Bài giảng Hóa sinh học – TS. Phạm Phước Điền

Hóa Sinh Học

TS. Phạm Phước Điền

1/5/2018

1

Hóa Sinh Học

Phần 1:

Giới thiệu về môn học và một số yêu cầu cơ bản

1/5/2018 Hóa Sinh Học 2

1. Mục tiêu của môn học

Môn học Hoá sinh cung cấp cho người học các kiến thức đại

cương cần thiết về cấu tạo, tính chất và vai trò của các chất hữu

cơ cơ bản tạo nên cơ thể sống như :

 Glucid

 Lipid

 Acid amin & Protein

 Hemoglobin

 Acid nucleic

 Enzyme & xúc tác sinh học

 Các quá trình chuyển hoá của các chất trên

1/5/2018 Hóa Sinh Học 3

2. Hình thức đánh giá kết quả học tập

Phân loại

Tỷ trọng (%)

Hình thức

Đánh giá quá trình 1

10

Trắc nghiệm

Đánh giá quá trình 2

20

Trắc nghiệm/Bài tập nhỏ

Kiểm tra giữa kỳ

20

Trắc nghiệm

Kiểm tra cuối kỳ

50

Trắc nghiệm

Đánh giá quá trình 2 : bao gồm nhiều bài kiểm tra trong các buổi học, điểm

cộng khi phát biểu và sẽ không được báo trước.

1/5/2018 Hóa Sinh Học 4

3. Yêu cầu đối với người học

1.

Chuẩn bị bài và tự học

 Chuẩn bị bài trước khi đến lớp

 Đạt đủ số bài kiểm tra qui định

 Xây dựng kế hoạch học tập của môn học; có thái độ nghiêm túc

trong giờ học.

2.

Tham gia đầy đủ các hoạt động trên lớp

 Chủ động và hợp tác khi làm việc nhóm, thảo luận và thực hiện tất cả

các yêu cầu của nhóm học tập.

 Tích cực, tự giác phát biểu, trả lời câu hỏi hoặc tranh luận về học

thuật trong giờ học tại lớp hoặc các buổi học nhóm 1/5/2018

Hóa Sinh Học 5

3. Yêu cầu đối với người học

3.

Hoàn thành các bài tập về nhà:

 Đọc tài liệu học tập và tài liệu tham khảo

 Tra cứu thêm tài liệu trên cơ sở dữ liệu môn học ở thư viện

hiện có để đọc thêm, mở rộng kiến thức và nâng cao chuyên

môn.

 Làm bài tập được giao đầy đủ và đúng tiến độ.

1/5/2018 Hóa Sinh Học 6

4. Tài liệu học tập

Giáo trình chính

Tài liệu tham khảo

Tài liệu tham khảo

1/5/2018 Hóa Sinh Học 7

4. Tài liệu học tập

Tài liệu tham khảo chính

Tài liệu tham khảo chính

Tài liệu tham khảo

1/5/2018 Hóa Sinh Học 8

Phần 2:

Đại Cương Hóa Sinh

1/5/2018 Hóa Sinh Học 9

1. Đại Cương Hóa Sinh

Mục tiêu

1. Định nghĩa về hóa sinh học

2. Khái niệm về hóa sinh tĩnh, hóa sinh động và quá

trình chuyển hóa các chất

3. Vai trò của hóa sinh trong y học.

1/5/2018 Hóa Sinh Học 10

2. Giới thiệu về Hóa Sinh

Định nghĩa:

• Hoá sinh là hóa học của sự sống, của chất sống

• Chuyên nghiên cứu về thành phần cấu tạo của chất sống và

các quá trình hóa học xảy ra trong cơ thể sống.

• Là lĩnh vực nghiên cứu các hiện tượng sống bằng các

phương pháp hoá học.

Nghiên cứu Hóa Sinh:

• Hiểu chức năng cơ bản của cơ thể

• Cho thông tin về hoạt động của tế bào ở cấp độ phân tử

1/5/2018 Hóa Sinh Học 11

3. Đối tượng nghiên cứu của Hoá sinh học

 Hình thành trên cơ sở của sinh học và hoá học

nghiên cứu về cơ sở hóa học của sự sống.

 Liên quan mật thiết với tế bào học (tế bào là đơn vị cấu trúc

và chức năng của cơ thể sống)

 Hóa sinh học là môn học nghiên cứu về thành phần hóa học

của các tế bào cơ thể sống, cùng với các phản ứng và các

quá trình mà chúng trải qua.

1/5/2018 Hóa Sinh Học 12

3. Đối tượng nghiên cứu của Hoá sinh học

 Hoá sinh tĩnh:

Dựa vào các phương pháp lý, hóa hiện đại để mô tả cấu tạo

của cơ thể sống ở mức độ phân tử, nguyên tử.

 Hoá sinh động:

Nghiên cứu các quá trình chuyển hoá, tính đặc hiệu của

những phản ứng sinh học

Ví dụ : enzym và cơ chất, giữa hormon và các chất tiếp nhận...

1/5/2018 Hóa Sinh Học 13

4. Cột mốc lịch sử quan trọng trong Hóa Sinh

1/5/2018 Hóa Sinh Học 14

5. Các phân tử sinh học trong cơ thể sống

Hơn 99% cơ thể người được tạo thành bởi 6 nguyên tố: Oxy, Carbon, Hydrogen, Nitrogen, Calcium, Phosphorus. Bao gồm 60% là nước, 15% là protein, 15% lipid, 2% carbohydrate và 8% khoáng chất.

1/5/2018 Hóa Sinh Học 15

5. Các phân tử sinh học trong cơ thể sống

Một số acid amin của protein

Cấu trúc phân tử của cơ thể được xây dựng từ 30 “tiền tố” (precursor), đôi khi còn gọi là “bảng chữ cái” của môn Hóa Sinh. .

3

(glucose

Đó là 20 acid amin, 2 pyrimidine, purin, đường và palmitate, ribose), glycerol và choline

1/5/2018 Hóa Sinh Học 16

5. Các phân tử sinh học trong cơ thể sống

Thành phần Lipid

Thành phần Acid nucleic

1/5/2018 Hóa Sinh Học 17

6. Trật tự cấu trúc trong tổ chức phân tử của tế bào

Trong tế bào thực vật, nhân tế bào chứa nhiều loại phức hợp đại phân tử. Nhiễm sắc thể chứa các hợp chất cao phân tử DNA và nhiều loại protein khác nhau. Mỗi loại được tạo thành từ các thành phần nhỏ hơn - DNA của nucleotide (deoxyribonucleotide)

1/5/2018 Hóa Sinh Học 18

7. Hóa sinh học và y dược

Mục đích của hóa sinh học : mô tả và giải thích ở mức độ

phân tử tất cả các tiến trình hóa học của các tế bào sống

Nhà Hóa sinh học phải :

 Tách riêng biệt vô số các phân tử hiện diện trong tế bào

 Xác định cấu trúc của các phân tử này

 Xác định chức năng của từng phân tử này

Sử dụng rất nhiều kỹ thuật phân tích

1/5/2018 Hóa Sinh Học 19

8. Phương pháp phân tích trong Hóa Sinh

8.1. Các phương pháp phân lập và tinh chế các phân tử sinh học:

 Muối kết (tủa protein bằng amoni sulfat….)

 Sắc ký: trao đổi ion, ái lực, lớp mỏng, khí, lỏng, lỏng cao áp, lọc

gel

 Điện di: giấy, cao áp, thạch, acetat cellulose, gel tinh bột, gel

polyacrylamid, gel SDS-polyacrylamid

 Siêu ly tâm

1/5/2018 Hóa Sinh Học 20

8. Phương pháp phân tích trong Hóa Sinh

8.2. Các phương pháp xác định cấu trúc của các sinh phân tử:

 Phân tích các nguyên tố

 Phổ UV, khả kiến, IR, NMR

 Thủy phân để khảo sát thành phần cấu tạo cơ bản của các

chất

 Enzym đặc hiệu phân hủy các chất để khảo sát (VD:

protease, nuclease, glycosidase)

 Khối phổ (MS)

 Phân tích tinh thể bằng tia X

1/5/2018 Hóa Sinh Học 21

9. Vai trò của Hóa Sinh Học

Kiến thức về hóa sinh là cần thiết cho tất cả các khoa học về sự sống

 Di truyền: kiến thức về acid nucleic của Hóa sinh

 Sinh lý học: chức năng của cơ thể

 Miễn dịch học: ứng dụng các kỹ thuật hóa sinh

 Dược lực học và Dược học: dựa trên cơ sở lý thuyết về hóa sinh học và sinh lý học. Các dược phẩm đều được chuyển hóa bằng các phản ứng xúc tác bởi các enzym

1/5/2018 Hóa Sinh Học 22

9. Vai trò của Hóa Sinh Học

 Độc chất học: các chất độc tác động như thế nào trên các phản ứng và các quá trình hóa sinh trong cơ thể

 Bệnh lý học: các kiến thức hóa sinh được sử

dụng nhiều để nghiên cứu các khía cạnh căn bản của các loại bệnh

 Vi sinh học, động vật học, thực vật học sử dụng các tiến bộ của hóa sinh học hầu như tuyệt đối

Các rào cản của các khoa học về sự sống đã bị tháo bỏ: hóa sinh học trở thành ngôn ngữ chung của các ngành khoa học này.

1/5/2018 Hóa Sinh Học 23

10. Mối quan hệ tương hỗ giữa hóa sinh học và y dược học

Nghiên cứu bệnh lý trong quá trình chuyển hóa tìm hiểu một số

nguyên nhân gây bệnh bằng các xét nghiệm trên dịch sinh vật →

chẩn đoán và điều trị

Giúp thầy thuốc biết được:

• Cơ chế hấp thu

• Phân bố chuyển hoá

• Thải trừ cuả các chất từ bên ngoài vào cơ thể

→ đưa ra chế độ dinh dưỡng, chỉ định phương pháp chữa trị …

1/5/2018 Hóa Sinh Học 24

10. Mối quan hệ tương hỗ giữa hóa sinh học và y dược học

Xét nghiệm Hóa sinh lâm sàng đối với việc chẩn đoán.

Nhiều bệnh hoặc trạng thái bệnh lý cần phải có các xét nghiệm

sinh hoá mới xác định được.

Ví dụ như bệnh đái tháo đường trước hết xét nghiệm đường

huyết rồi đường niệu; rối loạn thăng bằng nước điện giải cần

các số liệu về ion đồ (Na+ , K+ , Ca+ ,….)

1/5/2018 Hóa Sinh Học 25

10. Mối quan hệ tương hỗ giữa hóa sinh học và y dược học

Xét nghiệm Hóa sinh lâm sàng đối với việc chẩn đoán.

Góp phần chẩn đoán:

• Kết quả điện di Protein huyết thanh giúp cho chẩn đoán các

bệnh gan, tiêu hoá…

• Bilirubin trong các bệnh vàng da

• Ure, creatinin trong bệnh thận, acid uric trong bệnh gút

• Các hormon trong các bệnh của tuyến nội tiết

• Triglycerid trong các bệnh về tim mạch,….

1/5/2018 Hóa Sinh Học 26

10. Mối quan hệ tương hỗ giữa hóa sinh học và y dược học

 Kiến thức về cấu trúc và chức năng của protein thì cần thiết để làm sáng tỏ sự khác nhau về mặt hoá sinh của hemoglobin bình thường và hemoglobin S (bệnh hồng cầu hình liềm) (acid glutamic ở vị trí 6 chuỗi  được thay bằng valin)

 Mặt khác việc phân tích Hemoglobin S góp phần giúp hiểu rõ hơn về cấu

trúc và chức năng của cả 2 loại Hb bình thường và bất thường

Hồng cầu ở những bệnh nhân này khuyết như trăng lưỡi liềm nên khó di chuyển trong các mạch nhỏ, dễ bị đông vón, gây tắc nghẽn, giảm khả năng chuyên chở oxy tới các mô. Khi hiện tượng tắc mạch xảy ra, bệnh nhân nhiều khả năng bị viêm và nhiễm khuẩn cơ hội, với các cơ quan bị ảnh hưởng nhiều nhất là não, tim, gan, lá lách, xương, da và thận.

27 1/5/2018

Hóa Sinh Học

10. Mối quan hệ tương hỗ giữa hóa sinh học và y dược học

HÓA SINH

Acid nucleic

Protein

Lipid

Carbonhydrate

Bệnh di truyền (Genetic diseases)

Bệnh thiếu máu HbS (Sickle cell Anemia)

Bệnh xơ vữa động mạch (Athero- sclerosis)

Đái tháo đường tụy (Diabetes Mellitus)

Y DƯỢC

1/5/2018 Hóa Sinh Học 28

10. Mối quan hệ tương hỗ giữa hóa sinh học và y dược học

Các nghiên cứu về Hóa sinh tác động đến Dinh dưỡng học và Y học dự phòng Để bảo vệ sức khỏe : có khẩu phần ăn tối ưu về mặt dinh dưỡng (đầy đủ và hài hòa các chất) + các vitamin + các acid amin + một số acid béo + các chất khoáng + nước Dinh dưỡng học còn có mục đích ngừa bệnh (xơ vữa động mạch, ung bướu): Y học dự phòng Để hiểu rõ về dinh dưỡng cần rất nhiều kiến thức về Hóa sinh 1/5/2018

Hóa Sinh Học 29

10. Mối quan hệ tương hỗ giữa hóa sinh học và y dược học

Hầu như tất cả các bệnh đều có cơ sở hóa sinh của nó

Các yếu tố chính gây bệnh ở động vật và người gồm: 1. Tác nhân vật lý: chấn thương cơ học, nhiệt độ cao, thay đổi đột ngột áp suất khí quyển, phóng xạ, shock do điện… 2. Tác nhân hóa học, gồm cả dược phẩm: các hợp chất độc, thuốc điều trị… 3. Tác nhân sinh học: virus, vi khuẩn, nấm, ký sinh trùng 4. Thiếu oxy: thiếu máu, giảm khả năng cung cấp oxy máu, các chất độc tác động trên các enzym oxy hóa

1/5/2018 Hóa Sinh Học 30

10. Mối quan hệ tương hỗ giữa hóa sinh học và y dược học

Hầu như tất cả các bệnh đều có cơ sở hóa sinh của nó

5. Rối loạn di truyền: bẩm sinh hay phân tử 6. Các phản ứng miễn dịch: quá mẫn, bệnh tự miễn 7. Dinh dưỡng thiếu cân đối: thiếu, thừa 8. Rối loạn nội tiết : thiếu, thừa Các tác nhân trên tác động trên một hay nhiều phản ứng hóa học hay các phân tử trong cơ thể. Các nghiên cứu hóa sinh được ứng dụng nhiều trong cả hai lĩnh vực chẩn đoán và điều trị bệnh

1/5/2018 Hóa Sinh Học 31

11. Vị trí của môn hóa sinh trong chương trình đào tạo dược sĩ đại học

 Là môn cơ sở phục vụ cho các môn nghiệp vụ. Như

hóa dược, bào chế, kiểm nghiệm, dược lực, dược lâm sàng, dược liệu…

 Cấu trúc, tính chất và nồng độ các phân tử sinh học

trong các tế bào, dịch sinh vật.

 Các quá trình sinh tổng hợp, thoái hóa các chất

 Các quá trình trao đổi, vận chuyển các chất và năng

lượng cung cấp.

 Dễ dàng tiếp cận môi trường xét nghiệm lâm sàng ở

các bệnh viện.

1/5/2018

Hóa Sinh Học 32