www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com
TRAO ĐI CH T C TH S NGỔ Ấ Ở Ơ Ể Ố
1.Các ph ng trình ph n ng t ng c a các chu i trao đi ch tươ ả ứ ổ ủ ỗ ổ ấ
Trong ch ng này các ph ng trình ph n ng t ng không bao g m cácươ ươ ả ứ ổ ồ
ph n ng t i oxy hóa c a các coenzym kh . Khi có acid tham gia có th dùngả ứ ả ủ ử ể
tên acid ho c tên base liên h p v i nó. Ví d g i acid pyruvic ho c là pyruvat vìặ ợ ớ ụ ọ ặ
có s cùng t n t i môi tr ng CHự ồ ạ ở ườ 3COCOOH và CH3COCOO- (+H+). Ở
tr ng h p sau ph i k đn ion Hườ ợ ả ể ế + đ cân b ng ph n ng. Ký hi u ~ đ chể ằ ả ứ ệ ể ỉ
m t liên k t mà khi th y phân nó bi n thiên năng l ng t do chu n có đ âmộ ế ủ ế ượ ự ẩ ộ
tính r t cao (<-7 kcal molấ-1).
2. Các đi u ki n sinh lý và đi u ki n chu nề ệ ề ệ ẩ
Trong t bào các ph n ng di n ra trong nh ng đi u ki n n ng đ khácế ả ứ ễ ữ ề ệ ồ ộ
xa so v i các đi u ki n chu n. N ng đ c a các ch t ph n ng th ng làớ ề ệ ẩ ồ ộ ủ ấ ả ứ ườ
th p. Do đó, bi n thiên năng l ng t do c a ph n ng in vivo s khác v iấ ế ượ ự ủ ả ứ ẽ ớ
đi u ki n chu n v giá tr tuy t đi và đôi khi c v d u. Do các gi i h n về ệ ẩ ề ị ệ ố ả ề ấ ớ ạ ề
n ng đ các ch t tham gia nên nhi u ph n ng là thu n ngh ch in vitro nh ngồ ộ ấ ề ả ứ ậ ị ư
không h n là thu n ngh ch in vivo.ẳ ậ ị
Đi v i đa s các ph n ng in vivo th ng t n t i m t “ tr ng tháiố ớ ố ả ứ ườ ồ ạ ộ ạ
d ng”: tr ng thái đó t c đ tiêu th các s n ph m. N u tr ng thái d ng th cừ ở ạ ố ộ ụ ả ẩ ế ạ ừ ự
hi n trong các đi u ki n g n v i đi u ki n cân b ng thì bi n thiên năng l ngệ ề ệ ắ ớ ề ệ ằ ế ượ
t do c a m t ph n ng s bé v giá tr tuy t đi và ph n ng đó là ph n ngự ủ ộ ả ứ ẽ ề ị ệ ố ả ứ ả ứ
thu n ngh ch. Trong tr ng h p ng c l i, bi n thiên năng l ng t do là caoậ ị ườ ợ ượ ạ ế ượ ự
v giá tr tuy t đi và ph n ng càng khó thu n ngh ch khi bi n thiên năngề ị ệ ố ả ứ ậ ị ế
l ng t do có giá tr càng âm.ượ ự ị
3. S v n chuy n năng l ng n i bào - ATP ự ậ ể ượ ộ
ATP là h p ch t gi vai trò quan tr ng trong trao đi năng l ng n i bào.ợ ấ ữ ọ ổ ượ ộ
Trong nh ng đi u ki n chu n khi có d ion Mgữ ề ệ ẩ ư 2+, bi n thiên năng l ng t doế ượ ự
c a ph n ng t ng h p ATP t ADP và Pủ ả ứ ổ ợ ừ i b ng 7,3 kcal molằ-1 37ở0C. Bi nế
thiên năng l ng t do chu n c a ph n ng th y phân ATP thành ADP và Pượ ự ẩ ủ ả ứ ủ i
l i b ng -7,3 kcal molạ ằ -1 37ở0C. Quá trình t ng h p ATP t ADP và Pổ ợ ừ i ph iả
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com
đc c p đôi v i m t ph n ng phát năng l ng là ph n ng oxy hóa. Cònượ ặ ớ ộ ả ứ ượ ả ứ
ph n ng thu năng l ng l i th ng ghép đôi v i ph n ng th y phân ATPả ứ ượ ạ ườ ớ ả ứ ủ
thành ADP + Pi.
3.1. Ph n ng oxy hóa- kh và t o ATP ả ứ ử ạ
Các t bào th ng thu năng l ng t các ph n ng oxy hóa, là nh ngế ườ ượ ừ ả ứ ữ
ph n ng phát năng l ng. M t ph n quan tr ng c a năng l ng đó khôngả ứ ượ ộ ầ ọ ủ ượ
đc s d ng ngay mà đc d tr trong các phân t ATP. Thông th ng, cượ ử ụ ượ ự ữ ử ườ ơ
ch t hi m khi b oxy hóa tr c ti p b i oxy phân t . S oxy hóa nó th ngấ ế ị ự ế ở ử ự ườ
đc ti n hành b ng b ng cách kh hydro nh tr ng h p oxy hóa acid lacticượ ế ằ ằ ử ư ườ ợ
thành acid pyruvic, đc xúc tác b i L-lactatdehydrogenase:ượ ở
CH3- CHOH-COOH → CH3COCOOH + 2H+
Ph n ng này th ng x y ra trong t bào ch t. Hai nguyên t hydroả ứ ườ ả ở ế ấ ử
đc g n vào m t ch t nh n, tr ng h p này là NADượ ắ ộ ấ ậ ườ ợ +:
CH3- CHOH-COOH + NAD+ → CH3COCOOH + NADH + H+ (1)
Trong các đi u ki n sinh lý, ph n ng này có th ti n hành theo chi u tề ệ ả ứ ể ế ề ừ
trái sang ph i, còn trong đi u ki n chu n thì l i x y ra theo chi u ng c l iả ề ệ ẩ ạ ả ề ượ ạ
nghĩa là theo chi u acid pyruvic chuy n thành acid lactic. ( bài t p s 5.22ề ể ở ậ ố
ph n th oxy hóa – kh , ch ng V). Ch t NADH và Hầ ế ử ươ ấ + đc t o nên t ph nượ ạ ừ ả
ng (1) l i tr thành ch t cho hydro và kh các c ch t khác. Trong quá trìnhứ ạ ở ấ ử ơ ấ
oxy hóa hi u khí v n x y ra ty th , hai nguyên t hydro đc v n chuy nế ố ả ở ể ử ượ ậ ể
nh m t dãy các h p ch t có kh năng ti p nh n r i l i cho electron l n l tờ ộ ợ ấ ả ế ậ ồ ạ ầ ượ
n i ti p nhau theo th oxy hóa – kh chu n tăng d n cu i cùng t i oxy phân tố ế ế ử ẩ ầ ố ớ ử
[th oxy hóa-kh chu n c a c p b ng -0,81V]ế ử ẩ ủ ặ ằ
Ph n ng t ng quát c a s oxy hóa NADH (Hả ứ ổ ủ ự +) trong ty th nh sau:ở ể ư
NADH + H+ + ½ O2 →NAD+ + H2O (2)
và NAD+ đc tái t o l i. N u c ng hai ph n ng (1) và (2) s đc:ượ ạ ạ ế ộ ả ứ ẽ ượ
CH3- CHOH-COOH + ½ O2 → CH3 - CO-COOH + H2O (3)
nghĩa là lactat đc oxy hóa t o thành pyruvat.ượ ạ
S tái oxy hóa NADH (Hự+) thành NAD+ đc c p đôi v i ph n ng t ng ượ ặ ớ ả ứ ổ
h p ba phân t ATP t ADP và Pợ ử ừ i:
3 ADP + 3 Pi → 3 ATP + 3 H2O
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com
3.2. Các ph n ng thu năng l ng và tiêu th ATPả ứ ượ ụ
Các ph n ng thu năng l ng th ng đc k t h p v i s th y phân các ả ứ ượ ườ ượ ế ợ ớ ự ủ
liên k t anhydrid acid c a ATP. Ví d :ế ủ ụ
-D-Glucose + ATP → D-glucose – 6P + ADP
Puruvat + CO2 → oxaloacetat
ATP + H2O→ ADP + Pi
4. Xác đnh các đng h ng trao đi ch t b ng đng v phóng x ị ườ ướ ổ ấ ằ ồ ị ạ
Đ theo dõi s bi n đi c a m t ph n ng trong ti n trình c a m t ho cể ự ế ổ ủ ộ ả ứ ế ủ ộ ặ
nhi u ph n ng cũng nh đ xác đnh con đng trao đi ch t, ng i ta có thề ả ứ ư ể ị ườ ổ ấ ườ ể
thay th m t ho c nhi u nguyên t c a h p ch t b ng các đng v phóng xế ộ ặ ề ử ủ ợ ấ ằ ồ ị ạ
thích ng. Đó là cách đánh d u h p ch t, h p ch t này sau đó đc tiêm vàoứ ấ ợ ấ ợ ấ ượ
đng v t ho c đa vào các canh tr ng t bào, cũng nh các h phi t bào. ộ ậ ặ ư ườ ế ư ệ ế Ở
đó s x y ra các ph n ng trao đi. Công vi c ti p theo là theo dõi và xác đnhẽ ả ả ứ ổ ệ ế ị
các h p ch t thu đc trong đó có ch a nguyên t ho c các nguyên t phóngợ ấ ượ ứ ử ặ ử
x , t đó rút ra các đng h ng trao đi ch t liên quan t i h p ch t tham giaạ ừ ườ ướ ổ ấ ớ ợ ấ
vào ph n ng.ả ứ
BÀI T PẬ
1.a.Vi t ph ng trình oxy hóa hoàn toàn c a acid acetic in vitro.ế ươ ủ
b. Vi t ph ng trình đó trong in vivoế ươ
c. Tính s phân t ATP hình thành ng v i m t nguyên t cacbon c a acidố ử ứ ớ ộ ử ủ
acetic khi oxy hóa hoàn toàn acid acetic in vivo.
2. a.Vi t ph ng trình oxy hóa hoàn toàn acid pyruvic in vitro.ế ươ
b. Vi t ph ng trình đó in vivoế ươ
c. Tính s phân t ATP hình thành ng v i m t nguyên t cacbon c a acidố ử ứ ớ ộ ử ủ
pyruvic khi oxy hóa hoàn toàn acid pyruvic in vivo.
3. Vi t ph ng trình oxy hóa hoàn toàn D - gliceraldehyd in vitro.ế ươ
b. Vi t ph ng trình đó in vivoế ươ
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com
c. Tính s ATP t o thành ng v i m t nguyên t cacbon c a ch t đó khiố ạ ứ ớ ộ ử ủ ấ
oxy hóa hoàn toàn in vivo.
4. Vi t ph ng trình oxy hóa hoàn toàn D-glucose in vitro. Vi t ph ngế ươ ế ươ
trình đó in vivo ? Tính s ATP t o nên v i m t nguyên t cacbon c a D-ố ạ ớ ộ ử ủ
glucose khi oxy hóa hoàn toàn in vivo.
5. Vi t ph ng trình chuy n hóa D-glucose thành acid pyruvic.ế ươ ể
6. Vi t ph ng trình bi n đi acid pyruvic thành D-glucose.ế ươ ế ổ
7. Vi t ph ng trình c a m t chu trình ế ươ ủ ộ - oxy hóa m t acid béo no có sộ ố
ch n nguyên t cacbon 2 n, đc este hóa b i coenzym A. Tính s ATP mà m tẵ ử ượ ở ố ộ
chu trình - oxy hóa có th t o nên.ể ạ
8. Vi t ph ng trình chuy n hóa m t acid béo no có s nguyên t cacbonế ươ ể ộ ố ử
ch n 2 n thành acetyl coenzym A. Vi t ph ng trình này v i acid palmitic.ẵ ế ươ ớ
9. Vi t ph ng trình oxy hóa m t phân t acid béo no có s nguyên tế ươ ộ ử ố ử
cacbon ch n (2 n) in vitro. Vi t ph ng trình đó in vivo.ẵ ế ươ
10. Vi t ph ng trình chuy n hóa acety coenzym A thành m t acid béo cóế ươ ể ộ
s cacbon ch n (2 n). Vi t ph ng trình đó v i acid palmitic.ố ẵ ế ươ ớ
11. Vi t ph ng trình chuy n hóa D-glucose thành acid palmitic.ế ươ ể
12. Trình bày và so sánh hai lo i ph n ng:ạ ả ứ phân gi i và t ng h p các acidả ổ ợ
béo no có s nguyên t cacbon ch n (phân gi i acid béo đn acetyl coenzym A,ố ử ẵ ả ế
t ng h p acid béo đi t acetyl-ACP-(ACP-AcylCarrier Protein)).ổ ợ ừ
13. Gi i thích vì sao con ng i không có kh năng t ng h p đc cácả ườ ả ổ ợ ượ
đng đi t các acid béo.ườ ừ
14. Vi t ph ng trình t ng quát c a chu trình glyoxal.ế ươ ổ ủ
15. Vi t ph ng trình chuy n hóa acid palmitic thành D-glucose.ế ươ ể
16. Vi t ph ng trình phân gi i hoàn toàn alanin thành COế ươ ả 2, H2O và NH3.
Có bao nhiêu phân t ATP t o ra ng v i m t nguyên t cacbon c a L-alaninử ạ ứ ớ ộ ử ủ
trong các đi u ki n này ?ề ệ
17. Vi t ph ng trình chuy n hóa t m t acyl-ACP no có s cacbon ch nế ươ ể ừ ộ ố ẵ
(2n) và malonyl-ACP thành m t acyl-ACP có 2n+2 nguyên t cacbon.ộ ử
18. a.Vi t ph n ng chuy n hóa propionyl-ACP và malonyl-ACP thànhế ả ứ ể
nonalonyl-ACP (acid nonanoic có 9 cacbon).
www.labthpt.com | Email: rosevn82@labthpt.com
b. Nguyên t cacbon nào c a nonalonyl-ACP đn t malonyl-ACP?ử ủ ế ừ
19. Ph n ng (xúc tác b i enzym aldolase) sau:ả ứ ở
D-glucose-1,6diphosphat D D-Gliceraldehyd-3-phosphat +
dihydroxyaceton-phosphat
x y ra theo chi u ph n ng t trái sang ph i có bi n thiên năng l ng tả ề ả ứ ừ ả ế ượ ự
do chu n b ng 5,79 kcal molẩ ằ -1 37ở0C. Trong nh ng đi u ki n chu n, ph n ngữ ề ệ ẩ ả ứ
có x y ra theo chi u đng phân không ?ả ề ườ
20. Xét ph n ng nh bài t p 6.19.ả ứ ư ậ
In vivo, ng i ta tìm th y các n ng đ sau: (ườ ấ ồ ộ µM)
D-fructose – 1,6-diphosphat (F-1,6 dP) : 31
D-Gliceraldehyd-3-phosphat (GAP) : 18,5
Dihydroxyaceton – phosphat (DHP) : 138
a.H i các đi u ki n n ng đ in vivo có g n v i n ng đ lúc cân b ngỏ ở ề ệ ồ ộ ầ ớ ồ ộ ở ằ
không ?
b.Ph n ng có d dàng thu n ngh ch in vivo không ?ả ứ ễ ậ ị
21. Bi n thiên năng l ng t do chu n c a ph n ng sau t trái sang ph i:ế ượ ự ẩ ủ ả ứ ừ ả
D-glucose + ATP D-glucose-6 - phosphat + ADP
Là ∆G0’ = - 4,16 kcal mol-1 37ở0C.
in vivo ng i ta tìm th y các n ng đ sau : (ườ ấ ồ ộ µM)
D-glucose : 5000
D-glucose 6-P : 83
ATP : 1850
ADP : 138
a.H i các n ng đ in vivo trên có g n v i đi u ki n n ng đ cân b ngỏ ồ ộ ầ ớ ề ệ ồ ộ ằ
không ?
b.Ph n ng có d dàng thu n ngh ch không ?ả ứ ễ ậ ị
22. Bi n thiên năng l ng t do chu n c a ph n ng sau: ế ượ ự ẩ ủ ả ứ
Phosphoenolpyruvat + ADP pyruvat + ATP
Theo chi u t trái sang ph i b ng – 7,8 kcal molề ừ ả ằ -1 37ở0C. In vivo có các
n ng đ sau : (ồ ộ µM)
Phosphoenolpyruvat: 23