Slide chu trình krebs mối liên quan giữa chu trình krebs và chuỗi hô hấp mô bào

HÓA SINH ĐỘNG VẬT
NHÓM 3- CNTY
Chu trình Krebsmối liên quan giữa chu trình Krebs
và chuỗi hô hấp mô bào


ĐẶT VẤN ĐỀ:
Đối với con người chúng ta nói riêng và sinh vật
nói chung thì chu trình Krebs và chuỗi hô hấp
mô bào gắn liền với sự sống. Chúng có vai trò
đặc biệt quan trọng trong quá trình sinh trưởng
và phát triển của sinh vật. Chúng ta sẽ đi tìm
hiểu về chu trình Krebs, chuỗi hô hấp mô bào
cũng như mối liên hệ giữa chúng sau đây:


I. Chu trình Krebs

1. Khái niệm

2. Sơ đồ chu trình Krebs

II. Cơ chế điều hòa chu trình
Krebs
III. Ý nghĩa chu trình Krebs
IV. Hô hấp mô bào
V. Mối liên quan giữa chu
trình Krebs và hô hấp mô bào

3. Các giai đoạn

I. Chu trình Krebs
1. Khái niệm
-Là một chuỗi các phản ứng hóa học xúc tác
bởi enzym. Có vai trò quan trọng bậc nhất
trong mọi tế bào sống có dùng oxy trong hô
hấp tế bào.
-Là một chuỗi các phản ứng xảy ra trong ty
thể và kết quả trong sự hình thành ATP và
phân tử khác để trải qua phản ứng hơn nữa để
tạo thành nhiều ATP.


2. Sơ đồ chu trình Krebs


3. Các giai đoạn
Giai đoạn 1:

- Ngưng tụ AcetylCoA và Oxaloacetat ( là phản ứng 1 chiều )
- Phản ứng ngưng tụ Acetyl CoA (2C) với Oxaloacetat (4C) loại ra
một phân tử CoA để tạo thành acid Citric nhờ xúc tác của enzym
Citrat synthetase


Giai đoạn 2:

-Đồng phân hoá Citrat thành IsoCitrat, xúc tác
là enzym Aconitat
-2 giai đoạn

+Loại nước tạo CisAconitat
+Hợp nước tạo IsoCitrat


Giai đoạn 3:

- Khử carboxyl IsoCitrat tạo α-Ketoglutarat , xúc tác là
isocitrate dehydrogenase của ty thể có CoE là NAD+
- Gồm 2 giai đoạn
+Khử Hydrogen tạo thành Oxalosuccinate
+Khử Carboxyl tạo α-Ketoglutarate


Giai đoạn 4:

- Khử Carboxyl α-Ketogutarate tạo thành Succinyl-CoA (là
phản ứng 1 chiều), và nhả ra CO2
nhờ xúc tác bởi phức hợp đa
2
enzym gọi là α-Ketoglutarate dehydrogenase có 5 CoE khử là
TPP, acid Lipoic, CoA, FAD và NAD+ , phức hợp đa enzym
gồm α-Ketoglutarat dehydrogenase , trans-Succinylase ,
Dihydro Lipoy Dehydrogenase


Giai đoạn 5:

- Biến đổi Succinyl-CoA thành Succinate, xúc tác là enzym
Succinate thiokinase, năng lượng tạo ra trong phản ứng cung cấp
cho ADP tạo 1 ATP

Giai đoạn 6:

- Khử hydro của Succinat thành Fumalat , dưới tác dụng của
Succinat dehydrogenase có CoE là FAD.


Giai đoạn 7:

- Hợp nước vào liên kết đôi của Fumalate tạo thành Malate,
xúc tác là enzym fumarase


Giai đoạn 8:

- Oxy hoá Malate thành Oxaloacetate xúc tác bởi enzym
Malat dehydrogenase có CoE là NAD+ , phản ứng này đóng
vòng krebs và phân tử Oxaloacetat mới hình thành tiếp tục
ngưng tụ với một phân tử AcetylCoA khác để bắt đầu một
vòng phản ứng mới.


Tổng kết
- Sau 1 chu trình Krebs, có 2 phân tử CO2 và 4 phân tử
H+ bị tách loại
- Đã sử dụng 2 phân tử H2O (bước 1 và 7)

10/23/12

II. Cơ chế điều hòa chu trình Krebs
-Điều hòa ức chế bởi 4 enzym dị lập thể : pyruvatdehydrogenase,
ketoglutaratedehydrogenase, isocitratdehydrogenase, citrate
synthetase.

α-

(Enzyme dị lập thể là enzyme ngoài trung tâm hoạt động của enzyme
còn có khu dị lập thể gắn với các chất dị lập thể hoặc các chất hoạt
hóa)
- Cơ chế ức chế dị lập thể: chất tác dụng được gọi là chất ức chế dị lập
thể.
Cơ chế dị lập thể đóng vai trò quan trọng trong sự chuyển hóa
E1

E2

E3

E4 ........... En

A ---> B ---> C ---> D --->. . . . . .

Z

Cơ chế ức chế dị lập thể (Feed back inhibition)
Khi Z quá nhu cầu cơ thể quay lại ức chế E1

Cơ chế điều hòa chu trình Krebs
Pyruvate
dehydrogenase

▲ ATP, Acetyl,NADH, Acid béo

PYRUVATE

∆ AMP, CoA, NAD+, Ca2+

ACETYL-CoA
Citrate
synthetase

▲ NADH, Succinyl-CoA,
Citrate, ATP
∆ ADP

IsoCitrate
dehydrogenase ▲ ATP
∆ ADP, Ca2+

▲Succinyl-CoA
ketoglutarate
dehydrogenase

∆ Ca2+


III. Ý nghĩa chu trình Krebs

a) Về mặt năng lượng
- Từ 1 acetyl-coA : 3 NADH + 1 FADH2 + 1 GTP(=1ATP)
FADH2 và NADH sẽ tiếp tục đi vào chuỗi hô hấp mô bào
để giải phóng năng lượng cho quá trình tổng hợp ATP tại
đây. Vì vậy về mặt năng lượng trong giai đoạn đường phân
hình thành 2 NADH tương đương 6 ATP+1 ATP=8ATP.


a) Về mặt năng lượng
- Trong chu trình Krebs: 3 NADH tương đương
9ATP+1FADH2(=2ATP)+1 GTP(=1ATP)=12ATP
- Quá trình chuyển hóa 2 phân tử Pyruvate đều
được oxy hóa để hình thành 6 CO2 thông qua sự
xúc tác của phức hợp Pyruvate dehydrogenase và
chu trình Krebs và dòng điện tử được vận chuyển
với O2 thông qua quá trình phosphoryl hóa OXH
lượng ATP được hình thành khoảng 38 ATP/ 1
glucose.

10/23/12


b) Cung cấp sản phẩm trung gian
-Là nơi cung cấp các sản phẩm trung gian chuyển
hoá cần thiết cho cơ thể như:
- α-Ketoglutarate, oxaloacetate- tổng hợp aspartate
và glutamic
- SuccinylCoA là trung tâm tổng hợp vòng
phosphoryl của nhân hem là chất vận chuyển điện
tử.

-Citrat giữ vai trò chuyển Acetyl CoA từ trong thể
ty ra tế bào chất để tổng hợp Acid béo.

=> Do đó chu trình Krebs trở thành vị trí trung tâm
điều hoà các chất trong cơ thể.


IV. Chuỗi hô hâp mô bào
1) Khái niệm
-Hô hấp: Là quá trình trao đổi khí liên tục giữa cơ thể với
môi trường. Bản chất của hô hấp là quá trình oxy hóa sinh
học:
Chất hữu cơ + O2 => CO2 + H2O + năng lượng
- Hô hấp mô bào: là chuỗi các phản ứng oxy hóa khử xảy ra
trong tế bào được xúc tác bởi một hệ thống enzyme liên
hoàn, nhằm khai thác năng lượng từ các hợp chất hữu cơ
theo một quá trình nghiêm ngặt chặt chẽ.
- Hô hấp mô bào diễn ra màng trong ti thể tế bào


2. Các enzyme chuỗi hô hấp:
2

+ SH2-NAD-FAD-Q Cytocrom b,c2, c, a, a3 ½ OO
2

2 H+
H 2O
+

-Dehydrogenase có CoE NAD và NADP
NAD +2e + 2H => NADH + H
NADP + 2e + 2H => NADPH + H
- Các flavoprotein: có FMN, FAD
- Ubiquinone (Q)

+

_


Cytochrome: các phân tử protein có nhóm ghép heme. Các
loại cytochrom khác nhau về phổ hấp ánh sáng
-

Sắt –sulfur-protein( Fe-S-protein) vận chuyển e

-

+ Cấu trúc trung tâm Fe-S khác nhau:
 1 nguyên tử sắt liên kết với 4 Cys
 2 hoặc 4 nguyên tử liên kết 4 Cys


●Các hợp chất mang e hoạt động theo phức hợp mutienzym
-Phức hợp I: NADH_ Ubiquinone redutase: chuyển 2e và 2H từ
NADH+H đến UbiquinoneUbiquinone_H2
+ Chuyển 4H từ chất nền vào khoảng giữa 2 lớp màng
- Phức hợp II: Succinate Ubiquinone reductase : Xúc tác vận
chuyển e từ succinate Ubiquinone

-Phức hợp III: UbiquinoneCytochrome c reductase: xúc
tác vận chuyển e từ Ubiquinone đến Cytochrome c và vận
chuyển H từ chất nền ti thể đến khoảng giữa 2 lớp màng
- Phức hợp IV: Cytocrom oxydase
Vận chuyển e từ cytocrom c qua quá trình oxi hóa khử  nước
Từ cyt c => cyt a =>a3 1/2 2O2
+

+

+

 NADH+11H N + ½ O2  NAD + 10H P


V. Sự liên hệ giữa chu trình Krebs
và chuỗi hô hấp mô bào:
3NADH+ H --------------------------> 9 ATP
1 FADH -------------------------> 2 ATP
Chu trình Krebs 1 ATP
Tổng cộng tạo ra 12 ATP
-Acetyl-CoA là sản phẩm của 3 con đường nhưng con đường chu
trình Krebs là con đường duy nhất oxi hóa triệt để Acetyl CoA  CO2
+H
2 O.
-Chuỗi hô hấp mô bào ngưng hoạt động thì chu trình Krebs vẫn hoạt
động vì còn nhiều con đường khác tổng hợp nên chất trung gian cho
chu trình Krebs.
- Chu trình Krebs chỉ trực tiếp tạo ra 1 ATP trong giai đoạn chuyển
succinyl CoA thành succinate, 4 bước oxi hóa của chu trình cung cấp

dòng điện tử đi vào chuỗi hô hấp dưới dạng NADH và FADH2