CHƯƠNG VIII: NĂNG LƯỢNG SINH HỌC VÀ OXID HOÁ SINH HỌC

Chia sẻ: Nguyễn Tài Năng | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:32

Thêm vào BST

Báo xấu

290
lượt xem 93
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng Sự sống = sinh trưởng và phát dục Dạng năng lượng: nhiệt, điện, quang, hóa...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG VIII: NĂNG LƯỢNG SINH HỌC VÀ OXID HOÁ SINH HỌC

CHƯƠNG VIII NĂNG LƯỢNG SINH HỌC VÀ OXID HOÁ SINH HỌC TS. ĐỖ HIẾU LIÊM
1.1. NĂNG LƯỢNG SINH HỌC 1.1.1. Đại cương 1.1.2. ATP công thức và vai trò sinh học 1.1.3. Sự trao đổi năng lượng sinh học giữa các mononucleotide 2. OXID HOÁ SINH HỌC (CHUỖI HÔ HẤP MÔ BÀO) 1.2.1. Đại cương 1.2.2. Hệ thống enzyme oxidoreductase 1.2.3. Cơ chất của chuỗi hô hấp mô bào 1.2.4. Cơ chế kết hợp tiến trình oxid hóa với phosphoryl hoá 2
1.1. NĂNG LƯỢNG SINH HỌC Biological energy 3
1.1.1. ĐẠI CƯƠNG Sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng Sự sống = sinh trưởng và phát dục Dạng năng lượng: nhiệt, điện, quang, hóa... Tiêu hoá (digestion) + Hấp thu (absorption) + Biến dưỡng (metabolism) (Amino acid)n E Protein SỰ ĐỒNG HOÁ (Monosaccharide)n Polysaccharide (Anabolism) Glycerol + acid béo Triacylglycerol TỔNG HỢP Ỡ Ư Ế Ự G D N I B S (Metabolism) OXID HÓA PHÂN GIẢI 2 2 SỰ DỊ HOÁ Protein Amino acid (Catabolism) O Polysaccharide Monosaccharide CO Phân giải Oxid hoá Triacylglycerol Glycerol + acid béo + E 2 4
- Năng lượng sinh học là năng lượng của sự sống (hoá năng) 1.1.2. ATP (Adenosine triphosphate) Liên kết phosphate cao năng ∼ P = 7.6 Kcal 5
Oxidative phosphorylation 1,3 diphosphoglycerate ∼ Creatine P ∼ P 3 phosphoglycerate SuccinylCoA Creatine Vai trò sinh học của ATP S ự d ẫn •là công cụ truyền tải ADP truyền năng lượng SH thần kinh •là “tiền lẻ” dễ tiêu ∼ P Sự co cơ ATP Hoạt hóa cơ “ATP là chỉ tệ năng lượng của tế chất bào” Hình 1. CHU TRÌNH ADP/ATP 6
1.1.2.1. Nhóm cho phosphate cao năng (1). Creatine phosphate ADP Creatine ∼ P ADP Myosin ∼ P Creatine kinase Myosin ATPase ATP Creatine ATP Myosin Nhận phosphate Cho phosphate cao năng cao năng (2). Phosphoryl oxid hóa + + + S 2 NAD+ 2H FAD 2 CoQ 2H 2H 2+ 2 2Cu H NAD+ FAD H CoQ Cyt.b Cyt.c1 Cyt.c Cyt.a Cyt.a3 ½O + S NAD + FAD CoQ 2 2 - + - + - 2Cu + - H.H + - H + + HO e 2H 2e + 2H 2e + + 2H 2e 2H 2H ADP+Pi 2e ATP 2H ADP+Pi ATP ADP+Pi ATP 2H 2H 2H 7
(3). Sản phẩm trung gian của đường phân EM ADP ATP ∼ P Phosphoglycerate ∼ P kinase ∼ P 1,3 Diphosphoglycerate 3 Phosphoglycerate ADP ATP ∼ P Pyruvate kinase H Phospho enol pyruvate Pyruvate (Enol) Pyruvate (Keton) 8
(4). Sản phẩm trung gian của chu trình Krebs CH2-COOH CoASH CH2- ∼ CH2-C SCoA COOH O CH2-C- OH Succinyl CoA i Succinate GTP O GDP+P SuccinylCoA Synthetase 1.1.2.2. Nhóm nhận phosphate cao năng Các tiến trình sinh học liên quan đến sự sống: - Dẫn truyền thần kinh - Sự co cơ - Sự kích hoạt cơ chất biến dưỡng... 9
Hình 2. Phản xạ thần kinh mút bú của thú 10 con
Hình 3. Quá trình co và duỗi của mô cơ vân 11
Năng lượng tự do chuẩn của một số hợp chất phosphate Hợp chất phosphate Kcalo/mol Nhóm cho ~ P Phospho enol pyruvate 14.0 Carbamoyl phosphate 12.3 1,3 diphosphoglycerate 11.8 Creatine phosphate 10.3 Acetyl CoA 10.1 Arginine phosphate 8.00 ATP 7.30 Nhóm nhận ~ Glucose 1 phosphate 5.00 P Fructose 6 phosphate 3.00 Glucose 6 phosphate 3.30 Glycerol 3 phosphate 2.20 12
1.1.3. Sự trao đổi năng lượng giữa các mononucleotide GDP GTP ADENOSINE P P P ∼ ∼ ADENOSINE P P ∼ UDP CTP UTP CDP ATP: Adenosine triphosphate GTP: Guanosine triphosphate UTP: Uridine triphosphate CTP: Cytosine triphosphate 13
1.2. OXID HÓA SINH HỌC Biological oxidation 14
2.1. ĐẠI CƯƠNG (1). Phản ứng oxid hoá khử : oxid hoá + khử (hoàn nguyên) - Sự oxid hoá (oxidation) - Sự khử (Reduction) e- - Fe2+ Fe3+ Chất oxid hoá - bị khử (nhận e ) - Chất khử - bị oxid hóa (cho e ) 15
(2). Hô hấp mô bào  Sự cháy ≠ Sự hô hấp ≠ Sự hô hấp mô bào  Sự cháy - phản ứng đốt cháy ngoài cơ thể 2 2  Sự hô hấp - cơ quan hô hấp - trao đổi O và CO  Sự hô hấp mô bào2 - tế bào (ty thể) - oxid hoá sinh học năng lượng sinh học (phosphoryl oxid hoá) 6 12 6 +O 2 2 686 Kcal (Nhiệt năng) Sự cháy CH O 6 CO + 6 H O + Energy 16
(3).Ty thể (mitochondria) 17
Các enzyme trong ty thể Màng ngoài Acyl CoA transferase+carnithine Acyl CoA synthetase Hệ thống enzyme nối dài chuỗi acid béo Hệ thống enzyme nối dài chuỗi acid béo Acyl CoA dehydrogenase Enzyme chuyển hoá lipid và phospholipid Phần khuông Amino acid oxidase Citrate synthetase NAD-dehydrogenase Isocitrate dehydrogenase Phần không gian giữa 2 màng Fumarate dehydrogenase Adenylate cyclase Aconitate hydrolase ADP/ATP-ase Malate dehydrogenase Màng trong Enzyme β oxid hoá acid béo Hệ thống enzyme chuỗi hô hấp Hệ thống enzyme tổng hợp protein 18
2.2. NỘI DUNG, MỤC ĐÍCH VÀ ĐẶC ĐIỂM Nội dung Sự hô hấp mô bào bao gồm hàng loạt phản ứng oxid hoá khử liên tục trên các cơ chất (sản phẫm biến dưỡng trung gian của chu trình Krebs và β oxid hoá acid béo...) Mục đích 2 (1). Giải phóng năng lượng tự do tích chứa trong H (2). Tổng hợp ATP Đặc điểm (1). Trong tế bào (in vivo) - Hệ thống enzyme xúc tác + - 19 (2). Trao đổi cặp đương lượng khử (H và e )
2.3. HỆ THỐNG ENZYME CHUỖI HÔ HẤP -Hệ thống enzyme chuỗi hô hấp thuộc lớp Oxidoreductase định vị ở lớp màng trong ty thể -Vai trò: chuyển vận cặp đương lượng khử (proton pump) -Tổ chức: hệ thống enzyme với các coenzyme tổ chức thành từng tổ hợp và sắp xếp theo thứ tự tăng dần điện thế oxid hoá khử, bắt đầu NAD+ dehydrogenase có điện thế âm và cuối cùng là cytochrome oxidase có điện thế + 1 3 2 dương. -Các enzymeFADỗi hô CoQ NAD chu hấp Cyt b, c , c, a và a O NAD+ dehydrogenase NHI (Non heme iron) FeS Cytochrome FAD dehydrogenase 20 Coenzyme Q