9/1/2020
1
TRAO ĐỔI CHẤT
OXY HÓA SINH HỌC
CHU TRÌNH KREBS
Giảng viên: TS. Nguyễn Xuân Bắc
Email: bacnx@hup.edu.vn
TL học tập : Bộ môn Hoá sinh (2015), Hoá sinh học, NXB Y học
TL tham khảo : Lehninger, Principles of biochemistry, 7
th
edition
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
BỘ MÔN HÓA SINH
Mục tiêu
1. Trình bày được bản chất của hô hấp tế bào và hoạt động của
chuỗi hô hấp tế bào.
2. Trình bày và phân tích được ý nghĩa quá trình phosphoryl hóa,
khử phosphoryl, các liên kết và hợp chất giàu năng lượng.
3. Trình bày được cơ chế hoạt động, sự điều hòa và vai trò của sự
phosphoryl oxy hóa.
4. Trình bày được các giai đoạn, kết quả, phân tích ý nghĩa và sự
điều hòa của chu trình Krebs.
TRAO ĐỔI CHẤT (CHUYỂN HÓA CHẤT)
Nhiệt năng Nhiệt năng
Chất cặn bã
Đồng hóa
(Sinh TH) Dị hóa
(Thoái hóa)
Phân tử lớn
Phân tử nhỏ
aa
ATP
Thức ăn
(Glucid, Lipid, Protein)
(CO
2
, H
2
O, urê…)
ATP (Adenosin triphosphate)
0 ATP
ít ATP
Nhiều ATP
Oxy hóa sinh học
(Hô hấp tế bào)
Bản chất: Là quá
trình oxy hóa
glucid, lipid và
protein xảy ra
trong điều kiện
sinh học để sinh
năng lượng (tạo
ATP)
Phosphoryl
oxy hóa
Chu trình
Krebs
OXY HÓA SINH HỌC
1 2
3 4
9/1/2020
2
Quá trình tạo CO
2
R─COOH RH + CO
2
Ít NL
Quá trình tạo H
2
O
Decarboxylase
e
-
SH
2
O
2
O
2-
H
+
H
2
O
Ít có ý nghĩa
về mặt NL
Giải phóng nhiều
năng lượng
OXY HÓA SINH HỌC
• Diễn ra qua nhiều giai đoạn
• Xúc tác bởi hệ thống các enzym trong tế bào
• Không có ngọn lửa, không tăng nhiệt độ
• Oxy không trực tiếp phản ứng với carbon và hydro
• NL giải phóng dưới dạng nhiệt hoặc ATP
Đặc điểm của oxy hóa sinh học
OXY HÓA SINH HỌC
X-kh + Yox Xox + Y-kh
OXY HÓA SINH HỌC
Oxy
hóa
khử
Chất
khử Chất oxy
hóa
Nhường
điện tử
Nhận
điện tử
Đo E
o
Thế năng oxy hóa khử
E’(pH=7 và nhiệt độ 25C)
Y-kh + Xox Yox + X-kh Thế năng oxy hoá khử chuẩn
5 6
7 8
9/1/2020
3
OXY HÓA SINH HỌC
Thế năng oxy hóa khử và chiều phản ứng
G = -n.F.E
hay G’ = -n.F.E’
E’(pH=7 và nhiệt độ 25C)
E’
trong TB
thường nhỏ
Y-kh + Xox Yox + X-kh
Oxy hóa sinh học
(Hô hấp tế bào)
Chuỗi vận
chuyển điện tử O
2
Phosphoryl
oxy hóa
Chu trình
Krebs
• Là 1 khâu của HHTB
• Là 1 hệ thống các enzym xúc tác
vận chuyển H
+
và e
-
từ cơ chất đến
O
2
để tạo H
2
O.
• Xảy ra trong ty thể
- Không cho PT nhỏ
và ion đi qua
- Các phức hợp của
chuỗi v/c e, enzym
ATP synthase.
Chuỗi vận chuyển điện tử (chuỗi hô hấp TB)
Dòng điện tử
Thứ tự các chất vận chuyển điện tử
9 10
11 12
9/1/2020
4
Khoảng giữa 2
màng
Chất nền ty thể
(matrix)
Hoạt động của các Phức hợp
Chuỗi vận chuyển điện tử (chuỗi hô hấp TB)
VC 1H
+
và 2e từ NADH & 1 H
+
từ matrix đến Q, 4H
+
ra khu vực giữa 2 màng
Phức hợp I
NADH DEHYDROGENASE (NADH-Ubiquinon oxidoreductase)
Chuỗi vận chuyển điện tử (chuỗi hô hấp TB)
Phức hợp II
SUCCINAT DEHYDROGENASE
VC 2e
-
và 2H
+
từ Succinat/ FADH2 đến Q
Chuỗi vận chuyển điện tử (chuỗi hô hấp TB)
Phức hợp III
Cytochrom bc1 (Ubiquinon – cytochrom C oxidoreductase)
VC 2e
-
từ QH2 đến Cytochrom C, 4H
+
ra khu vực giữa 2 màng
Chuỗi vận chuyển điện tử (chuỗi hô hấp TB)
13 14
15 16
9/1/2020
5
Phức hợp IV
cytochrom oxidase
VC 4e
-
từ 4 Cytochrom C đến O
2
, 4H
+
ra khu vực giữa 2 màng
Chuỗi vận chuyển điện tử (chuỗi hô hấp TB)
Khoảng giữa 2 màng
Kết quả của chuỗi vận chuyển điện tử
O
2
NADH
Malonat
Q
Phức hợp IISuccinat
Piericidin A
Amobarbital
Rotenon
Carboxin,
Thenoyltrifluoroaceton (TTFA )
H
2
S, CO, CN
-
─
─
Antimycin A
──
Những vị trí ức chế chuỗi VCĐT
Phức hợp III Phức hợp IVPhức hợp I
─
Sự phosphoryl oxy hóa-Thuyết thẩm thấu hóa học
• Peter Mithell, 1961
• Vận chuyển e
-
ghép
đôi với sự phosphoryl
hóa tạo ATP thông qua
sự chênh lệch nồng độ
H
+
giữa 2 phía của
màng trong ty thể
• 4 H
+
qua kênh F
o
=> 1
ATP
Tỷ số P/O – chỉ số phosphoryl hoá: số ATP
được tổng hợp khi ½ O
2
bị khử để tạo thành H
2
O
• NADH: P/O = ?
• Succinat/FADH
2
: P/O =?
17 18
19 20