Sinh hóa thực vật

SINH HÓA THỰC VẬT
(Plant Biochemistry)
Bùi Minh Trí
9-2018


SINH HÓA THỰC VẬT:
- Tìm hiểu về các phân tử và các quá trình
hóa học hiện diện và diễn ra ở thực vật và
một số sinh vật có liên quan.

- Tìm hiểu về các đặc tính và phản ứng hóa
học của những (nhóm) hoạt chất sinh học
đặc biệt.

Bài giảng SINH HÓA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí



Đặc điểm cấu trúc hóa học, vai trò của các thành phần

Đường? Tinh bột? Dầu?
Tinh dầu? Protein?Sắc tố?Hợp
chất thứ cấp?...
phổ biến:

-Làm sao cho các thành phần này tăng/giảm theo ý
muốn?
-Làm sao cho hoạt tính quang hợp mạnh & năng suất
tăng?

Enzyme nào đóng vai trò quyết định nhất?


Tổ hợp các phân tử cấu trúc nên hệ thống quang hóa I
trong bộ máy quang hợp




Mủ cao su và khái quát con đường hình thành





1 ví dụ về sinh hóa học

Cơ chế sản sinh ATP thông qua enzyme ATP synthase.

Dòng ion H+ tạo động lực cho sự hoạt động của ATP synthase
Bài giảng SINH HĨA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí



Một số cột mốc quan trọng
trong Sinh hóa
&
Sinh hóa học Thực vật

Bài giảng SINH HÓA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí

12000 Cư dân vùng Địa Trung Hải bắt đầu thuần hóa và
B.C. canh tác cây lúa mì từ một loài giàu tinh bột
6000 Xuất hiện kỹ năng sản xuất rượu vang
B.C.
3000
B.C.

Thổ dân Peru lựa chọn loại khoai tây hoang dại có
hàm lượng độc tố thấp nhất từ đó thuần hóa dần thành
giống khoai Tây hiện nay.

500
B.C.
100
B.C.

Người Trung hoa cổ đại dùng nấm mốc đậu nành làm
kháng sinh.
Phát hiện khả năng dùng cây hoa Cúc ngăn ngừa sâu
hại

Bài giảng SINH HÓA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí


1833
1838
1843
1850

1862
1871

Anselme Payen khám phá ra Diastase (nay là
enzyme Amylase)
Protein được phát hiện và đặt tên bởi Gerardus
Johannes Mulder & Jöns Jacob Berzelius.
Justus von Liebig, đưa ra lý thuyết của sự trao đổi
chất
Louis Pasteur kết luận rằng quá trình lên men được
xúc tác bởi một yếu tố đặc biệt quan trọng hiện diện
bên trong các tế bào nấm men; yếu tố này được cho
là chỉ tồn tại trong sinh vật sống.
Sachs kết luận chlorophyll liên quan đến quá trình
quang hợp & tinh bột được sản sinh ra từ quang hợp
Ernst Hoppe-Seyler đã khám phá ra enzyme
Invertase

Bài giảng SINH HÓA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí


1877

Felix Hoppe Seyler đặt ra từ 'biochemie‘ (tiếng Đức
= Biochemistry (tiếng Anh)

1877

Wilhelm Kühne đưa ra thuật ngữ enzyme (tiếng Hy

Lạp: ἔνζυμον) = "trong men"
Hellriegel & Wilfarth: vi khuẩn ở nốt sần là nguyên
nhân làm gia tăng sinh trưởng ở cây đậu.
Eduard Buchner công bố phát minh chiết tách
được tác nhân tạo ra hoạt lực của nấm men và đặt
tên cho enzyme là Sucrase = sucrose "zyma".
Buchner đưa ra cách đặt tên Enzyme dựa theo phản
ứng mà chúng thực hiện: (VD: Lactase là enzyme
làm phân hủy Lactose; DNA polymerase xúc tác
polymer hóa phân tử DNA

1886
1897

1912

Kazimierz Funk đưa ra khái niệm Vitamine


1930s
1930

1935
1935

1945

Otto Meyerhof, Renate Junowicz-Kockolaty & Gustav
Embden đề xuất quá trình Đường phân
Hans Krebs phát hiện ra chu kỳ urê và sau đó là chu kỳ

axit citric (Chu trình Krebs). (Giải thưởng Nobel Hóa
học năm 1953)
Fritz Albert Lipmann khám phá vai trò Co-enzyme A
Andrei Nikolaevitch Belozersky cô lập DNA tinh khiết
lần đầu tiên
Andrei Nikolaevitch Belozersky phân tách được DNA
tinh khiết & Erwin Chargaff phát hiện số lượng các
Adenine bằng với số lượng của Thymine và số lượng các
đơn vị Cytosine bằng Guanine trong DNA.
James Sumner, John Northrop & Wendell Stanley được
vinh danh (nhờ các nghiên cứu trong giai đoạn 1920s1930s) chứng minh cơ chế xúc tác Enzyme và chứng
minh thành phần cơ bản của Enzyme là Protein.

Bài giảng SINH HÓA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí


1940s

Borthwick & Hendricks phát hiện loại sắc tố biến đổi
màu sắc tùy thuộc vào ngày-đêm/sáng-tối
(Phytochrome)

Bài giảng SINH HÓA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí


1947

1948

1953

1955
1956

Sam G. Wildman & Bonner tách được phân đoạn
‘‘Fraction I’’ có nhiều trong lá; David Eisenberg đưa ra
tên tắt ‘‘RUBISCO’’ năm 1979
Melvin Calvin & Benson xác định con đường đồng hóa
CO2 tạo ra đường trong quang hợp (Chu trình
Calvin/C3) (Nobel 1961)
James D. Watson và Francis Crick mô tả cấu trúc của
DNA (Nature: 25 tháng 4 năm 1953)
Gunsalus & Wood mô tả con đường chuyển hóa
Pentose phoshate hoàn chỉnh
Bernard D. Davis, David B. Sprinson & cs đề xuất
chu trình Shikimate tổng hợp ra các hợp chất thơm và
hợp chất thứ cấp

Bài giảng SINH HÓA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí


Bài giảng SINH HÓA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí


1962

Jack Dainty mô tả chuỗi vận chuyển ion & thế năng
điện tích trên màng tế bào

1962

Stanley & Ellen Burg phát hiện sự bột phát hô hấp ở
trái cây trước khi chín
Marshall Hatch & C.Slack công bố chu trình quang
hợp C4
Marshall W. Nirenberg và Har Gobind Khorana
giành giải Nobel về mã di truyền của 20 acid amin.

1967
1968

Bài giảng SINH HÓA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí


1970

Daniel Nathans phát triển kỹ thuật ức chế enzyme

1971

Ogren & Bowes xác nhận vai trò của RUBISCO
liên quan đến hiện tượng quang hô hấp.
Nello Bagni & Donatella Serafini-Fracassini công
bố vai trò của Polyamines
Kary Mullis đã phát minh ra phản ứng chuỗi
polymerase (PCR) để khuếch đại DNA trong phòng
thí nghiệm

1973
1983

Bài giảng SINH HÓA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí


Các
Polyamines

Bài giảng SINH HÓA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí


1978
1979
1984

Peter D. Mitchell đề xuất thuyết hóa thẩm thấu liên
quan đến sự hình thành năng lượng ATP.
Cockburn & cộng sự phát hiện hình thức quang hợp
ở thực vật CAM, sự tích tụ Malic acid vào ban đêm
Roberts Lin & Key xác định vai trò của protein shock
nhiệt (Heat-Shock Protein-HSP) với điều kiện bất lợi

Bài giảng SINH HÓA THỰC VẬT -Bùi Minh Trí