Chuong 2 chuyen hoa oxy hoa sinh hoc chu trinh TCA

Chương 2

Chuyển hóa,
oxi hóa sinh học,
chu trình acid citric

1


Nội dung
Chuyển hóa các chất

Oxy hóa sinh học
Chu trình acid citric

2


1. CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT

3


Đại cương
Là quá trình đặc trưng
của sự sống sinh vật
Chuyển hóa các chất là
tất cả các quá trình hóa
học xảy ra trong cơ thể
từ khi thức ăn được
đưa vào đến khi chất

cặn bã được thải ra
ngoài
Đồng hóa và dị hóa
4


Các con đường chuyển hóa
Đồng hóa (Anabolic/biosynthesis)
 phân tử hữu cơ thức ăn → đại phân tử
 cần năng lượng

5


Các con đường chuyển hóa
Đồng hóa (Anabolic/biosynthesis)
 gồm 3 giai đoạn:
• Tiêu hóa: thủy phân các đại phân tử hữu cơ thức ăn
thành các đơn vị cấu tạo nhờ các enzyme thủy phân
trong hệ tiêu hóa
• Hấp thu: sản phẩm tiêu hóa được hấp thu qua niêm
mạc ruột non vào máu
• Tổng hợp: sản phẩm đến các mô và được tế bào sử
dụng tổng hợp các đại phân tử

6


Các con đường chuyển hóa

Đồng hóa
 Cơ thể sử dụng các đại phân
tử để:
• Xây dựng tế bào và mô (protein,
polysaccarid tạp, phospholipid)
• Sử dụng cho các hoạt động
sống (enzyme, acid nucleic, các
protein chức năng)
• Dự trữ (glycogen, triglycerid)

7


Các con đường chuyển hóa
Dị hóa
(catabolic/degradation)
 quá trình thoái hóa các
đại phân tử hữu cơ →
sp trung gian và các
chất cặn bã
 Gồm các PƯ oxy hóa
khử, thủy phân, vận
chuyển, tách nhóm…
 kèm theo giải phóng
năng lượng dạng nhiệt
(50%) và ATP (50%)
8


Các con đường chuyển hóa

Dị hóa (catabolic/degradation)
 Năng lượng ATP được sử dụng:
• Công cơ học: co duỗi
• Công thẩm thấu: vận chuyển tích cực
• Công hóa học: tổng hợp các chất

9


2. OXY HÓA SINH HỌC

10


Oxy hóa sinh học
Về mặt hóa học
 Sự oxy hóa là sự mất đi các điện tử
 Sự khử là sự nhận điện tử

Sự oxy hóa sinh học
 (sự hô hấp tế bào)
 sự oxy hóa các chất hữu cơ trong tế bào

11


Phản ứng oxy hóa khử
quá trình trao đổi điện tử
chất oxy hóa là chất có thể nhận điện tử
chất khử là chất có khả năng cho điện tử

Fe2+ + Cu2+ ⇌ Fe3+ + Cu+
(1) Fe2+ ⇌ Fe3+ + e(2) Cu2+ + e- ⇌ Cu+

12


Thế năng oxi hóa khử
Phương trình Nernst

E = E0 +

RT
nF

[Ox]
ln
[Kh]

E: thế năng oxy hóa khử
E0: thế năng oxy hóa khử chuẩn
R: hằng số khí lý tưởng
T: nhiệt độ tuyệt đối
n: số điện tử di chuyển
F: hằng số Faraday
[Ox]: nồng độ dạng oxy hóa trong dung dịch
[Kh]: nồng độ dạng khử trong dung dịch
Khi [Ox]/[Kh] = 1 hay [Ox]=[Kh] thì E = E0
Điều kiện chuẩn là [Ox] = [Kh]

13

Thế năng oxi hóa khử
E = E0 +

RT
nF

[Ox]
ln
[Kh]

Thế năng oxy hóa khử (E)
 Biểu hiện khả năng cho nhận điện tử (e) của hệ
thống
 Hệ thống có E thấp (nồng độ chất khử lớn) dễ
cho điện tử
 Hệ thống có E cao (nồng độ chất oxy hóa cao)
dễ nhận điện tử

Hydro hay điện tử chuyển từ hệ thống có E
thấp đến hệ thống có E cao
14


Thế năng oxi hóa khử
Khi đo ở điều kiện sinh học pH=7, t=25 oC,
thế năng oxy hóa khử được ký hiệu E’0
∆G0′ = −nF∆E ′ 0
∆G′ 0: biến thiên năng lượng tự do của phản ứng

∆E ′ 0: biến thiên thế năng oxy hóa khử chuẩn
n: số điện tử di chuyển
F: hằng số Faraday

15


Thế năng oxi hóa khử

16


Thế năng oxi hóa khử

17


Thế năng oxi hóa khử

18


Bản chất của sự hô hấp tế bào
quá trình oxy hóa khử xảy ra trong điều kiện
sinh học
tạo CO2 và H2O và giải phóng năng lượng
(ATP)

19

Chuỗi hô hấp tế bào

20


Chuỗi hô hấp tế bào
 (I) NADH-CoQ reductase
 (II) Succinate-CoQ
reductase
 (III) CoQ-cytochrome C
reductase
 (IV) Cytochrome C oxidase

21


Chuỗi hô hấp tế bào
Các yếu tố tham gia







Cơ chất cung cấp hydro
Các hydrogenase có coenzyme là NAD+
Các flavoprotein có coenzyme là FMN or FAD
Coenzyme Q (Ubiquinon)

Hệ thống cytocrome
Oxy

22


Chuỗi hô hấp tế bào

23


Chuỗi hô hấp tế bào

24


Chuỗi hô hấp tế bào
Các yếu tố tham gia
 Peroxydase
 Catalase
 Superoxid dismutase

25