Chu trình acid citric và sự tổng hợp năng lượng atp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH

KHOA DƯỢC
GVHD : VÕ HỒNG TRUNG
Đề Tài:Chu trình acid citric và sự tổng hợp năng lượng ATP


Chu trình Krebs (Chu trình acid Citric)


I.CHU TRÌNH ACID CITRIC (chu trình Krebs)
• Krebs tìm ra năm 1937 (chu trình acid citric).

 Đặc điểm và vai trò
 Xảy ra trong ty thể
 Là giai đoạn thoái hóa cuối cùng chung của ba chất (glucid,
protid, lipid).
 Là nơi cung cấp năng lượng dưới dạng ATP cho hoạt động
sống của tế bào.
 Là nơi cung cấp sản phẩm trung gian như acid oxaloacetic,
acid α cetoglutaric, succinyl CoA, ... để nối liền chu trình krebs
với các chuyển hóa khác của cơ thể và trở thành vị trí trung
tâm điều hòa các chuyển hóa các chất.


Các phản ứng
• Chu trình
– Tái tạo oxaloacetat, chất mở đầu chu trình, ở bước cuối của chu trình
– Chu trình là các phản ứng enzym, có thể xúc tác sự chuyển hóa của vô tận nhóm acetyl
• Gồm 8 phản ứng xúc tác bởi enzym
• Vận chuyển 4 đôi điện tử

• Sinh ra các phân tử giàu năng lượng:
– Phần lớn năng lượng giải phóng ra được giữ dưới dạng coenzym dạng khử NADH và
FADH2 (hoặc QH2)
– Oxy hóa các coenzym dạng khử trong chuồi hô hấp sinh ra ATP từ ADP và Pi qua sự
phosphoryl hóa
– Phản ứng 5 là phosphoryl hóa ở mức cơ chất sinh ATP hay GTP tùy thuộc loại tế bào
• Phản ứng tổng quát:
Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O →
2 CO2 + 3 NADH + FADH2 + CoA + GTP + 3 H+


1.Tổng hợp citrat

2. Đồng phân citrat thành isocitrat


3. Khử carboxyl oxy hóa isocitrat tạo α-ketoglutarat

 Phân tử NADH thứ nhất được tạo thành
 Phân tử CO2 đầu tiên được tạo thành
 Enzym xúc tác = isocitrate dehydrogenase

4. Khử carboxyl oxy hóa a-ketoglutarat tạo succinylCoA

 Tạo phân tử NADH thứ hai
 Sinh ra phân tử CO2 thứ hai


5. Chuyển succinyl-CoA thành succinat

Phosphoryl hóa ở mức cơ chất
o Phá vỡ liên kết thioeste giàu năng lượng
o Năng lượng giải phóng được bảo tồn bằng tổng hợp nucleosid
triphosphate
o GDP tái tạo lại và ATP sinh ra từ phản ứng của GTP với ADP
Enzym = succinyl-CoA synthetase


6. Oxy hóa succinat tạo fumarat

7. Hydrat hóa fumarat tạo L-malat


8. Oxy hóa L-malat tạo oxaloacetat

Tạo phân tử NADH thứ ba
Enzym = malat dehydrogenase

Kết quả
Mỗi phân tử acetyl CoA bị đốt cháy trong chu trình krebs (acid
citric) giải phóng 1 HSCoA tự do, 2CO2, 8H, Hydro được vận
chuyển đến oxy để tạo thành 4H2O và 12ATP.

Năng lượng tạo thành trong chu trình
3NADH (phản ứng 3,4,8):
1FADH2 (phản ứng 6):
1GTP (phản ứng 5):
Cộng:

3x3= 9 ATP

1x2= 2ATP
1ATP
12 ATP


II.Sự tổng hợp năng lương ATP
1.Vai trò của ATP
 ATP là chất tích trữ năng lượng
vừa cung cấp năng lượngcho
nhiều phản ứng hóa học
 ATP cung cấp như sự co cơ,quá
trình sinh tổng hợp protein
 ATP synthase là enzyme tổng
hợp ATP
 ATP cũng được sử dụng để
chuyển đổi giữa các
nucleosidtriphosphate


2.Sự tổng hợp năng lượng ATP
• ATP được tổng hợp theo 2 con đường:
Sự phosphoryl hóa ở mức cơ chất: trong đó
một gốc phosphat được chuyển từ một hợp
chất cao năng lượng vào ADP
Phản ứng photphorin hóa tại enzyme ATP
synthase


Sự hình thành ATP ở mức độ cơ chất
Phosphoryl hóa ở mức cơ chất

Phá vỡ liên kết thioeste giàu năng lượng
GDP tái tạo lại và ATP sinh ra từ phản ứng của GTP với ADP
GTP + ADP __________ GDP + ATP
Enzym = succinyl-CoA synthetase(succinat thiokinase)


Thuyết thẩm thấu hóa học

• Năng lượng tạo ra từ vận
chuyển e- đã bơm H+ từ nội
chất tới không gian giữa 2
lớp màng ty thể dẫn đến tạo
gradien điện hóa proton
• H+ chuyển động ngược trở
lại nội chất qua enzyme ATP
synthase


Mô hình thẩm thấu
H+ được bơm từ nội chất ở 3 vị trí
 Phức hợp I=4H+
 Phức hợp III=4H+
 Phức hợp IV=2H+


Cấu tạo của ATP synthase
• F1: phần ưa nước, nhô ra từ màng nằm
trong cơ chất, chứa các phân tử xúc tác, thực
hiện sự tổng hợp và thủy phân ATP
• 3 chuỗi α xen kẽ với các tiểu phần β

• Phần dãy γ làm nhiệm vụ liên kết F1 và Fo

Fo: kênh vận chuyển proton, phần kị nước
nằm trên màng, thực hiện sự vận chuyển
proton
Rotor: vòng c
Stator: γ và ε
F1 có 5 chuỗi polypeptide (α3, β3, γ, δ, ε )
tham gia vào hoạt động của ATP synthase


Cơ chế hoạt động của enzym ATP synthase
• Cơ chế tổng hợp ATP: quá trình phosphoryl oxi hóa ở
màng trong ty thể
• Xúc tác bởi enzim ATP synthase dựa trên sự chênh lệch
gradien nồng độ
• Dựa trên động cơ quay của Fo, F1.


Chuỗi vận chuyển điện tử
• Mục tiêu:Bẽ gãy NADH và FADH2 ,bơm H+ vào
màng ngoài cùng của ty thể
• Nơi diễn ra :ty thể