắ a (~40 nm) - Theo chi u dài t ươ ề ng v i G-actin ứ ớ - Ch ti p xúc v i 1 trong 2 ớ ỉ ế s i F-actin ợ

Tropomyosin

Troponin I

Troponin C

Troponin T

2.2. CÁC CH T KHÁC Ấ

quan tr ng:

* Các ch t ch a nit ấ

ứ

ơ

ọ

ATP, ADP, AMP, GTP, UTP, creatinphosphat, creatin…

- ATP

. Có nhi u nh t ề

ch c c . ấ ở ổ ứ ơ

. Là ngu n năng l ồ

ượ

ng tr c ti p cho co c . ơ

ự ế

. N ng đ ATP c a c lúc ngh kho ng 5.10-6 mol/g.

ủ ơ

ả

ồ

ộ

ỉ

- Creatin-P

. Ngu n năng l

ng d tr quan tr ng/co c

ồ

ượ

ự ữ

ọ

* Các ch t không ch a nit

ứ

ấ

c a c ơ ủ ơ

- Glucid:

Ch y u là glycogen (0,3 - 2%) ủ ế

Ho t đ ng m nh  thoái bi n y m khí ch y u ạ ộ ạ ủ ế  acid lactic. ế ế

- Các mu i vô c : ơ ố

K+ và Na+ có n ng đ l n nh t, có vai trò trong ho t đ ng c ấ ạ ộ ộ ớ ồ ơ

+ ch y u có ủ ế

Ion K+ có trong s i t c , Na gian bào. ở ợ ơ ơ ở

- Lipid:

G m lipid trung tính, phospholipid và các lipid khác. ồ

N ng đ lipid (Phosphlipid): 0,5 - 1% m c t i có liên quan t i ơ ươ ồ ộ ớ

ch c năng c . ơ ứ

Ộ

ỘN I DUNG N I DUNG

Đ I C NG Ạ ƯƠ

1. SIÊU C U TRÚC C VÂN Ơ Ấ

2. THÀNH PH N HÓA H C C A C VÂN Ọ Ủ Ơ Ầ

3. C CH CO C Ơ Ế Ơ

4. NĂNG L NG CO C ƯỢ Ơ

3. C CH CO C Ơ Ế

Ơ

 co c . ơ

Ca Troponin Tropomyosin Actin Myosin

- S t - S t ng tác gi a actin và myosin ng tác b c ch b i troponin khi không có Ca ự ươ ự ươ ữ ị ứ ế ở

- Thay đ i chi u dài tuy t đ i c a các đ n v c ơ ị ơ  co cơ ệ ố ủ ề ổ

ầ ắ

ử ấ

ấ

ắ ả ứ ủ ắ ứ ủ ế

* Khi c nghơ ỉ  2+ cao, Ca2+ th p ấ  các đ u myosin g n c t ng n ng đ Mg ở ơ ươ ộ ồ  troponin che khu t trung tâm g n myosin ATP ch t 2 phân t ặ c a G-actin ho c gi d ng c u hình không ph n ng do nó ở ạ ữ ặ ủ  c ch kh năng g n c a G- tác d ng c a TnI c a troponin ả ủ ụ actin.

* Khi có XĐTK

 Ca2+ gi i phóng t i c t l ng g n tr c ti p vào trung tâm g n ả ừ ướ ơ ươ ự ế ắ ắ

 thay đ i c u hình c a phân t troponin  ion Ca2+ c a troponin ủ ổ ấ ủ ử

trung tâm g n myosin trên G-actin đ c l ắ ượ ộ  k t h p ngay vào đ u ế ợ ầ

myosin đã đ c ho t hoá ( d ng năng l ng cao)  hình thành ượ ạ ở ạ ượ

gi a đ u myosin và m t G-actin  đ u myosin b m t c u ngang ầ ữ ầ ộ ị ấ ầ

năng l ng  c u hình NL cao chuy n sang d ng có c u hình NL ượ ể ạ ấ ấ

0 thành

90 th p ấ  thay đ i góc gi a đ u myosin và tr c c a nó t ữ ầ ụ ủ ổ ừ

450  đ u myosin đã kéo s i m nh (actin) di chuy n d c theo s i ể ầ ả ọ ợ ợ

myosin gi ng nh tác d ng c a mái chèo thuy n . ụ ư ủ ề ố

M + ATP M.ATP ( 1 )

M.ATP + H2O M* .ADP.Pi + H ( 2 )

M* .ADP.Pi M.ADP.Pi + W ( 3 )

M.ADP.Pi M + ADP + Pi (4 )

+ C ch g n và tách ATP v i myosin: ơ ế ắ ớ

ắ

ẻ

(1) - G n ATP vào myosin (2) - Hình thành c u hình NL cao c a myosin(M*.ADP.Pi) (3) - B gãy ph c h p cao năng gi (4) - M.ADP.Pi m t NL phân ly thành myosin t ng ượ do ban đ u ủ i phóng năng l ả ự ấ ứ ợ ấ ầ

ACTOMYOSIN

Ộ

ỘN I DUNG N I DUNG

Đ I C Đ I C NG NG Ạ ƯƠ Ạ ƯƠ

1. SIÊU C U TRÚC C VÂN Ơ Ấ

2. THÀNH PH N HÓA H C C A C VÂN Ọ Ủ Ơ Ầ

3. C CH CO C Ơ Ế Ơ

4. NĂNG L NG CO C ƯỢ Ơ

4. NĂNG L

NG CO C

ƯỢ

Ơ

4.1. THÍ NGHI MỆ

- CHO C CO C NG Đ NH TRONG ĐI U KI N ÁI KHÍ Ơ ƯỜ Ộ Ẹ Ề Ệ

- CHO C CO C NG Đ CAO TRONG ĐI U KI N ÁI KHÍ Ơ ƯỜ Ộ Ề Ệ

- CHO C CO TRONG ĐI U KI N Y M KHÍ Ơ Ệ Ề Ế

- CHO C CO TRONG ĐI U KI N Y M KHÍ + C CH PHÂN Ệ Ơ Ứ Ề Ế Ế

GI I GLYCOGEN Ả

ậ 4.2. K t lu n ế

- Glycogen là ngu n NL ch y u cung c p cho co c ủ ế ấ ồ ơ

- Năng l ng thoái hoá glycogen không đ c s d ng tr c ti p ượ ượ ử ụ ự ế

cho

co c mà nó đ c s d ng gián ti p. ơ ượ ử ụ ế

- Năng l ng cung c p tr c ti p cho co c là ATP ượ ự ế ấ ơ

ng đ đ m b o cung c p đ ATP cho co c - Có nhi u con đ ề ườ ấ ủ ể ả ả ơ

- Lúc c ngh ỉ ơ

b -oxy hoá acid béo

- Lúc c ho t đ ng ơ ạ ộ

Glycogen

Phosphocreatin

+ Creatin

ATP

2ADP

P-Fructokinase

ATP + AMP

ATP C«ng c¬ häc

+ AMP + ADP ATP

Vßng Cori

ATP

GTP

Pyruvat

H« hÊp TB

Krebs

Lactat

NADH2 PADH2

Các ngu n cung c p năng l ấ ồ ượ ng co c . ơ

Vòng Cori

Bµo t- ¬ng

Creatin

Creatin-phosphat

ADP-Mg

Creatin

creatin-ATP-Mg

ATP-Mg

Ty thÓ

ATP

ADP

Khu«n ty thÓ

ty th vào bào t ng t S đ v n chuy n năng l ơ ồ ậ ể ượ ươ ế bào c tim ơ ừ

ng t ể (Sack 1975)

a- màng ngoài ty th ; ể b- màng trong ty thể

Creatinphosphat

Creatin

Creatinkinase

ADP

ATP

NL co c¬

P

N¨ ng l- ¬ng do tho¸ i ho¸ c¸ c chÊt ( glycogen...)

S t o thành và phân h y creatinphosphat ự ạ ủ

-Creatin - Creatinphosphat - Creatinin:

Glycin + arginin Glycoxyamin + ornitin

Glycoxyamin + methionin Creatin + homocystein

. Gan:

Creatin + ATP Creatin - P + ADP

. C :ơ

Creatin - P + ADP ATP + creatinin + H2O

. Khi c ho t đ ng: ơ ạ ộ

Bài giảng hóa sinh cơ - Học viện quân y

CƠ THỂ NGƯỜI CÚ KHOẢNG 650 CƠ CÓ 3 LOẠI: CƠ VÂN, CƠ TRƠN & CƠ TIM CƠ CHIẾM 40 - 42% TRỌNG LƯỢNG CƠ THỂCHỨC NĂNG QUAN TRỌNG NHẤT CỦA CƠ LÀ CO VÀ DÃN NĂNG LƯỢNG HÓA HỌC CỦA QUÁ TRÌNH CO CƠ LÀ ATP

Ộ

HÓA SINH CƠ

N I DUNG

Ộ

1. SIÊU C U TRÚC C VÂN

2. THÀNH PH N HÓA H C C A C VÂN

3. C CH CO C Ơ Ế

4. NĂNG L

N I DUNG

Ộ

1. SIÊU C U TRÚC C VÂN

2. THÀNH PH N HÓA H C C A C VÂN

3. C CH CO C Ơ Ế

4. NĂNG L

Đ I C Đ I C

NG NG

Ạ ƯƠ Ạ ƯƠ

C TH NG  C TH NG

Ơ Ể ƯỜ Ơ Ể ƯỜ

I CÚ KHO NG 650 C Ơ Ả I CÚ KHO NG 650 C Ơ Ả

CÓ 3 LO I: C VÂN, C TR N & C TIM  CÓ 3 LO I: C VÂN, C TR N & C TIM

Ơ Ơ Ơ Ơ

Ạ Ơ Ạ Ơ

Ơ Ơ

C CHI M 40 - 42% TR NG L  C CHI M 40 - 42% TR NG L

NG C TH NG C TH

Ơ Ơ

Ọ Ọ

Ế Ế

ƯỢ ƯỢ

Ơ Ể Ơ Ể

CH C NĂNG QUAN TR NG NH T C A C Ủ Ơ  CH C NĂNG QUAN TR NG NH T C A C Ủ Ơ

Ứ Ứ

Ọ Ọ

Ấ Ấ

LÀ CO VÀ DÃN LÀ CO VÀ DÃN

NĂNG L  NĂNG L

ƯỢ ƯỢ

NG HÓA H C C A QUÁ TRÌNH Ủ NG HÓA H C C A QUÁ TRÌNH Ủ

Ọ Ọ

Ơ

ƠCO C LÀ ATP CO C LÀ ATP

Ộ

ỘN I DUNG N I DUNG

1. SIÊU C U TRÚC C VÂN.

Ơ

Ấ

Ộ

ỘN I DUNG N I DUNG

2. THÀNH PH N HÓA H C C A C VÂN

Ọ Ủ Ơ

Ầ

Protid c ¬

Protid c¬ t-¬ng 35%

Protid t¬ c ¬ 45 %

Protid c hÊt ®Öm 20%

Pro tid t¬ c ¬

Myo s in

Ac tin

Pro te in C

Pro te in M

Tro po myo s in

Phø c hÖ tro po nin

Protein KLPT (Da)

Đ c đi m

Vai trò

ể

ặ

Protein C

Protein M M1 ~ 150.000 M2 ~ 88.000

Ph c h ứ ệ troponin

Tropo – myosin (Tm)

quan tr ng:

* Các ch t ch a nit ấ

ứ

ơ

ọ

- ATP