BAI GIANG HOA SINH HOC

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.37 MB, 312 trang )

(1)Nguyễn Văn Hiểu. HỌC PHẦN. (3 ĐVHT). 1. Th.sĩ: Nguyễn Văn Hiểu ĐCCT HOA SINH.doc THINHGIEMHOASINH.doc. Trường CĐSP Nha Trang. HÓA SINH HỌC.

(2) A. MỤC TIÊU 1. Kiến thức - Nắm được thành phần, cấu trúc phân tử, tính chất lí hoá học của một số chất sống chủ yếu - Phân biệt được sự khác nhau cơ bản giữa cấu trúc một số chất sống. Sự phù hợp giữa cấu tạo và chức năng sinh học của chúng. - Biết được mối liên quan của chất sống trong cơ thể thông qua các quá trình chuyển hoá, trao đổi chất, trao đổi năng lượng,…của tế bào và cơ thể - Nắm được cơ chế di truyền, biến dị, cơ chế sinh tổng hợp protein, công nghệ sinh học. 2.

(3) - Biết được khả năng kháng bệnh của sinh vật, tính chống chịu của vật nuôi, cây trồng . 2. Kĩ năng: - Kĩ năng sử dụng kiến thức Hoá sinh học để giải thích được cơ sở phân tử của các qui luật, hiện tượng sinh học trong tự nhiên. - Kĩ năng vận dụng kiến thức, kĩ năng tìm biện pháp nâng cao năng suất, chất lượng vật nuôi 3. Thái độ: - Sinh viên học tập, nghiên cứu nghiêm túc đối với môn học - Năng lực tự học, tự nghiên cứu - Năng lực giao tiếp, hợp tác, trao đổi thông tin 3.

(4) B. NỘI DUNG - Học phần Hoá sinh học: 3 ĐVHT 13 chương - Giảng dạy ở các lớp Ban Hoá sinh học: Hoá Sinh, Sinh Hoá, Sinh-KTNN, SinhKTGĐ, KTNN-Sinh, KTNN-KTGĐ,…. 4.

(5) Mục lục Bài: MỞ ĐẦU (1 tiết) Chương 1: PROTEIN (5 tiết) Chương 2: AXIT NUCLEIC (2 tiết) Chương 3: GLUXIT (2 tiết) Chương 4: LIPIT (2 tiết) Chương 5: VITAMIN (2 tiết) Chương 6: ENZYM (3 tiết) 5.

(6) Chương 7: HOOCMON (2 tiết) Chương 8: ĐẠI CƯƠNG VỀ TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯƠNG (2 tiết) Chương 9: TRAO ĐỔI GLUXIT (5 tiết) Chương 10: TRAO ĐỔI LIPIT (3 tiết) Chương 11: TRAO ĐỔI AXIT NUCLEIC (3 tiết) Chương 12: TRAO ĐỔI PROTEIN (5 tiết) Chương 13: MỐI LIÊN QUAN CỦA CÁC QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI CHẤT (2 tiết) 6.

(7) Nguyễn Văn Hiểu. BÀI MỞ ĐẦU (1 tiết). Trường CĐSP Nha Trang. ĐỐI TƯỢNG, NHIỆM VỤ, VỊ TRÍ VÀ LƯỢC SỬ PHÁT CỦA HÓA SINH HỌC 1. ĐỐI TƯỢNG, NHIỆM VỤ VÀ VỊ TRÍ CỦA HÓA SINH HỌC. a. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: - Là môn khoa học cơ sở, nghiên cứu thành phần hóa học, cấu trúc, tính chất các phân tử sinh học b. NHIỆM VỤ: - Nghiên cứu mối liên quan giữa cấu trúc và chức năng, các quá trình trao đổi 7.

(8) chất, trao đổi năng lượng diễn ra trong tế bào, cơ thể sống. - Đi sâu khám phá bí mật của cuộc sống. - Thiết lập một số nguyên lí chung của hệ thống sống c. VỊ TRÍ: - Nghiên cứu sinh học ở mức độ phân tử - Tế bào là đơn vị cấu trúc cơ bản. - Nhờ các phản ứng hóa học, duy trì ổn định nguồn năng lượng nội sinh. - Quá trình sinh trưởng, phát triển, tái sinh tế bào. - Cơ thể sống được mã hóa trong phân tử axit 8 nucleic..

(9) 2. LƯỢC SỬ PHÁT TRIỂN - Hóa sinh học là một ngành khoa học non trẻ. - Đầu thế kỉ XIX con người đã tổng hợp được ure. - Góp phần đánh đổ quan điểm duy tâm. - Đặt nền móng cho sự hình thành và phát triển của ngành Hóa sinh học. - Cuối thế kỉ XIX Hóa sinh học trở thành một ngành khoa học độc lập, phát triển nhanh chóng - Ngày nay Hóa sinh học phát triển không ngừng. - Chiếm một, vị trí vô cùng quan trọng, trong hệ thống các lĩnh vực nghiên cứu sinh học. 9.

(10) Phần thứ nhất:. LÍ THUYẾT. Trường CĐSP Nha Trang. THÀNH PHẦN CẤU TẠO, TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG SINH HỌC CỦA CÁC PHÂN TỬ SINH HỌC Chương 1: PROTEIN (5 tiết) Mục tiêu:- Hiểu được vị trí, vai trò, chức năng của phân tử protein trong cơ thể sinh vật. - Đơn vị cấu tạo nên phân tử protein là axit amin. - Các tính chất lí hóa của axit amin - Thành phần, hàm lượng của các axit amin không thể thay thế được đối với chất lượng nông sản, thực phẩm 10 Nguyễn Văn Hiểu.

(11) và dinh dưỡng của người, động vật. - Cấu trúc của phân tử protein: cấu trúc bậc 1, bậc 2, bậc 3, bậc 4. - Các chức năng sinh học (xúc tác, vận chuyển, bảo vệ, kích thích…). - Mối quan hệ với cấu trúc - Tính chất lí, hóa, sinh học cơ bản của phân tử protein - Tầm quan trọng của công nghệ protein, ứng dụng của nó trong đời sống, sản xuất § 1.I. KHÁI NIỆM CHUNG, VỊ TRÍ, VAI TRÒ, CHỨC NĂNG CỦA PROTEIN TRONG CƠ THỂ SINH VẬT 11.

(12) Nguyễn Văn Hiểu. I.1. KHÁI NIỆM TULIEUSOANGIANG\PLPEPTIT-1.c3xml - Protein (protoios) là đầu tiên. - Vai trò quan trọng trong mọi chuyển hóa. - Quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lượng Protein là hợp chất hữu cơ có (M) lớn được tạo thành từ các gốc α-axit amin liên kết với nhau bằng liên kết peptit (-CO-NH-), bị kết tủa bởi dung dịch axit tricloroaxetic (CCl3-COOH) 10%. H. H. ....H2N C. C. N. C. C ... hay. R1. O. H. R2. O. Trường CĐSP Nha Trang. H. H. ....HN C. C. N. C. C OH. R1. O. H. R2. O. R1, R2,…là các gooca ankyl. n 12.

(13) Nguyễn Văn Hiểu. I.2. VỊ TRÍ Chiếm tỉ lệ nhỏ hơn so với các chất hữu cơ khác (G, L),… - Có vai trò quyết định đối với toàn bộ quá trình trao đổi chất. I.3. VAI TRÒ VÀ CHỨC NĂNG Protein có những chức năng gì? - Duy trì sự sống - Truyền thông tin di truyền từ thế hệ này sang thế hệ khác. - Điều hòa hoạt động các cơ quan, bộ phận của cơ thể. Trường CĐSP Nha Trang. 13.

(14) - Thích ứng với những thay đổi có qui luật, khi có những tác động bên ngoài - Chức năng bảo vệ: + Có khả năng nhận biết và “bắt” những chất lạ xâm nhập vào cơ thể. - Có khả năng tái lập trạng thái ban đầu,… - Tương tác với các hợp chất hóa học khác,… - Xúc tác sinh học - Truyền xung thần kinh - Dinh dưỡng và dự trữ 14.

(15) Bảng 1.1. Hàm lượng protein Thức ăn nguồn gốc động vật, thực vật. Hàm lượng protein (% khối lượng khô). Thức ăn nguồn động vật, thực vật. Hàm lượng protein (% khối lượng tươi). 6,2 - 12,0. Dưa chuột. 0,5 – 0,9. Ngô. 9,8 – 13,2. Cà chua. 0,3 – 3,0. Lúa mì. 8,6 – 24,4. Rau muống. 2,6 – 3,2. Lạc. 19,2 – 37,2. Thịt bò. 21,0. Đậu tương. 35,5 – 40. Thịt gà. 20,0. Vừng. 17,5 – 25,1. Cá. 17,0 – 20,0. Trứng gà. 13,0 -14,8. Khoai lang. 0,8 – 3,0. Khoai tây. 0,7 – 2,7. Trường CĐSP Nha Trang. Lúa gạo. Nguyễn Văn Hiểu. - Hàm lượng protein có trong cơ thể sẽ rất khác nhau tùy theo điều kiện môi trường. 15.

(16) H2N. CH. C. OH. Trường CĐSP Nha Trang. §1.II. CẤU TẠO CỦA PHÂN TỬ PROTEIN - Hình thành từ các axit amin II.1. AXIT AMIN II.1.1. ĐỊNH NGHĨA: - Axit amin là những dẫn xuất của các axit hữu cơ α-cacboxylic, trong đó một hoặc cả hai nguyên tử hiđro của gốc ankyl được thay thế bởi nhóm amin (-NH2). O Ví dụ 1: CH3 2-aminopropanoic ac id 16 A-AMIN-PROPIONIC.c3xml Nguyễn Văn Hiểu.

(17) Ví dụ 2: R – CH(NH2)COOH axit α-amin R – CH(NH2)CH2COOH axit β-amin R – CH(NH2)CH2-CH2-COOH axit γ-amin - Axit α-amin có hầu hết trong tế bào động, thực vật. - Axit β-amin chỉ tìm thấy trong thành phần của coenzym, rễ cây họ đậu (Virtanen, Laine, 1972),…. - Trong một số peptit ở cơ một vài loài cá. 17.

(18) Bảng 1.2. 20 loại aaxxit amin thông dụng nhất có trong protein. Nhóm axit amin phân cực với chuỗi bên không mang điện. Công thức. Alanin (Ala hay A). H3N(+)-CH2-COO(-). Valin (Val hay V). (CH3)2CH-CH(NH3(+))-COO(-). Glycin (Gly hay G). H3N(+)-CH2-COO(-). Leucin (Leu hay L). (CH3)2CHCH2CH (NH3(+))COO(-). Isoleucin (Ile hay I). CH3CH2CH(CH3)CH(NH3(+))COO(-). Serin (Ser hay S). HOCH2CH(NH3(+)COO(-). Threonin (Thr hay T). CH3CHOHCH(NH3(+))COO(-). Cystein (Cys hay C). SHCH2CH(NH3(+)COO(-). Methionin (Met hay M). CH3SCH2CH2CH(NH3(+))COO(-). Asparagin (Asn hay N). H2NCOCH2CH(NH3(+))COO(-). Glutamin (Glu hay Q). H2NCO(CH2)2CH(NH3(+))COO(-). Lisin (Lis hay K). NH3(+)(CH2)4CH(NH3(+))COO(-). Trường CĐSP Nha Trang. Nhóm axit amin không phân cực. Tên axit amin (viết tắt chữ cái). Nguyễn Văn Hiểu. Nhóm axit amin. 18.

(19) Công thức. Arginin (Arg hay R). H2N(+)=C(NH2)NH(+)(CH2)3CH(NH3(+))COO(-). Axit aspartic (Asp P). (-). OOC-CH2-CH(NH3(+))-COO(-). Glutamic (Glu hay E). (-). OOC-(CH2)2CH(NH3(+))-COO(-). Nguyễn Văn Hiểu. Nhóm axit Tên axit amin (viết tắt amin chữ cái). Trường CĐSP Nha Trang. Các axit α-amin gốc ankyl có chứa vòng 5 hoăc 6 cạnh COO COO. H 2N H 2C. NH3. C H CH2 C. Prolin (Pro hay P). CH CH2. Phenylalamin (Phe - F). H. H 19. PROPHENYL1.c3xml.

(20) COO CH CH2. H3 N Tirosin (Tir - Y). C. CH2 Tryptophan (Try - W). H. CH2. H. BAZONITO-01.c3xml N. Histidin (His - H). Trường CĐSP Nha Trang. H3 N. H. N. COO OH. C. Nguyễn Văn Hiểu. NH3. COO. H2N. - Một số axit amin ít gặp trong phân tử protein: Ví du: 4-hidroxyprolin, 5-hidroxylisin, 6-N20 methyllisin.

(21) Bảng 1.3: Các axit amin không thay thế và nhu cầu hàng ngày của người trưởng thành Nhu cầu Nhu cầu Tên axit amin. g/ngày/người. TT. Tên axit amin. g/ngày/người. 1.. Valin. 8,8. 6.. Lisin. 5,2. 2.. Leucin. 9,0. 7.. Tryptophan. 1,1. 3.. Isoleucin. 3,3. 8.. Phenyalanin. 4,4. 4.. Threonin. 3,5. 9.. Histitin. 2,0. 5.. Methionin. 3,0. Trường CĐSP Nha Trang. TT. Nguyễn Văn Hiểu. - Có 20 α-axit amin có trong phân tử protein. - Một số axit amin cơ thể người và động vật không tự tổng hợp được.. - Chất lượng nông sản, chất lượng dinh dưỡng của protein nói riêng quyết định bởi thành phần và hàm lượng các axit amin không 21 thay thế..

(22) COOH. COOH H 2N. C*. H. CH 2OH L-Serin ĐPHANQHOC.c3xml Nguyễn Văn Hiểu. H. C*. NH2. Trường CĐSP Nha Trang. II.1.2. MỘT SỐ TÍNH CHẤT HÓA LÍ CƠ BẢN CỦA AXIT AMIN a. TÍNH ĐỒNG PHÂN QUANG HỌC (ĐỒNG PHÂN LẬP THỂ) CỦA AXIT AMIN - Các axit amin còn lại đều là đồng phân quang học (trừ glycin) phân tử chứa 1 đến 2 nguyên tử cacbon bất đối (C*). Axit amin serin. CH 2OH D-Serin 22.

(23) Nguyễn Văn Hiểu. - Các axit amin trong protein của động, thực vật thuộc dạng L-axit amin.. - Số đồng phân quang học của axit amin là: N = 2n [n là số nguyên tử cacbon bất đối (C*)] D (Dextrorotatory): quay phải. L (Levorotatory): quay trái, vị trí nhóm –NH2. Trường CĐSP Nha Trang. - Dạng D-axit amin chỉ tìm thấy ở vách tế bào vi khuẩn và trong thành phần của peptit kháng sinh.. 23.

(24) - Dấu (+), dấu (-) chỉ góc quay mặt phẳng ánh sáng phân cực sang phải hoặc sang trái. b. Tính chất lưỡng tính -Trong dung dịch các axit amin phân li tạo thành ion lưỡng cực. H2N-R-COOH ↔ H3N(+)-R-COO(-) Hằng số điện li: (+). (-). [H 3 N R-COO ] Ki  [H 2 N-R-COOH] 24.

(25) pI=. pKi = - lgKi. Nguyễn Văn Hiểu. 1 pK i 2. - Ở pH từ 4 – 9 các axit amin đều tồn tại ở dạng lưỡng cực - Điểm đẳng điện của axit amin vào khoảng 5,97 Trường CĐSP Nha Trang. c. PHẢN ỨNG Ở GỐC R (ANKYL) - Các nhóm nguyên tử, phân tử của axit amin liên kết với cacbon α (Cα) không tham gia liên kết peptit. - Các phản ứng hóa học xảy ra ở gốc R + Phản ứng nitro hóa, halogen hóa, amid hóa, khử amin hóa, este hóa, ankyl hóa, axyl hóa,…. 25.

(26) Nguyễn Văn Hiểu. - Tính phân cực, không phân cực của gốc R: + Quyết định tính hòa tan của protein trong các dung môi khác nhau. d. Các phản ứng đặc trưng của axit amin - Phản ứng với axit nitrơ (HNO2) giải phóng khí N2 H2N–R–COOH + HO-NO  H2O + HO–R–COOH + N2↑ - Phản ứng với HCHO (phản ứng Sorensen) H2N– R–COOH + HCH=O  HOOC–R–N=CH2 + H2O - Phản ứng với ninhydrin (tricetohydrinden) 26. Trường CĐSP Nha Trang.

(27) O. O O OH OH O. +. H H2N C COOH R. O. OH. Màu tím xanh. Nguyễn Văn Hiểu. N. + RCH=O + CO2 + 3H2O Trường CĐSP Nha Trang. Nihydrin. II.2. PEPTIT PLPEPTIT-1.c3xml Sự kết hợp giữa các axit amin với nhau, bởi các liên kết peptit (-CO–NH-) - Do sự tương tác giữa nhóm –COOH với nhóm –NH2 H. H H. H2N C C OH + H N C COOH R O. R1. H. H H. H2N C C N C COOH + H2O R O. R1. 27.

(28) Nguyễn Văn Hiểu. - Khối lượng phân tử: polypeptit (M ≤ 5.000 đvc), Protein (M ≥ 5.000 đvc). - Tạo thành từ vài cho tới hàng chục ngàn gốc axit amin. - Phân tử polypeptit vẫn còn đầu N và đầu C - Đảm nhiệm chức năng sinh học nhất định. Ví dụ: Glutathion (tripeptit) làm nhiệm vụ vận chuyển H+ và e trong phản ứng oxi hóa khử. - Một số loại peptit mang tính tương tự như chất kháng sinh - Kích thích hoạt động của tuyến tụy, tuyến yên, hoạt động co bóp của dạ dày,…. Trường CĐSP Nha Trang. 28.

(29) Nguyễn Văn Hiểu. II.3. CẤU TRÚC CỦA PHÂN TỬ PROTEIN II.3.1. CẤU TRÚC BẬC MỘT CỦA PROTEIN - Các axit amin sắp xếp theo thứ tự thành chuỗi polypeptit mạch thẳng - Cấu trúc bậc 1 sẽ bị thay đổi, các tính chất lí hóa, chức năng sinh học cũng thay đổi theo, khi thứ tự sắp xếp của các axit amin trong phân tử protein thay đổi. Trường CĐSP Nha Trang. Hình 1: Cấu trúc bậc 1 của phân tử protein. 29.

(30) II.3.2. CẤU TRÚC BẬC HAI CỦA PROTEIN - Tạo thành chuỗi có trúc xoắn hình lò xo do liên kết hidro sinh ra giữa nguyên tử O của nhóm >C=O và nguyên tử H nhóm -NH- quyết định - Duy trì và tạo nên cấu trúc xoắn α-helix - Liên kết peptit nằm giữa hai nguyên tử Cα không có khả năng quay tự do.. Hình 2: Cấu trúc bậc hai của phân tử protein. 30.

(31) Hình 3: Cấu trúc xoắn α-helix và cấu trúc xếp nếp β của phân tử protein có cấu trúc bậc 2. 31.

(32) Nguyễn Văn Hiểu. II.3.3. CẤU TRÚC BẬC BA CỦA PROTEIN - Hình thành trên cơ sơ cấu trúc bậc 1 và bậc 2, - Tất cả các nguyển tử sắp xếp không gian ba chiều.. Trường CĐSP Nha Trang. Hình 4: Cấu trúc bậc 3 của phân tử protein. 32 32.

(33) - Các nguyên tử liên kết với nhau: - Liên kết ion. - Liên kết không phân cực - Liên kết hidro - Đặc biệt quan trọng là liên kết đisulfua (-S-S-) - Cấu trúc bậc ba làm cho phân tử protein ở trạng thái ổn định II.3.4. CẤU TRÚC BẬC BỐN CỦA PHÂN TỬ PROTEIN - Là cấu trúc không gian. - Có sự tương tác giữa các tiểu đơn vị. - Các tiểu đơn vị được sắp xếp trong không gian ở 4 góc của hình tứ diện đều của 4 chuỗi 33 polipeptit..

(34) Clip: Cấu trúc bậc 4 của Hemoglobin. 34.

(35) Nguyễn Văn Hiểu Trường CĐSP Nha Trang. §1.III. TÍNH CHẤT LÍ HỌC, HÓA HỌC VÀ SINH HỌC CHỦ YẾU CỦA PHÂN TỬ PROTEIN III.1. TÍNH CHẤT LÍ HỌC III.1.1. KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA PROTEIN - M rất lớn. - Độ dài thay đổi trong một khoảng rất rộng. Mapolypoprotein = 531.000 Da III.1.2. HÌNH DẠNG CỦA PHÂN TỬ PROTEIN Protein có 2 dạng: Dạng cầu và dạng sợi a. Dạng sợi: Các mạch polypeptit được phân bố song + Trơ về mặt hóa học, không có hoạt tính xúc tác.. 35.

(36) + Không tan trong nước, chủ yếu có chức năng cơ học. Ví du: Collagen (da, xương,..), α-keratin (tóc, lông,…), fibrioin (tơ tằm,…), miozin (cơ,…), có độ bền cao. b. Dạng hình cầu: Các mạch plypeptit cuộn chặt thành dạng hình cầu, hòa tan trong nước gồm, dễ dàng khuếch tán. Ví dụ: Các enzym trong tế bào, các kháng thể, một số hormon abumin, globulin, mioglobin, hemoglobin,… hầu hết có hoạt tính xúc tác. 36.

(37) Nguyễn Văn Hiểu. III.1.3. SỰ BIẾN TÍNH CỦA PROTEIN - Nhiệt độ, pH, nồng độ muối …của môi trường - Protein biến tính, xuất hiện gốc (-HS). - Tính chất lí hóa của phân tử protein bị thay đổi. - Yếu tố nhiệt độ ảnh hưởng mạnh mẽ nhất, nếu như t0 vượt quá giới hạn. - Có 2 khả năng biến tính: * Biến tính thuận nghịch: - Xảy ra do tác nhân axit, kiềm ở nồng độ thấp. - Khi ngừng tác nhân biến tính thì trạng thái ban đầu cũng như: + Tính chất lí hóa, chức năng sinh học khôi phục. 37 Ví dụ: Bảo quản nông sản ở nhiệt độ lạnh. Trường CĐSP Nha Trang.

(38) HS. HS Biến tính thuận nghịch. HS HS. Trường CĐSP Nha Trang. HS. Được khôi phục. Nguyễn Văn Hiểu. HS. b. Biến tính không thuận nghịch -Khi ngừng tác động của tác nhân gây biến tính: + Không thể trở lại trạng thái ban đầu + Mất hẵn hoạt tính sinh học. Ví dụ: Abumin (lòng trắng trứng, globulin có trong đậu tương) kết tủa làm đậu phụ ở t0 38 cao, pH của axit yếu..

(39) Nguyễn Văn Hiểu. III.2. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA PROTEIN III.2.1. CÁC PHẢN ỨNG ĐẶC TRƯNG CỦA PROTEIN a. Phản ứng Biure - Là phản ứng đặc trưng của liên kết peptit (-CONH-) trong phân tử protein. - Thêm dd CuSO4 + NaOH + protein xuất hiện màu xanh tím. R2 O. R3 O. N C C. NH C C. NH C C. H. CuSO4 + NaOH Cu(OH)2. H. H .... ..... H R1 O. H. R2 O. N C C. N. C C H. H. Trường CĐSP Nha Trang. 2 .... H R1 O. R3 O N. C C. ..... H. + 2Na+ + 2H 2O. Cu H R1 O .... N C C H. N. R2 O C C. R3 O N. C C. H. H. H. ..... 39.

(40) Nguyễn Văn Hiểu. Trường CĐSP Nha Trang. b. Phản ứng Xanthprotein (đặc trưng cho sự có mặt của các axit amin có nhân thơm). c. Phản ứng Millon (đặc trưng cho sự có mặt của Tirosin) d. Phản ứng Pauli (đặc trưng cho sự có mặt của axit amin tirosin, histidin) e. Phản ứng Adamkievic (đặc trưng cho sự có mặt của tryptophan). f. Phản ứng Sacaguichi (đặc trưng cho sự có mặt của argini trong phân tử protein). 40.

(41) Nguyễn Văn Hiểu. b. Tính chất lưỡng tính của protein - Phụ thuộc vào số gốc axit amin, phụ thuộc vào pH của môi trường. - Trong môi trường axit mạnh phân tử protein tích điện dương do sự phân li của nhóm amin (–NH2) -Trong môi trường kiềm mạnh, phân tử protein tích điện âm do sự phân li của các nhóm cacboxyl (-COOH) - Điểm đẳng điện của protein mà tại đó trị số pH = pI (phân tử protein không tích điện) Trường CĐSP Nha Trang. 41.

(42) Nguyễn Văn Hiểu. III.3. TÍNH CHẤT SINH HỌC CỦA PROTEIN - Thể hiện ở một số chức năng sinh học chính: III.3.1. CHỨC NĂNG XÚC TÁC - Là thành phần hóa học của enzym. - Xúc tác cho hầu hết các phản ứng hóa học của quá trình trao đổi chất. III.3.2. CHỨC NĂNG VẬN CHUYỂN - Vận chuyển các hợp chất có trọng lượng phân tử nhỏ (oxi, các ion khoáng)… Ví dụ: + Hemoglobin vận chuyển O2 từ phổi đi khắp cơ thể và kết hợp CO2 để vận chuyển ra khỏi cơ thể.. Trường CĐSP Nha Trang. 42.

(43) Nguyễn Văn Hiểu. Trường CĐSP Nha Trang. + Vận chuyển qua màng các chất cần thiết cho sự trao đổi chất. III.3.3. CHỨC NĂNG ĐIỀU HÒA -Tăng cường hoặc kìm hãm quá trình trao đổi chất của cơ thể, gắn với ADN. - Tham gia điều hòa tổng hơp enzym và ARNt. Ví dụ: + Các hormon động vật:isulin, vasopressin + Các hormon thực vật như auxin, gibberelli,... 43.

(44) + Lipoprotein huyết tương vận chuyển lipit từ gan tới các mô. III.3.4. CHỨC NĂNG BẢO VỆ - Các tiểu phân γ-globulin của máu gọi là kháng thể (anticorps). - Có khả năng chống lại các bệnh tật - Các loại vi khuẩn từ môi trường ngoài lây nhiễm. III.3.5. CHỨC NĂNG DINH DƯỠNG - Protein của nhiều loại thực vật cần cho sự nảy mầm, phát triển - Dự trữ sắt cho cơ thể (albumim, casein). 44.

(45) Nguyễn Văn Hiểu. III.3.6. CHỨC NĂNG VẬN ĐỘNG - Protein làm khung vận động của mô cơ nhiều tế bào khác (actin, myosin, tubulin,…) III.3.7. CHỨC NĂNG CẤU TRÚC - Thành phần cấu tạo nên các tế bào. - Các loại protein dạng sợi (collagen) tạo nên màng bọc, móng chân tay, lông động vật, tơ tằm, mạng nhện III.3.8. CHỨC NĂNG KHÁC - Rất khó phân biệt Tóm lại: Protein có vai trò quan trọng: + Tính chất chống bệnh của người, động vật. + Tính chống chịu cao của thực vật. Trường CĐSP Nha Trang. 45.

(46) Nhóm protein. Dung môi hòa tan. Sự phân bố của protein. Trường CĐSP Nha Trang. Bảng 1.4: Phân loại dựa vào khả năng hòa tan. Nguyễn Văn Hiểu. Ví du: Chịu rét,… §1.IV. PHÂN LOẠI PROTEIN - Phân loại protein dựa vào thành phần: + Phi protein + Chức năng sinh học + Khả năng hòa tan Albumin. Nước, muối loãng. Lòng trắng trứng và các loại hạt. Globulin. Dung dịch muối loãng. Có ở hầu hết các loại thực vật. Prolamin. Rượu etylic 70%. Hạt hòa thảo. Glutelin. Kiềm, axit loãng. Hạt lúa gạo, lúa mì. Histon. Axit loãng. Nhân tế bào. Protamin. Nhiều loại dung môi. Nhân tế bào 46.

(47) Bảng 1.5: Phân loại protein dựa vào phần phi protein Nucleoprotein. Axit nucleic. Glucoprotein. Gluxit. Lipoprotein. Lipit. Cromoprotein. Chất màu. Phosphoprotein. H3PO4. Metaloprotein. Kim loại. Trường CĐSP Nha Trang. Phần phi protein. Nguyễn Văn Hiểu. Nhóm protein. §1.V. CÔNG NGHỆ PROTEIN VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TẾ SẢN XUẤT - Hiện nay cho đến những năm đầu thế kỉ XXI, 2/3 dân số trên thế giới ở các nước đang phát triển, nằm trong trình trạng khan hiếm và đói 47 protein trầm trọng..

(48) Nguyễn Văn Hiểu Trường CĐSP Nha Trang. - Các nước nghèo châu Phi, châu Á chỉ đạt 4 gam protein động vật/ngày/người. - Các nước phát triển 60 gam protein động vật/ngày/người. - Tập trung phát triển công nghệ protein và công nghệ sinh học V.1. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PROTEIN ĐƠN BÀO - Tái chế lại các loại phế phụ, nông nghiệp (celuloza) - Tạo ra sinh khối giàu protein làm thức ăn gia súc.. 48.

(49) Nguyễn Văn Hiểu. Trường CĐSP Nha Trang. Ví du: - Cuba, Ấn Độ sản xuất protein từ rỉ đường,… - Sản xuất protein từ huyết tương sữa và dịch chứa sulfit (châu Âu). -Tạo protein từ phế thải người gia súc Ví dụ: - Lên men hiếm khí, than bùn hoạt tính thu được chế phẩm có hàm lượng 30 – 40% protein sinh khối khô làm thức ăn gia súc. - Sản xuất protein từ dầu mỏ, rượu metylic, dầu diesel, parafin (Nga, các nước Trung Cận Đông khoảng 3.106 tấn protein) . 49.

(50) - Sản xuất protein từ khí thiên nhiên,… V.2. LÀM GIÀU PROTEIN BỔ SUNG CHO THỨC ĂN LÊN MEN. - Dùng phương pháp đơn giản, dễ thực hiện: + Quá trình lên men tạo ra hỗn hợp sinh khối giàu protein tiêu thụ trực tiếp. - Lên men từ các sản phẩm nông nghiệp: + Cho hàm lượng protein khá cao. - Lên men các phế thải khác.. 50.

(51) V.3. SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP AXIT AMIN - Hàng năm cần có kế hoạch bổ sung lượng protein. - Sử dụng thức ăn hỗn hợp. - Trồng các loại cây họ đậu. - Cải tiến biện pháp canh tác, trồng xen, trồng gối vụ,… Câu hỏi thảo luận: 1. Định nghĩa, công thức tổng quát, các tính chất lí hóa cơ bản của axit amin, các axit amin không thay thế, các câu 2, 3, 4, 5, 6, 7 (giáo trình)…. 51.

(52) Chương 2: AXIT NUCLEIC (2 tiết) Mục tiêu:- Nắm vững bản chất sinh học, thành phần cấu tạo của axit nucleic - Vai trò, ý nghĩa sinh học của nucleotit tự do - Cấu trúc hóa học của ADN. Phân biệt các dạng cấu trúc ADN. - Hiểu tính chất lí học, hóa học, sinh hoc, của ADN - Cấu trúc hóa học, chức năng sinh học của mARN, tARN, rARN - Ứng dụng kĩ thuật gen trong đời sống 52.

(53) Nguyễn Văn Hiểu Trường CĐSP Nha Trang. §2.I. KHÁI NIỆM VỀ AXIT NUCLEIC Axit nucleic là các chuỗi polynucleotit liên kết với nhau bằng liên kết phosphodieste. Ví dụ: - Tham gia vào mọi hoạt động sống của tế bào - Là vật chất thông tin di truyền - Giữ vai trò chủ đạo trong việc duy trì nòi giống qua các thế hệ. - Axit nucleic đầu tiên được chiết ra vào năm 1868 do (Friedrich Miescher). Cau truc ADN.flv. 53.

(54) - Pall Plozz tách được axit nucleic từ nhân tế bào mủ - Tiền đề về vai trò mang chất liệu thông tin di truyền của axit nucleic được bắt nguồn từ quy luật Mendel. - Năm 1953 James Watson và Francis Crick đã xác định được mô hình cấu trúc xoắn đôi ADN. -Mô hình về cấu trúc ADN công bố đã đánh dấu một bước ngoặt trong lịch sử sinh học. - ADN được phát hiện lần đầu tiên trong nhân tế bào, trong ti thể, lạp thể, tế bào chất. 54.

(55) Nguyễn Văn Hiểu. - Năm 1962 J.Watson và F. Crick được nhận giải thưởng Nobel §2.II. CẤU TẠO HÓA HỌC CUẢ AXIT NUCLEIC - Axit nucleic được tạo thành từ các nguyên tố C, H, O, N, P (hàm lượng phospho tương đối ổn định chiếm từ 8 → 10%). - Đơn vị cấu tạo của axit nucleic là các mononucleic (deoxyribonucleotit hay là ribonucleotit). - Cấu tạo của mononucleotit gồm: bazơ nitơ, đường pentoza và axit phosphoric. Trường CĐSP Nha Trang. 55.

(56) C. O 6. 1 N 2. C 5. 4 3N Purin. Nguyễn Văn Hiểu. 7 N. N 9 H. O. H. Trường CĐSP Nha Trang. 2.II.1. BAZƠ NITƠ BAZONITO.c3xml - Đặc trưng đối với nucleotit, là một trong những đặc điểm phân loại axit nucleic - Là dẫn xuất của vòng purin hoặc pyrimidin tồn tại dưới dạng ceto hoặc enol ở trạng thái hỗ biến, không phụ thuộc vào pH của môi trường. N 8. N Pirimidin. 56.

(57) 6. NH2 5. H. 2. C N 3. 4 Adenin. N9 H. 8 C. 1 H N. 6. O. 5. 7 N. H H2N. 2. C. N9 N 4 3 Guanin H. 8 C. H. Trường CĐSP Nha Trang. 1 N. 7 N. Nguyễn Văn Hiểu. 2.II.1.1. BAZƠ PURIN ADENI-GUANIN.c3xml - Là thành phần cấu tạo của axit nucleic, bazơ nitơ phổ biến nhất là Adenin (A) và Guanin (G). - Ngoài ra còn có bazơ nitơ thứ yếu là dẫn xuất của purin [xanthin (2, 6-dioxypurin), hypoxanthin (6-oxypurin), axit uric]. 2.II.1.2 BAZƠ PYRIMIDIN - Phổ biến nhất là Cytosin (C), Uracil (U) và 57 Thimin.

(58) O 4. 3 H O. N 2. 5. H Thymin. CH3. H. H. O. N 2. O 5. N1 6 H Cytosin. 4. 3 H. H. H. O. N 2. 5. N1 6 H Uracil. H H. Trường CĐSP Nha Trang. N1 6. 3. NH2 4. Nguyễn Văn Hiểu. (T) (5-methyl uracil). -Cách đánh số thứ tự: Các nguyên tử vòng pyrimidin theo chiều kim đồng hồ. - Các nguyên tử vòng purin ngược chiều kim đồng hồ. 2.II.2. ĐƯỜNG PENTOZA - Đường pentoza gồm: riboza và deoxyroboza 58 có cấu hình không gian β-D-furanoza.

(59) 4 H. OH. H. H. 3 OH. H 2 H. β-D-Deoxyriboza. 1. 5 CH2OH O 4 H. OH. H. H. 3 OH. H 2 OH. β-D-Riboza. 1. Trường CĐSP Nha Trang. 5 CH2OH O. Nguyễn Văn Hiểu. - Vòng furanoza linh hoạt góp phần tham gia tích cực trong quá trình sao chép thông tin di truyền của ADN, ARN.. - Đường riboza và deoxyriboza là một trong những đặc điểm để phân loại axit nucleic (ADN và ARN) 59 Ribo.c3xml.

(60) Nguyễn Văn Hiểu. 2.II.3. NUCLEOSIT NUCLEOTIT.c3xml - Gồm base nitơ kết hợp với đường pentoza bằng liên kết N-glycosit. - Gọi tên bằng tên các base nitơ đổi đuôi thành “ozin” hoặc “idin”. NH2 7 1 N H. 2. 5. N. C. N9 4 N 3 5 CH2OH O 4 1 H H H H 2 3 OH H Deoxyadenosin (Nucleosit adenin). 8 C. H. Trường CĐSP Nha Trang. 6. 60.

(61) Base nitơ Purin. Pyrimidin. Ribonucleosit. Deoxyribonucleosit. Adenin (A). Adenosin. Deoxyadenosin. Guanin (G). Guanosin. Deoxyguanosin. Cytosin (C). Cytidin. Deoxycytidin. Uracil (U). Uridin. Deoxyuridin. Thymin (T). Thymidin. Deoxythymidin. 1.4. NUCLEOTIT Nucleotit-v2,3.c3xml. O ... O. 5 CH2. P O O. 4 H. Pyrimidin. O. H. H. 3 O. 2 O. O. 1 H. P O. Nucleotit vong 2, 3 Trường CĐSP Nha Trang. Nguyễn Văn Hiểu. Bảng 2.1. Tên gọi các nucleosit. 61.

(62) Nguyễn Văn Hiểu. - Cách gọi tên thường theo nucleosit phosphat thêm tiếp đầu ngữ “deoxy” viêt tắt “d”. Ví dụ:- Deoxyadenosin-5-monophosphat (d-AMP) hoặc axit deoxydenylic. - Nếu gọi theo gốc muối deoxyadenylat. Bảng 2.2. Tên gọi các ribonucleotit Trường CĐSP Nha Trang. Base nitơ. Ribonucleotit Ribonucleotit-5-monophosphat. Axit ribonucleic. Adenin (A) Adenosin-5-monophosphat (AMP) Axit Adenylic Purin. Pyrimidin. Guanin (G) Guanosin-5-monophosphat (GMP). Axit Guanylic. Cytosin (C) Cytidin-5-monophosphat (CMP). Axit Cytidylic. Uracil (U). Axit Uridylic. Uridin-5-monophosphat (UMP). Thymin (T) Thymidin-5-monophosphat (TMP). 62 Axit Thymidylic.

(63) Nguyễn Văn Hiểu. - Các nucleotit có thể có 1, 2 hoặc 3 gốc phosphat. Đọc là: nucleotit mono, di, triphosphat - Các gốc phosphat liên kết với nhau bằng liên kết anhydritphosphoric,… - Năng lượng lk là: Elk ≈ 7 kcal/mol (lk cao năng). - Các nucleosit đi, tri phosphat điển hình ADP, ATP, GDP, GTP, CDP, CTP, UDP, UTP. Chức năng sinh học quan trọng của nucleotit: - Nguyên liệu tổng hợp các chuỗi polynucleotit của ADN, ARN - Là các chất dự trữ Trường CĐSP Nha Trang. 63.

(64) - Vận chuyển năng lượng cho mọi quá trình trao đổi chất. NH2 N O HO. O. O. P. O. O-. P O-. O. P. N. O. N. O. OH. Công thức cấu tạo ATP. N. H. H. OH. H OH. ATP.c3xml 64.

(65) Nguyễn Văn Hiểu. - ATP mệnh danh là “đồng tiền năng lượng”) - Là thành phần cấu tạo của một số coenzym quan trọng, -Tham gia trực tiếp trong các phản ứng oxy hóa khử - Vận chuyển các chất: NAD+, NADP+, FAD, FMN, CoA,… 2.III. CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT CỦA AXIT NUCLEIC (ADN, ARN) -Gồm hai loại chính: + Axit deoxyribonucleic (ADN) + Axit ribonucleic (ARN) Trường CĐSP Nha Trang. 65.

(66) Clip: Cấu trúc phân tử ADN. 66.

(67) - Cấu trúc của ARN. 67.

(68) - Chuỗi polinucleotit. 68.

(69) Nguyễn Văn Hiểu Trường CĐSP Nha Trang. - ADN và ARN khác nhau: - Thành phần cấu tạo - Chức năng sinh học - Vị trí khu trú trong tế bào - ADN có hầu hết trong nhân tế bào, ti thể, lạp thể - ARN định vị chủ yếu trong tế bào chất, nơi diễn ra quá trình sinh tổng hợp protein § 2.III.1. AXIT DEOXYRIBONUCLEIC (ADN). - Có cấu trúc xoắn đôi gồm hai chuỗi polynucleotit (trừ một số vi khuẩn, virus có cấu trúc 1 chuỗi đơn).. 69.

(70) - Nếu số lượng mononuclotit nhỏ hơn hoặc bằng 50 gọi là oligonucleotit - Mỗi chuỗi pollynucleotit gồm nhiều phân tử deoxyribonucleositmonophosphat kết hợp với nhau (dNMP)n - Thành phần cấu tạo của một phân tử deoxyribonucleosit gồm: + Base nitơ (A, T, G hoặc C) + Đường β-D-deoxyriboza + Axit H3PO4 - M lớn, cấu trúc phân tử nhỏ gọn, linh hoạt 70.

(71) Nguyễn Văn Hiểu Trường CĐSP Nha Trang. - Chứa một lượng thông tin khổng lồ… Ví dụ: - ADN của virus polyoma gồm: + 5100 cặp base nitơ + Dài 1,7μm (17.000Ao). - ADN của người gồm: + 2.900.000 cặp base + Dài 990 μm. 2.III.2. ADN CÓ CẤU TRÚC BẬC 1, 2, 3 a. Cấu trúc bậc 1 - Trình tự sắp xếp các mononucleotit: + Trên chuỗi nucleotit bằng liên kết 3-5 phosphatdieste - Xác định thông tin di truyền của ADN. 71.

(72) NH2. O. O. O. HO P O P O P O O-. O-. H. N O. H. H. O. H OH. P O. Adenin. H. H 3C. N. CH 2. O-. Thymin O. N O. H. H. H O O. NH 2. H. P. H O. CH 2. Cytosin O. N O. O-. H H. Cấu trúc đoạn oligonucleotit. H. N. O. H H. O P. O-. O. N. H CH2 O. OH. Oligonucleotit.c3xml. N. H. H. N. H. NH2. Guamin. H H. O-. N. Trường CĐSP Nha Trang. O. N. O. O-. N. Nguyễn Văn Hiểu. N. 72.

(73) Nguyễn Văn Hiểu. b. Cấu trúc bậc 2 - Theo James Watson và Francis Crick giả thiết về mô hình cấu trúc xoắn đôi: + Thành phần cấu tạo của đường deoxyriboza, base nitơ và H3PO4 + Qui luật về tỉ lệ số lượng các base nitơ A/T và G/C gần bằng 1 (Maurice Wilkins). + Cấu trúc xoắn protein của Linus Pauling Đặc điểm cấu trúc của AND: - Gồm 2 chuỗi polynucleotit xoắn quanh một trục chung theo chiều phải, hướng đối song song. - Hai chuỗi polynucleotit liên kết với nhau bằng liên kết hidro 73 - A liên kết với T bằng 2 liên kết hidro. Trường CĐSP Nha Trang.

(74) ADN-09.c3xml. N. OCH2. N. O. H. N. H. N H. P. O. O. O. Adenin. H. O O. CH3. O. N. H. -. H. Trường CĐSP Nha Trang. N. HC. Thymin. Liên kêt hidro. N. O. H. Nguyễn Văn Hiểu. - G liên kết với C bằng 3 liên kết hidro - Các base nitơ định hướng theo trục xoắn ở phía trong, các gốc đường, phosphat ở ngoài vòng xoắn H. dR. H. N. C. CH2 H. N N. O H. O-. H. N. N. H. H. H N. Guanin. H. H. O. N Cytosin. dR. 74.

(75) G liên kết với C bằng 3 liên kết hidro Nguyễn Văn Hiểu. LienKethidro A-T, G-C.c3xml. Trường CĐSP Nha Trang. - Cấu trúc xoắn kiểu bậc thang mỗi vòng xoắn có chiều cao 3,4 nm (34A0) - Cấu trúc xoắn đôi ADN là cơ sơ giải thích chức năng sinh học của gen ở mức phân tử,… - Tính đa dạng về cấu trúc xoắn đôi AND: + Điều hòa sao chép gen,… + Các chức năng sinh học của ADN. c. Cấu trúc bậc 3 - Là sự cuộn tròn, uốn cong phân tử ADN xoắn đôi hoặc đơn tạo nên cấu trúc gọn, nhỏ tế bào. 75.

(76) Nguyễn Văn Hiểu. - Phân tử ADN liên kết với protein tạo nên cấu trúc cuộn xoắn bằng liên kết ion: + Hình thành giữa nhóm phosphat mang điện âm (-) của ADN với nhánh bên mang điện dương (+) của protein - Các phân tử ADN trong nhân của tế bào nhân thực có cấu trúc xoắn đôi, sợi dài cuộn chặt quanh lõi protein. - Cấu trúc bậc 3 của phân tử ADN của ti thể, lạp thể, vi khuẩn, virus có dạng: + Vòng đơn hoặc xoắn kép. + Không liên kết với protein. Trường CĐSP Nha Trang. 76.

(77) Nguyễn Văn Hiểu. + ADN siêu xoắn (là dạng thả lỏng, xoắn theo mắt xích vặn xoắn tam cấp) + ADN xoắn đơn 2.III.4. KÍCH THƯỚC CỦA PHÂN TỬ ADN - Có kích thước phân tử rất lớn có thể tới mm. - Khối lượng phân tử rất lớn - Chiều dài chuỗi polynucleotit và số cặp nucleotit Ví dụ: - Phân tử ADN của virus polyoma có 5100 cặp base nitơ, chuỗi polynucleotit dài 1,7μm (17000A0) Trường CĐSP Nha Trang. 77.

(78) Nguyễn Văn Hiểu. - Số lượng cặp nucleotit trên chuỗi polynucleotit của ADN rất đa dạng, đặc trưng đối với các loài sinh vật, dao động trong khoảng 103 → 107 cặp nucleotit 2.III.5. TÍNH CHẤT CỦA PHÂN TỬ ADN - Có khả năng phản ứng cao -Tham gia vào các phản ứng tạo muối với protein kiềm. - Tạo phức với kim loại - Có khả năng hấp thụ ánh sáng ở vùng tử ngoại có λ từ 260 → 280 nm… - Có tính chất quang hoạt, làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực. Trường CĐSP Nha Trang. 78.

(79) Nguyễn Văn Hiểu. - Dung dịch ADN có độ nhớt cao, có tính đàn hồi - Có tính chất biến tính và phục hồi tính chất với các nhân tố hóa học vật lí như kiềm, ure, formanđehit, ion kim loại, pH môi trường, nhiệt độ,… § 2.III.2. AXIT RIBONUCLEIC (ARN) - Là hợp chất polyme của các ribonucleotit monophosphat (NMP)n - Thành phần cấu tạo gồm: Đường riboza, base nitơ Uracil (U), Adenin (A), Guanin (G), Cytosin (C). - Cấu trúc không gian xác định do các cặp base 79 nitơ Trường CĐSP Nha Trang.

(80) Nguyễn Văn Hiểu. - A với U, G với C (hàm lượng không bằng nhau). - Rất đa dạng về kích thước phân tử -Thành phần, số lượng các nucleotit -Vị trí khu trú trong tế bào - Có các chức năng sinh học khác nhau: + ARN tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein, vận chuyển (ARNt), ARN thông tin (ARNm), ARN ribosom (ARNr). + ARN làm khuôn mẫu tổng hợp ADN dưới tác dụng của enzym phiên mã ngược (ở một số virus như HIV). + ARN có hoạt tính enzym làm xúc tác (ribozym). Trường CĐSP Nha Trang. 80.

(81) Intron (nhung doan nucleotit không mang mã. ARNm hoat dông. Nguyễn Văn Hiểu. mARN không hoat dông. Ribozym. Trường CĐSP Nha Trang. - Chức năng sinh học của ARN rất quan trọng -- Đa dạng trong quá trình hình thành sự sống (như trên). 5.IV.1. ARN THÔNG TIN (ARNm: messenger RNA) - Có cấu tạo từ một chuỗi polynucleotit (mạch đơn) - Chứa thông tin di truyền - Được sao chép từ một đoạn ADN theo nguyên tắc bổ sung. 81 - Là khuôn mẫu tổng hợp protein..

(82) Nguyễn Văn Hiểu. ARNm chiếm 2-5% tổng số ARN được tổng hợp trong nhân. - Các phân tử ARN quyết định tính đa dạng của phân tử protein. - ARNm có đời sống ngắn + Một vài phút đối với tế bào tiền nhân + Một vài giờ → một vài ngày đối với tế bào nhân thực. - Mỗi tế bào có hàng trăm ARNm khác nhau. Ví dụ: - ARNm của tế bào nhân thực + Mã hóa cho một chuỗi polypeptit. -ARNm của tế bào tiền nhân - Mã hóa cho một vài chuỗi polypeptit. 82 Trường CĐSP Nha Trang.

(83) Nguyễn Văn Hiểu. - ARNm có cấu trúc mạch đơn (trừ một số virus như virus ung thư, retrovirus) + Có cấu trúc xoắn đôi chứa vật chất thông tin di truyền từ ARN → AND) 5.V.2. ARN VẬN CHUYỂN (ARNt:transfer RNA). - Là một chuỗi đơn polynucleotit gồm 70 → 90 nucleotit. - Có cấu tạo cuộn lại ở một đầu, có những đoạn tạo thành những thùy tròn (A=U, G≡X) - Có chức năng vận chuyển axit amin hoạt hóa đến ARNm ở ribosom - Cung cấp cho quá trình sinh tổng hợp chuỗi polypeptit. 83 - Chiếm 10 - 20%ARN tế bào. Trường CĐSP Nha Trang.

(84) + Có tác dụng duy trì cấu hình không gian. + Bảo vệ phân tử ARNt khỏi bị tác dụng phân giải của nucleaza -ARNt cầu hình không gian hình lá chẻ 3 gồm: + Các vùng nhận axit amin hoạt hóa (-3OH). + Vùng đối mã có bộ 3 nucleotit + Vùng chứa base nitơ thứ yếu. -ARNt có một nửa số gốc nucleotit cặp đôi với nhau tạo nên những đoạn xoắn kép. 2.III.3. ARN RIBOSOM (ARNr: ribosomal RNA) ARNr chiếm khoảng 80 → 90% ARN tế bào. - Là thành phần cấu tạo của ribosom. 84.

(85) Nguyễn Văn Hiểu. 2.III.4. TÍNH CHẤT ĐẶC HIỆU CỦA AXIT NUCLEIC - Mỗi loài có một bộ phân tử ADN đặc trưng. + Số lượng, thành phần, trình tự sắp xếp. - ARN: + Được sao chép từ một đoạn mạch gen (mạch mang mã gốc) + Số lượng, thành phần, trình tự sắp xếp - Mỗi loại phân tử mARN sao chép thông tin về cấu trúc từ một loại phân tử protein nhất định. - Mỗi loại phân tử tARN có một bộ ba đối mã nhất định. Mỗi loại phân tử tARN chỉ vận chuyển một loại axit amin nhất định Trường CĐSP Nha Trang. 85.

(86) Nguyễn Văn Hiểu. - Sắp xếp axit amin đó ở nhưng vị trí nhất định. - Quá trình khớp mã giữa bộ ba đối mã của nó với bộ mã sao trên mARN theo nguyên tắc bổ sung. §5.IV. AXIT NUCLEIC VỚI CÔNG NGHỆ SINH HỌC 5.IV.1 CÔNG NGHỆ SINH HỌC - Công nghệ gen, sửa chữa gen, cấy ghép gen 5.IV.2. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ADN TRONG SẢN XUẤT ĐỜI SỐNG (SV tự nghiên cứu thêm). - Tái bản nhân tạo ADN, tìm mộ liệt sĩ, xác định người thân (cha con). Trường CĐSP Nha Trang. 86.

(87) - Diễn ra thường xuyên liên tục trong tế bào - Đảm bảo cho các phân tử ARN, ADN được tái tạo không ngừng, - Liên quan chặt chẽ với quá trình trao đổi chất -Trao đổi axit nucleic bao gồm quá trình phân giải và tổng hợp 5.V.3. PHÂN GIẢI AXIT NUCLEIC - Axit nucleic chủ yếu có nguồn gốc nội sinh. - Thức ăn có hàm lượng axit nucleic hầu như không đáng kể - Quá trình phân giải nucleotit theo các con đường sau: Nucleaza, phosphodiesteraza Axit nucleic. 5' - mononucleotit + 3' - mononucleotit. 87.

(88) Chương 3.. GLUXIT Cn(H2O)m (3 tiết). Mục tiêu: - Nắm vững thành phần cấu tạo, chức năng sinh học của gluxit - Phân loại gluxit, đại diện điển hình của từng phân nhóm. - Đặc điểm cấu tạo hoá học, tính chất, chức năng sinh học của monosaccarit, đisaccarit, polisaccarit,… - Tính chất, cấu trúc, chức năng sinh học của tinh bột, glicogen, xenlulozơ - So sánh polisaccarit đồng thể, dị thể, chưc 88.

(89) §3.I. KHÁI NiỆM CHUNG VÀ VAI TRÒ CỦA GLUXIT TRONG CƠ THỂ SỐNG - Gluxit (hay cacbonhiđrat) là những hợp chất hữu cơ cấu tạo ba nguyên tố C, H, O; có công thức chung Cn(H2O)m… Ví dụ: C6H12O6, C12H22O11, (C6H10O5)n GLUCOZO.c3xml. - Gluxit là kho dự trữ năng lượng, nhiên liệu và các chất trao đổi trung gian. - Đường 5 C là thành phần cấu tạo của vật chất di truyền (ADN, ARN). - Xenlulozơ là thành phần chủ yếu của tế bào thực vật. 89 - Gluxit tạo thành do quá trình quang hợp của TV:.

(90) 3.II. PHÂN LOẠI Chaát dieäp luïc Gồm 3 loại: - Monosaccarit: Tiêu biểu là glucozơ, fructozơ,… Ví dụ: C6H12O6 MONOSACCARIT.c3xml CH2OH H O H H H OH OH. CH 2OH O OH. H. H. OH H. OH Glucozo. H H CH2OH OH. Fructozo. - Đisaccarit: Saccarozơ, mantozơ,… C12H22O11 SACCAROZO-01.c3xml CH2OH H O H H H OH OH H. CH 2OH O OH. O Saccarozo OH H. H H. CH2OH H O H H OH H. CH2OH OH H OH. CH 2OH H H O H H OH O OH OH Mantozo H OH. 90.

(91) - Polisaccarit: Tinh bột, xenlulozơ,… (C6H10O5)n. CH2OH O H H H OH. ... O H. CH2OH H O H OH H O. H. OH. O. CH2OH O H H H OH O. H H H. OH. H. OH. CH2OH H O H OH H. O .... OH H. OH. XENLULOZO.c3xml 91.

(92) 3.A. MONOSACCARIT I. ĐỊNH NGHĨA GLUCO-FRUCTO.c3xml Là những hợp chất aldehit hoặc xeton có chứa hai hay nhiều nhóm hidroxyl. II. PHÂN LOẠI Có 2 loại: + Anđozơ (nhóm chức anđêhit). + Xetozơ (nhóm chức xeton). III. DANH PHÁP Tên chỉ số nguyên tử C trong mạch tri, tetra, pent, hex,….+ ozơ. Đơn giản nhất là đường 3C. CH2OH OH. H. CH 2OH. H. H. H OH. H. O. H. OH. HO. OH H. OH. O CH2OH 92. HO. H.

(93) IV. CẤU TẠO THẲNG CỦA MONOSACCARIT CHO H. OH. HO. H. H. OH. H. OH CH2OH. D(+)-glucozo - Cấu tạo 3D glucozơ: GLUCOZO.c3xml. 93.

(94) V. CẤU TẠO VÒNG CỦA MONO SACCARIT. TULIEUSOANGIANG\GLUCO-GLUCO.c3xml 6 CH OH 2 5 H. O. H OH. 4 OH. H. H. 3 H. 6 HOH2C. 4 HO. 5 H. H 3. H. OH.  - D(+)glucozô H. OH. 2 OH. H. 2 OH. OH.  - D(+)glucozô. 2 H OH. 6 H. O. H. H. OH. 2. 3 HO. 1. H. 3. HOH2C 5. HO 1 H. OH.  - D(+)glucozô H 4. O. O. H OH. 4. 1. H. 6 CH 2OH 5. OH OH. 1 H.  - D(+)glucozô94.

(95) VI. TÍNH CHẤT HÓA HỌC CỦA MONOSACCARIT Đại diện là glucozơ (học ở bài thực hành) 1. Tác dụng với thuốc thử Feling, phản ứng tráng bạc (p.ư ôxi hóa khử) C5H11O5-CHO + 2[Ag(NH3)]2OH → C5H11O5-COONH4 + 3NH3 + H2O + 2Ag C5H11O5-CHO + 2Cu(OH)2+NaOH → C5H11O5-COONa + Cu2O + 3H2O 2. Phản ứng hiđro hóa (p.ư khử) C6H12O6 + H2 → CH2OH-(CHOH-)2CH2OH 3. Phản ứng tạo liên kết glucozit C6H12O6 + C6H12O6 → 95 4. Phản ứng tạo thành este C6H12O6 + 5CH3COOH →.

(96) 3.B. CÁC MONOSACCARIT TIÊU BIỂU. 1. CÁC PENTOZƠ (C5H10O5) 2. CÁC HEXOZƠ (C6H12O6): Gồm hai loại anđozơ và xetozơ - Các hexozơ tiêu biểu va quan trọng gồm: glucozơ, manno, galactozơ, fructozơ. I. GLUCOZƠ: C6H12O6 GLUCOZO-MT-1.c3xml - Rất quan trọng đối với con người và động vật - Có trong các loại quả chín (như nho, táo, chuối) - Trong máu người và động vật. - Vị ngọt từ 50 – 60% so với đường mía. H. O. H. H. H. OH. H. H. C. C. C. C. C. C. H. OH. OH. H. OH. O. 96.

(97) II. GALACTOZƠ (đường sữa) 1 CHO 2. H 3 HO 4 HO 5 H 6. OH H H OH. CH2OH. D-galactozo. 6 CH. 2OH. OH 5 4. H. O H OH 3. H. H 2. H 1. OH. OH.  - D-galactozô pirano. Cấu tạo 3D của galactozơ GALACTOZO.c3xml. 97.

(98) III. FRUCTOZƠ.FRUCTOZO-HS.c3xml 1 CH. H. 2OH. 2. H C O 3 HO H 4 H OH 5 H OH 6. CH2OH. D(-)fructozo. H. 6. O. H H. 5. OH. 6. 4. OH. OH 3. H. OH 2. H. +. 1 CH2OH.  - D(-)fructozô-pirano. 4. CH2OH 5. H. O OH. OH. 3. OH 2. 1 CH2OH. H.  - D(-)fructozô-furano. - Rất phổ biến trong giới thực vật (tự do). - Có trong quả ngọt cùng với glucozơ - Mật ong chiếm khoảng 30% - Ngọt nhất trong các loại đường. - Fructozơ vẫn cho phản ứng tráng gương khử được Cu(OH)2 thành Cu2O (môi trường kiềm). 98.

(99) - Fructozơ đồng phân hoá tạo thành glucozơ và mannozơ + Có tính chất tương tự glucozơ và manozơ. B. ĐISACCARIT (C12H22O11) - Là nhưng gluxit gồm 2 monosaccarit liên kết với nhau bằng liên kết glucozit. + Các đisaccarit thành 2 loại: + Đisaccarit không có tính khử. - + Đisaccarit có tính khử H.ĐISACCARIT.c3xml CH2OH H O H H H OH OH H. CH2OH O OH. O Saccarozo OH H. H. CH 2OH H H OH. H CH2OH OH. O. CH2OH. H. H H OH. H. H. O H. O. OH H. OH. Mantozo. OH. 99. H. OH.

(100) I. ĐISACCARIT KHÔNG CÓ TÍNH KHỬ. - Liên kết glucozit tạo ra: + Còn nhóm – OH semiaxetan có tinh khử. + Không còn nhóm –OH semiaxetan không có tính khử. C6H11O5-OH + HO-C6H11O5  C12H22O11 + H2O Nhóm –OH semiaxetan. - Caáu taïo:TULIEUSOANGIANG\SACCAROZO.c3xml 6 CH. 1. H C H 2 OH O O HO 3 H 4 H OH 5 H 6 CH 2OH. D-glucozo. 1 CH 2. 2OH. C. 3. HO HO 4 H OH 5 H CH 2OH D(-)fructozo 6. O H. H. 5. 4. H OH. OH. OH H 3 4 1 CH OH 2. 2OH. 3. H. H. 1. 2. O. 2. OH. OH. H. Saccarozo. O. H 5 6 CH 2OH. 100.

(101) II. ĐISACCARIT CÓ TÍNH KHỬ. -Liên kết glucozit tạo bởi nhóm – OH semiaxetan vơí nhóm –OH của nguyên tử C* số 4. + Còn nhóm –OH semiaxetan vì vậy đisaccarit này có tính khử. Nhóm –OH ancol C6H11O5-OH + HO-C6H11O4-OH  Nhoùm –OH semiaxetan C H O -O-C H O -OH + H O 6 11 5 6 11 4 2 H. 1. C. 2. H 3 HO 4 H H. 5. HO C OH O H O OH. H 6 CH2 OH. C OH. HO H. H. H. 2. H. 6 CH 2OH. 6 CH2 OH. 1. 3 4. H. O. 5 6 CH OH 2. D(+)gluctzo. 4. OH. 5. O. H OH 3. H. 5. H. H 1. H. 4. O. H OH. 2. OH. O. 3. Mantozo. H. H. OH 1. H 2. OH 101.

(102) III. CÁC ĐISACCARIT TIÊU BIỂU. a. SACCAROZƠ CTPT: C12H22O11 .CẤU TẠO. H C 2. H 3 HO 4 H 5 H. OH. 6 CH2OH. 1. 1 CH. 2OH. OH O O H OH. 6 CH2OH. D-glucozo. 2. C. 3. HO 4 H 5 H 6. H 4. H O OH. OH. 5. O. H OH 3. H. 1. H 1. H. CH2OH. 2. 3. OH. Saccarozo. 4. H OH. H. O 2. H. O. 5 6 CH2OH. CH2OH. D(-)fructozo. - Tên khoa học: 2’-(( - D-lucopiranogiđo) - - Dfructofuranozit’) - Rất phổ biến trong thực vật. + Cây mía chiếm từ 14 – 26% + Củ cải đường 16 – 20% (saccarozơ tìm ra rất sớm ở Ấn Độ ở châu Âu 1492). 102 TULIEUSOANGIANG\SACCAROZO.c3xml.

(103) C12H22O11. b. MANTOZƠ (MẠCH NHA) CẤU TẠO MACHNHA.c3xml 1. H C 2. 1. HO C H 2. H OH O 3 HO H 4 O H OH 5 H. H C OH. 6 CH2OH. 6 CH. HO H H. 3. H. 4. O. H. 5. 4. H OH. OH. 5. O H. 3. 5. 6 CH2OH. CH2OH. 6. H. H 1. H. 4. O. H OH. 2. OH. O OH. 3. Mantozo H. 1. H. H 2. OH. 2OH. D(+)gluctzo. -Teân khoa hoïc: 4’- ( - D-glucopiragiño)--D-glucopiranozit 103.

(104) - Có mặt trong nhiều loại cây với 1 lượng rất nhỏ thể điều chế khi thuỷ phân tinh bột không hoàn toàn, hoặc điều chế từ mầm lúa. 2(C6H10O5)n + H2O → 2nC12H22O11 CH 2OH CH 2OH H O H H O H H OH H OH H O OH OH H OHMantozo H OH H CH 2OH OH H OH H. ... O H. H. CH 2OH O O H OH H. O H. OH. H H. OH. CH2OH OH H OH H. H O. H H. OH. CH 2OH O ... O H OH H OH H. OH. CH 2OH CH 2OH H H O H O H H OH H OH H O OH OH Mantozo H OH H OH H. TPHANXENLULOZO.c3xml. 104.

(105) c. LACTO (ĐƯỜNG SỮA) CTPT: C12H22O11 CẤU TẠO DUONGSUA.c3xml CH2OH. CH2OH O. H H OH. H O. H. O H OH. H. H. OH. H. OH H. OH. Lactozo. H OH. Teân khoa hoïc: 4’- (-D-galactopiranogiño)--D-glucopiranozit - Có trong sữa người, động vật có vú + Sữa người chiếm từ 5 – 8%. + Sữa bò chiếm 5,5%.. 105.

(106) C. POLISACCARIT - Không có tính chất đường - Là những hợp chất cao phân tử - Chứa hàng ngàn gốc monosaccarit liên kết với nhau. Tiêu biểu là tinh bột và xelulozơ. + Dung dịch các hợp chất này có độ nhớt cao. + Có tính bền cơ học cao. - Là những chất phổ biến trong giới thực vật, chiếm tỉ lệ cao. XENLULOZO.c3xml CH2OH O H H H OH. ... O H. CH2OH H O H OH H O. H. OH. O H. H. CH2OH O H H H OH. OH. O. H H. OH. CH2OH H O H OH H. O .... OH 106 H. OH.

(107) 1. TINH BỘT CẤU TẠO AMILOZO.c3xml Phân tử gồm hai dạng mạch thẳng không phân nhánh amilozơ và phân nhánh amilopectin. a. AMILOZƠ CH2OH O. H H OH. O. H H. ...O H. CH2OH. H. OH. H. OH H. O H H. CH2OH OH. O. H O. H. H OH. O. H H. H. OH. H n-2. OH H. O H H. O..... CH2OH OH. Từ 90.000 – 200.000 Amilozô gốc D-glucozơ liên kết với nhau 107.

(108) b. AMILOPECTIN AMILOPECTIN.c3xml H. CH2OH O H H ...O H OH H OH CH2OH H H O O H H OH ...O OH H H H H OH H CH. ...O. O H. O H. OH H. H O. CH2OH OH CH 2 O H. O. O H. H OH H. H. O. O H OH H. H H. OH OH H Amilopectin O CH2OH H O O O H OH H H H H OH H H CH 2OHOH H OH. H. O..... H CH 2OHOH. O..... - Chiếm 80% trong thành phần tinh bột. - Phân tử có khối lượng lớn hàng triệu đơn vị 108 cacbon..

(109) Gồm từ 6.000 – 36.000 gốc D-glucozơ liên kết với nhau. 2. GLICOGEN. CTPT: (C6H10O5)n - Là tinh bột động vật - Là polisaccarit dự trữ của cơ thể động vật. + Thường gặp chủ yếu ở gan 5% + Cơ bắp 1%. + Khối lượng phân tử lớn khoảng hàng triệu đvc. - Thủy phân trong môi trường axit loãng - Tác dụng với iod cho màu nâu đỏ hoặc tím đỏ. 109.

(110) CTPT: (C6H10O5)n. 3. XENLULOZƠ CẤU TẠO CH2OH. CH2OH O. H H OH. H O. H. CH2OH O. H OH. H. H. OH. H. OH H. OH. H O H. CH2OH O. H OH. H. H. OH. H O H. O H. H OH. H. H. OH. -Thành phần chính của tế bào thực vật - Cấu tạo nên màng tế bào - Bền về mặt cơ học, có tính đàn hồi, bông chiếm 95%, gỗ từ 50 – 60%. XENLULOZO.c3xml 110.

(111) - Khối lượng phân tử rất lớn từ 1.106 – 2.106 đvc. 4. TINH CHẤT VẬT LÍ -Chất rắn màu trắng, không mùi vị, d = 1,51 – 1,52 không nóng chảy ở nhiệt độ cao, - Ở nhiệt độ cao không có không khí biến thành than. - Không tan trong nước, ngâm trong nước chỉ phồng lên, - Bền đối với kiềm loãng, axit yếu, chất oxi hoá yếu. - Hoà tan tốt trong dung dịch Svâyze. [Cu(OH)2 + NH3]. 111.

(112) - Dung dịch xenlulozơ trong axit đặc kết tủa thêm nước vào làm nhuốm màu iod. - Phản ứng này dùng để phát hiện xenlulozơ. Chương 4. LIPIT (CHẤT BÉO) (2 tiết) 4.I. KHÁI NỊỆM CHUNG VỀ LIPIT: - Là sản phẩm của phản ứng este hóa giũa glixerol và axit béo - Không tan trong nước - Tan trong các dung môi không phân cực + Clorofom, ete, benzen. 112.

(113) Công thức cấu tạo: CH2. OCOC 17H35. CH. OCOC 17H33. CH2. OCOC 15H31. - Phospholipit và sterol là thành phần vật chất chính của màng sinh học. - Có vai trò cực kì quan trọng làm cofactor trợ giúp hoạt động xúc tác của enzym - Làm chất vận chuyển electron - Là sắc tố hấp thụ ánh sáng, hormon và chất vận chuyển thông tin nội bào… 113.

(114) 4.II. CẤU TẠO HÓA HỌC VÀ TÍNH CHẤT LI HÓA CHỦ YẾU 4.II.1. LIPIT DỰ TRỮ II.1.1. DẦU MỠ TRUNG TÍNH - Là chất dự trữ năng lượng chủ yếu của cơ thể sống a. CẤU TẠO HOÁ HỌC - Triaxylglyxerol có cấu tạo đơn giản gồm: + Ba axit béo kết hợp với glixerol + Bằng liên kết este.. 114.

(115) Công thức tổng quát: CHAT-BEO-1.c3xml CH 2. OCOR 1. CH. OCOR2. CH 2. OCOR3. Ví dụ: Tristearin, tripalmitin, triolein,…số nguyên tử cacbon chẵn (18 hoặc 16), tổng hợp từ acetyl-CoA (CH3CO-SCoA), bộ khung cacbon từ 4C – 36C - Axit béo được phân loại theo chiều dài của mạch cacbon và số lượng liên kết đôi - Vị trí liên kết đôi được kí hiệu Δ (delta), Δ9,12. - Một số axit béo thường gặp 115.

(116) Bảng 4.1. Một số axit béo thường gặp Tên axit béo Axit Lauric. Công thức hoá học CH3-(CH2-)10COOH. Khung cacbon (C) 12. Axit Myrític. CH3-(CH2-)12COOH. 14. “ Panmitic. CH3-(CH2-)14COOH. 16. “ Stearic. CH3-(CH2-)16COOH. 18. “ Arachidic. CH3-(CH2-)18COOH. 20. “Lignoceric. CH3-(CH2-)22COOH. 24. “Palmitoleic. CH3-(CH2-)5CH=CH-(CH2-)7 COOH 16. Axit oleic. CH3-(CH2-)7CH=CH-(CH2-)7 COOH 18. Axit linoleic. CH3-(CH2-)4CH=CH-CH2-CH=CH(CH2-)7 COOH. 18,2 Δ9,12. Arachiđonic. CH3-(CH2-)3(CH2-CH=CH)4(CH2-)3 COOH. 20 116.

(117) B. TÍNH CHẤT LÍ HOÁ HỌC CƠ BẢN CỦA DẦU MỠ - Thành phần chủ yếu là triacylglycerol - Chiếm 90 – 95%. - Chỉ có 1 – 2% các axit béo tự do. + Chứa 1 – 2% phosphatit một lượng nhỏ vitamin, carotenoit. 3H2O Triacylglycer. Lipaza. Glycerol + axit bÐo. 3H2O Triacylglycerol + NaOH. - Dùng chỉ số iod để kiểm tra: - Mức độ bão hoà. Glycerol + RCOONa 117.

(118) - Chưa bão hoà của các axit béo có trong triacyglicerol - Chỉ số iod là số gam iod có thể kết hợp với 100g dầu mỡ, chỉ số iod càng cao mức độ chưa bão hoà càng lớn (mỡ 60 -70, dầu 120 – 160) - Chỉ số axit để đánh giá mức độ phân giải của triacyglicerol Chỉ số axit là số mg NaOH hoặc KOH có thể kết hợp với các axit béo tự do có trong 1 gam chất béo. II.1.2. SÁP -Là este của axit béo bão hoà hoặc chưa bão hoà với rượu R-COOH + HO-R1 ↔ R-COO-R1 + H2O 118.

(119) - Điểm sôi 60 – 1000C (gốc R:14–16; R1:16–30) - Có vai trò dự trữ năng lượng (ở đông vật). - Bảo vệ da, lông - Hạn chế thoát hơi nước - Chống vi sinh vật phá hoại (ở thực vật) 4.II.2. LIPIT CẤU TRÚC MÀNG - Phần chính của màng sinh học, có 2 lớp lưỡng tính: + Đầu ưa nước và phần kị nước nằm giữa 2 lớp ưa nước - Có 3 kiểu màng lipit + Màng glicerophospholipit có phần kị nước là 2 gốc axit béo liên kết với glicerol,… 119.

(120) II.2.1. GLICEROPHOSPHOLIPIT (PHOSPHOGLICERIT) ..\TULIEUSOANGIANG\GLYCEROPHOS.c3xml CH2. O. CO. CH. O. CO. CH2. O. COO. X. X: HO- CH2-CH2-NH2 ethanol amin, HO-CH2-CH2N(+)(CH3)3 cholin, HO-CH2CH(NH3(+))COO(-) Serin, Inozitol OH OH H. H H OH. H H OH. H H. OH. 120.

(121) II.2.1. SPHINGOLIPIT - Phổ biến thứ 2 chứa đầu phân cực, đuôi không phân cực SPHINGOSIN.c3xml H. OH. C. CH. H Sphingosin H3N. CH. (H 2C)12. H 3C. C. CH2. CERAMIT.c3xml. OH. H CH2. C. CH. CH. N. CO. CH2. H O. X Ceramit. (CH2-) 12CH3. 121.

(122) II.2.3. STEROL - Là thành phần lipit màng ở hầu hết tế bào đa bào - Là tiền chất để tổng hợp các hormon steroit và các chất có hoạt tính sinh học cao như axit bile (mật) TULIEUSOANGIANG\NHANSTEROIT.c3xml H3C CH 3 CH3. CH2 CH2 CH2. CH. CH3. CH3. HO 122.

(123) SO3 H3C OH CH3. CH 2. CH 2 CH2 C. CH3 C A HO. B. D. CH 2 NH. O. Axit mËt OH. TULIEUSOANGIANG\AXITMAT.c3xml. 4.II.3. CÁC PHÂN TỬ LIPIT CÓ HỌẠT TÍNH SINH HỌC ĐẶC HiỆU - Số lượng ít, nhưng tính sinh học rất cao. - Trợ giúp enzym hoạt động 123.

(124) - Các chất trung gian vận chuyển tín hiệu nội bào. II.3.1. HORMON STEROIT - Vận chuyển tín hiệu giữa các mô - Hormon giới tính, hormon tuyến thận (adrenal cortex), cortíon và aldosteron. TULIEUSOANGIANG\TESTOSTERON.c3xml. OH CH3. CH3. O. Testosterol 124.

(125) OH CH3. HO.  strdi l. 125.

(126) Chương 5: VITAMIN (2 tiết) Mục tiêu - Hiểu được vitamin là hợp chất hữu cơ tạo thành từ cơ thể thực vật và một số cơ thể vi sinh vật, là thành phần dinh dưỡng không thể thiếu được đối với người và động vật - Nắm được cấu tạo hoá học, vai trò chức năng sinh học, nhu cầu, nguồn cung cấp của nhóm vitamin hoà tan trong chất béo và nhóm vitamin hoà tan trong nước - Hiểu được vitamin hoà tan trong nước tham gia vào nhóm ngoại hoặc coenzym của enzym hai thành phần, xúc tác cho nhiều quá trình 126 trao đổi chất quan trọng.

(127) - Vai trò của một số chất kháng vitamin đối với việc làm giảm hoặc mất tác dụng của vitamin. - Việc giữ gìn, khai thác vitamin từ nông sản thực phẩm mang lại hiệu quả kinh tế I. KHÁI NIỆM CHUNG, SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT HIỆN RA VITAMIN II. PHÂN LOẠI VITAMI III. CÁC CHẤT KHÁNG VITAMIN (ANTIVITAMIN) IV. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VITAMIN TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP. 127.

(128) I. KHÁI NIỆM CHUNG, SƠ LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT HIỆN RA VITAMIN 1. KHÁI NiỆM CHUNG - Vitamin là những hợp chất hữu cơ có M nhỏ. - Cấu tạo hóa học rất khác nhau - Hoạt tính sinh học cao - Đảm bảo cho quá trình trao đổi chất trong cơ thể sinh vật diễn ra một cách bình thường. 2. Sơ lược lịch sử phát hiện ra vitami - Quá trình phát hiện ra vitamin cũng như khái niệm vitamin - Hình thành và phát triển từ sau nữa thế kỉ 128 XIX, sau các thí nghiệm của N.I. Lênin.

(129) - Năm 1880 (Nga), Hopskin 1896 (Anh), Eijkman (Hà Lan), Funker 1911 (Ba Lan) người ta đã chiết: - Chất có tác dụng sinh trưởng, phát triển - Chữa bệnh viêm thần kinh tê phù - Được gọi tên là vitamin. II. PHÂN LOẠI VITAMIN - Dựa vào tính hòa tan trong các dung môi khác nhau, các vitamin được phân thành 2 nhóm: + Vitamin hòa tan trong chất béo (A, D, E, K, Q) + Vitamin hòa tan trong nước (B1, B2, B3, B5, B6, B12, Bc, C,…). 129.

(130) II.1. NHÓM VITAMIN HÒA TAN TRONG CHẤT BÉO. 1.1. VITAMIN A: -Công thức nguyên: + Vitamin A1: C20H30O + Vitamin A2: C20H28O. a. Công thức cấu tạo: H3 C. CH3. CH3. CH3 CH2OH. CH3. b. Vai trò và chức năng sinh học - Tham gia vào quá trình cảm quang của mắt 130 người và động vật..

(131) - Giúp mắt nhạy cảm với ánh sáng và nhìn thấy rõ mọi vật. - Đảm bảo thức ăn giàu vitamin A trong khẩu phần hàng ngày. Chức năng sinh học của vitamin A - Tham gia vào quá trình tổng hợp hormon steroit - Làm bền màng tế bào. - Thiếu vitamin A, người động vật sẽ bị khô mắt, khô giác mạc hay bi quáng gà. - Thực vật có đủ lượng Caroten trong tế bào thì: + Quá trình thụ phấn. + Thụ tinh diễn ra bình thường. 131.

(132) c. NGUỒN CUNG CẤP VITAMIN A VÀ NHU CẦU HÀNG NGÀY - Các loại rau: cà rốt, bí đỏ, cà chua, gấc, ớt, rau ngót,…có hàm lượng polyvintamin khá cao. Carotenaza Caroten → Vitamin A - Nguồn cung cấp vitamin A: dầu, gan cá, bơ, trứng, sữa. - Nhu cầu vitamin A: người trưởng thành 1 – 2,5 mg/ngày, trẻ em từ 2 – 5 mg/ngày. - Bò sữa 20 – 30 mg/100 kg trọng lượng cơ thể. + Lợn 20 – 30 mg, gà từ 2 – 2,5 mg, vịt 3 – 3,5 mg, ngỗng 8 – 10 mg. 132.

(133) 1.1. VITAMIN D: a. VITAMIN D2...\TULIEUSOANGIANG\VITAMIND2.c3xml CH3. CH3 CH2. CH3. HO. H 3C. CH3. b. VAI TRÒ, CHỨC NĂNG SINH HỌC - Được coi là hormon D. - Tổng hợp từ cơ thể người và động vật với một lượng nhỏ. - Hoạt hóa ở gan, thận rồi chuyển tới niêm mạc 133 ruột..

(134) - Hormon D được kích thích để tổng hợp - Vận chuyển canxi, đưa canxi từ máu vào xương. - Điều hòa quá trình trao đổi Ca và P. -Thiếu hormon D quá trình trao đổi Ca và P sẽ bị rối loạn, trẻ mắc bệnh còi xương, răng mọc chậm, xương mềm và cong. c. NGUỒN CUNG CẤP VITAMIN D VÀ NHU CẦU HÀNG NGÀY - Hợp chất ecgosterol có trong lá, rễ, quả của nhiều loại thực vật. λ tia cực tím Ecgosterol VitaminD - Ecgosterol là dạng tiền vitamin D. 134.

(135) + Trẻ em bị còi xương thường cho phơi nắng nhẹ buổi sáng, + Chiếu tia tử ngoại biến ecgosterol có trong thức ăn thành vitamin D. - Cần cung cấp thức ăn bơ, sữa, trứng, gan cá biển để tăng lượng vitamin D. + Trẻ em, phụ nữ có thai, cho con bú cần 400UI/ngày (1 UI = 0,05μg canxiphenol) 1.3. VITAMIN E (TOCOPHEROL) - Thường gặp ở các dạng α, β, γ-tocopherol CH3 cấu tạo TULIEUSOANGIANG\VITAMIN-E.c3xml a. Công thức 8 7 6. HO. α-tocopherol(5,7,8-trimetyltocopherol. O. H3C. 5. 1. 4. O CH3. 2 3. CH3. CH3. (CH2)3 C. (CH2)3 C. H. H. CH3. CH3 (CH2)3 C CH3 135 H.

(136) b. VAI TRÒ CHỨC NĂNG SINH HỌC - Ngăn ngừa sự oxi hóa chất béo (các axit béo), - Ổn định sự bền vững màng tế bào - Ngăn ngừa sự oxi hóa các hợp chất dễ bị oxi hóa - Vận chuyển e trong các chuỗi phản ứng oxi hóa-khử - Dự trữ và biến đổi năng lượng. - Thiếu vitamin E tế bào hồng cầu và tế bào sinh dục bị phá hủy, - Khả năng sinh đẻ của người, động vật bị giảm sút - Cơ và hệ thần kinh phát triển không bình 136 thường..

(137) Người bình thường từ 10 – 30 mg/ngày. - Thời kì sinh đẻ cần đủ lượng vitamin E. 1.4. VITAMIN K (PHILLOQUINOL) - Đã tìm ra vitamin K1 và K2 a. CÔNG THỨC CẤU TẠO TULIEUSOANGIANG\VITAMINK.c3xml. O 7 6. 8 5. 1 2 4 O. 3. CH3 CH3. H C H. CH. C. CH3. CH3. (CH2)3 C. (CH2)3 C. H. H. Vitamin K1(2-metyl,3-phytil,1,4-naptoquinol. CH3 (CH2)3 C CH3 H 137.

(138) b. VAI TRÒ VÀ CHỨC NĂNG SINH HỌC - Rất cần cho quá trình đông máu của người và động vật - Tham gia vào nhóm hoạt động của enzym - Xúc tác cho quá trình tổng hợp chất protrombin Protrombin → Trombin → Phibrinogen → Phibrin - Phibrin là nhân tố trực tiếp gây đông máu. - Thiếu vitamin K cơ thể bị chảy máu tự phát (chảy máu cam),… khó cầm máu. - Trẻ em thiếu vitamin K mắc bệnh gan, bệnh đường ruột, rối loạn tiết mật,… 138.

(139) c. NGUỒN CUNG CẤP VITAMIN K VÀ NHU HÀNG NGÀY - Có nhiều trong các loại rau - Lá với hàm lượng lớn hơn các bộ phận khác của cây. - Gan động vật có nhiều vitanmin K. - Nhu cầu vitamin K đối với người trưởng thành không nhiều. Trẻ sơ sinh cần 10 – 15 γ/ngày. 1.5. VITAMIN Q (UBIQUINON). a. CÔNG THỨC CẤU TẠO 139.

(140) Phân tử vitamin Q O OH3C. CH3. (CH2. OH3C O. polyisopre n CH3. CH. C. CH2)n. CH3. Vitamin Q(ubiquinon). TULIEUSOANGIANG\VITAMIN-Q.c3xml. 140.

(141) b. VAI TRÒ, CHỨC NĂNG SINH HỌC - Vận chuyển H+ và e trong các phản ứng oxi hóa khử của quá trình hô hấp -2H Vitamin Q Vitamin QH2 +2H - Xảy ra ở trung tâm năng lượng tế bào (ti thể) c. NGUỒN CUNG CẤP VITAMIN Q VÀ NHU CẦU HÀNG NGÀY - Có phổ biến hầu khắp cơ thể sinh vật (người, động thực vật) - Cơ tim có nhiều vitamin Q (chỉ số n = 10). 141.

(142) II.2. NHÓM CÁC VITAMIN HÒA TAN TRONG NƯỚC 2.1. VITAMIN B1 (THIAMIN, ANEURIN) a. Công thức cấu tạo ..\TULIEUSOANGIANG\VITAMIN-B1.c3xml. NH2 N. CH2. CH3. N. CH2 H3C. N. S Vitamin B1. CH2OH.

(143) - Bền trong môi trường axit, dễ bị phân hủy trong môi trường trung tính và kiềm b. VAI TRÒ VÀ CHỨC NĂNG SINH HỌC - Xúc tác cho quá trình chuyển hóa axit pyruvic trong trao đổi gluxit, thiếu vitamin B1 bị tê phù, viêm tế bào thần kinh Thiamin. Thiaminpyrophosphat TPP. ATP. AMP. c. NGUỒN CUNG CấP VITAMIN B1 VÀ NHU CẦU HÀNG NGÀY - Có nhiều trong cám gạo, nấm men, đậu đỗ, 143 rau quả và nhiều loại thực phẩm khác.

(144) - Nhu cầu của người phụ thuộc vào lứa tuổi,… tỉ lệ gluxit trong khẩu phần: + Người trưởng thành cần 1,2 – 1,8 mg/ngày + Trẻ em 0,4 – 1,8 mg/ngày + Gà vịt thời kì đẻ trứng cần nhiều vitamin B1 2.2. VITAMIN B2 (RIBOFLAVIN, LACTOFRAVIN) a. CÔNG THỨC CẤU TẠO. TULIEUSOANGIANG\VITA MIN-B2.c3xml. CH2 N. (CHOH)3 CH2OH 1 N. H3C 6. O. H3 C. NH N. 7. Vitamin B2. 10. O 144. Vòng isoalloxazin.

(145) b. VAI TRÒ VÀ CHỨC NĂNG SINH HỌC - Vitamin B2 dễ bị oxi hóa – khử, - Xúc tác cho các phản ứng oxi hóa khử của quá trình hô hấp. - Thiếu vitamin B2 quá trình trao đổi chất bị rối loạn, cơ thể ngừng sinh trưởng, thiếu máu, viêm màng nhày, rụng tóc, rối loại hô hấp. c. NGUỒN CUNG CẤP VITAMIN B2 VÀ NHU CẦU HÀNG NGÀY - Ở thực vật tổng hợp vào giai đoạn nảy mầm đến ra hoa. - B2 có nhiều trong nấm, men, gan, thận, trứng, sữa, não, cá,.. 145.

(146) Nhu cầu người trung bình 2 – 4mg/ngày. - Các loại gia cầm: 2,5 – 3.5 mg/100kg trọng lượng cơ thể. 2.3. VITAMIN B3(AXIT PANTOTENIC) - Sinh viên tự nghiên cứu 2.4. VITAMIN B5(HAY VITAMIN PP) (AXITNICOTINIC, NICOTIN AMIT) - Sinh viên tự nghiên cứu 2.5. VITAMIN B6 (PYRIDOXIN, ADERMIN) - Sinh viên tự nghiên cứu 2.6. VITAMIN B12(CYANCOBALAMIN) - Sinh viên tự nghiên cứu 146.

(147) 2.8. VITAMIN BC(AXITPTEROIL GLUTAMIC) a. CÔNG THỨC CẤU TạO TULIEUSOANGIANG\VITAMINBc.c3xmlN. N. H 2N. COOH N N. CH2. NH. CO. NH. C H. (CH2)2 COOH. OH. b. CHỨC NĂNG SINH HỌC -Vận chuyển tổng hợp nhiều hợp chất hữu cơ khác nhau trong quá trình trao đổi chất. c. NGUỒN CUNG CẤP VITAMIN BC VÀ NHU CẦU HÀNG NGÀY - Cần thiết cho sự trưởng của gà con - Thiếu vitamin tuần hoàn bị phá hủy. 147 - Thiếu máu, lông phát triển chậm..

(148) - Người ít bị thiếu vitamin Bc - Vi khuẩn đường ruột có khả năng tổng hợp vitamin này trong các loại thức ăn. 2.9. VITAMIN C (AXIT ASCORBIC) a. Công thức cấu tạo O. O. C. C. O. OH. O. O OH H HO. 2H H CH2OH. axit ascorbic. O. 2H H HO. H CH2OH. 148 axit dehydro ascorbic.

(149) b. Vai trò và chức năng sinh học -Tham gia vào các phản ứng oxi hóa khử của quá trình trao đổi chất - Trao đổi axit nucleic - Tổng hợp hormon của tuyến thận, tuyến giáp trạng - Đảm bảo cho việc chuyển hóa procollagen thành collagen - Xúc tác cho phản ứng thủy phân một số thioglicosit - Hoạt hóa hàng loạt enzym: amylaza, arginaza, proteinaza,… - Thiếu vitamin C mắc bệnh hoại huyết, chảy 149 máu ở lợi, răng, lỗ chân lông hoặc ở nội quan..

(150) c. NGUỐN CUNG CẤP VITAMIN C VÀ NHU CầU HÀNG NGÀY - Các loại rau quả, củ tươi: cà chua, khoai tây, hành tây, táo xanh, chanh, cam, các loại rau gia vị,.. 2.10. VITAMIN H(BIOTIN) III. CÁC CHẤT KHÁNG VITAMIN (ANTIVITAMIN) - Sinh viên tự nghiên cứu IV. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VITAMIN TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP - Sinh viên tự nghiên cứu Hết 150.

(151) Chương 6: ENZYM, XÚC TÁC TRONG SINH HỌC Mục tiêu Nắm vững khái niệm chung về enzim. Cơ chế tác dụng của enzim. Mối liên quan giữa bản chất hoá học và cơ chế tác dụng. Cấu tạo hoá học, chức năng sinh học của một số đại diện điển hình của từng loại enzim. Đặc điểm cấu tạo, cơ chế tác dụng, chức năng sinh học và bản chất của các loại enzim. Nắm được vùng trung tâm hoạt động của enzim 151.

(152) 6.I. KHÁI NIỆM, BẢN CHẤT, CHỨC NĂNG CỦA ENZYM 6.I.1. KHÁI NỊỆM Enzym là chất xúc tác sinh học có bản chất protein 6.I.2. BẢN CHẤT HÓA HỌC CỦA ENZYM a. ENZYM LÀ CHẤT XÚC SINH HỌC - Làm giảm năng lượng hoạt hóa của phản ứng hóa học - Làm tăng nhanh tốc độ phản ứng để phản ứng đạt đến cân bằng hóa học -Xúc tác enzym làm giảm Ehh và tăng nhiều hơn so với xúc tác vô cơ. E:\TULIEUSOANGIANG\CHUOI-E.mov. 152.

(153) - Enzym không tham gia vào phản ứng mà nó xúc tác - Có trong các phản ứng trung gian sau đó lại được phục hồi. Ví dụ: + Enzym amylaza có trong nước bọt của người và động vật + Xúc tác cho sự biến đổi tinh bột thành đường + Sau khi phản ứng kết thúc nó trở lại trạng thái bản đầu + Xúc tác cho phản ứng thủy phân tiếp theo - Sự khác nhau giữa enzym và chất xúc tác vô cơ 153.

(154) Enzym. Các thông số hoạt động. Chất xúc tác vô cơ. Nhiệt độ. < 400C. > 1000C (120–15000C). pH. = 7 (Trung tính). Axit, kiềm (< 7 ; > 8). Tính đặc hiệu. Có. Không. Các điều kiện nôi bào. Phụ thuộc chặt. Không phụ thuộc. b. BẢN CHẤT HÓA HỌC CỦA ENZYM LÀ PROTEIN - Hầu hết các enzym đều bị thủy phân và mất hoạt tính khi có mặt (enzym proteinaza) - Có M lớn tương tự protein như Mribonucleaza= 12.000, Mglutamatđehidrogenaza= 106 154.

(155) - Có dạng hình cầu - Kích thước phân tử lớn - Không đi qua màng bán thấm - Có tính chất của dung dịch keo - Cố định ở những vị trí xác định trong tế bào riêng biệt. - Ở nhiệt độ cao enzym không bền - Mất hoạt tính xúc tác - Axit đặc, kiềm đặc, các muối kim loại nặng - Làm mất hoạt tính của enzym.. 155.

(156) 6.II. CẤU TẠO HÓA HỌC CỦA ENZYM - Enzym được chia thành hai loại: -pH của môi trường có thể làm cho enzym tồn tại + Ở trạng thái tích điện khác nhau + Hoặc không tích điện. + Đặt vào điện trường: - Enzym có thể di chuyển về cực âm hay dương hay không dịch chuyển - Bản chất hóa học của enzym là protein.. 156.

(157) + Enzym một thành phần + Enzym hai thành phần 3.II.1. ENZYM MỘT THÀNH PHẦN (ENZYM ĐƠN GIẢN) - Chỉ có protein, khi thủy phân hoàn toàn thu được hỗn hợp các axit amin. - Hoạt tính xúc tác của nó phụ thuộc vào cấu trúc bậc 1, 2, 3, 4 của protein và trạng thái tự nhiên của chúng - Các enzym tiêu hóa (pepsin, trypsin…) thuộc enzym đơn giản.. 157.

(158) 3.II.2. ENZYM HAI THÀNH PHẦN (ENZYM PHỨC TẠP) Gồm protein và phần không có bản chất protein + Phần protein gọi là apoenzym hoặc + Quyết định tính đặc hiệu nâng cao hiệu suất xúc tác -Phần không có bản chất protein có thể là các ion kim loại như Fe, Mg, Mn hoặc Zn - Đóng vai trò là các yếu tố phụ, nó còn gọi là nhóm ngoại (prothetic) - Liên kết chặt chẽ với phần protein..   apoprotein + prosthetic   holoenzym 158. TULIEUSOANGIANG\CHUOI-E.mov.

(159) - Có khả năng tồn tại độc lập và dễ tách ra khỏi phần protein. - Phần lớn các coenzymcos bản chất hóa học là các vitamin Một số enzym hai thành phần với coenzym là dẫn xuất của vitamin. Enzym. Coenzym. Vitamin(t.ư). Chức năng. Aminotranferaza. Phosphopyridox al. B6. Chuyển amin hóa. Pyruvatdecacboxylaza. Thiaminpyroph osphat. B1. Khử cacbixyl hóa, vận chuyển nhóm –CHO. Đehiđrogenaza yếm khí. NAD+, NADP+. PP. Chuyển H+, e-. Flavinic. FAD+, FMN+. B2. Chuyển H+159 , e-.

(160) 3.II.3. TRUNG TÂM HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYM - Phân tử enzym kết hợp với cơ chất để biến đổi cơ chất thành sản phẩm phản ứng. - Trung tâm hoạt động của enzym gồm hai vùng. + Vùng gắn với cơ chất gọi là trung tâm cơ chất, các nhóm bên của axit amin là -SH (của cystein) –OH (của serin). + Có chức năng tạo điều kiện cho vùng xúc tác hoạt động + Các tương tác đồng hóa trị. + Các lực liên kết thứ cấp đều có thể tham gia vào quá trình này. E:\TULIEUSOANGIANG\Co che enzym.flv 160.

(161) + Vùng xúc tác có nhiệm vụ tạo ra khả năng nhằm biến đổi chuyển hóa cơ chất đã được gắn vào enzym. + Nhờ cơ chế tác động mà các liên kết bên trong phân tử cơ chất trở nên lỏng lẻo + Phân tử cơ chất bị biến dạng và có khả năng chuyển thành sản phẩm phản ứng dễ hơn Ví du: Enzym ARN-nucleaza xúc tác cho phản ứng phân giải ARN ARN ARN-Nucleaza. n-Nucleoit 3’. 161.

(162) -Vùng gắn với cơ chất liên quan đến tính đặc hiệu của enzym - Vùng xúc tác liên quan đến kiểu phản ứng của enzym - Trung tâm hoạt động của enzym được hình thành. - Sự tương tác lẫn nhau của một số gốc axit amin nhất định trên chuỗi polypeptit: Ser, His, Trp, Arg, Cys, Glu và Tyr - Một số đặc trưng chung của trung tâm hoạt động 162.

(163) + Chiếm một phần nhỏ bé so với toàn bộ phân tử enzym + Có cấu tạo không gian ba chiều phức tạp + Không phải là một bộ phận cố định chặt chẽ trên phân tử enzym - Chỉ được tạo ra khi có sự tương tác với cơ chất + Enzym ở trạng thái không hoạt động gọi là zimogen 6.II.4. ENZYM ĐIỀU HÒA (SV tự đọc, nghiên cứu) 163.

(164) 6.III. CƠ CHẾ XÚC TÁC CỦA ENZYM + Thuyết enzym –cơ chất do Henry đề xướng (1902). + Michaelis Menten phát triển (1913) + Phản ứng do enzym xúc tác biểu diễn bằng sơ đồ sau: *         EP    E + S  ES  ES   E+P. (E: Enzym; S: Cơ chất (substrate); S*cơ chất hoạt hóa; P là sản phẩm phản ứng). - ES là phức chất trung gian - ES* enzym cơ chất được hoạt hóa + Cấu tạo của cơ chất bị biến đổi TULIEUSOANGIANG\ENZIMHD.mov. 164.

(165) + Phân tử của cơ chất bị phân cực + Các e được phân bố lại + Điện tích của cơ cũng thay đổi. - Các liên kết bên trong phân tử cơ chất + Ehh để vượt qua hàng rào thế năng giảm. + V tăng lên. Ví dụ: Phản ứng thủy phân AB do enzym hyđrolaza xúc tác: Hyđrolaza AB + HOH AH + BOH - Khi hợp chất AB tiến gần đến enzym + Liên kết AB bị kéo căng, trở nên lỏng lẻo hơn + Bị cắt dứt sau đó kết hợp với H2O tạo thành sản phẩm AH và BOH 165.

(166) - Phản ứng sinh học thường diễn ra với các chất có nồng độ << 1M và ở pH = 7 - Sử dụng ∆G0 (biến thiên thế đẳng áp, phản ứng ở điều chuẩn) Trạng thái chuyển tiếp. ∆G không có xúc tác. ∆G có xúc tác. E+S. ES. EP. E+P 166.

(167) Clip: Hoạt động của enzyme. 167.

(168) 6.IV. TÍNH ĐẶC HIỆU CỦA ENZYM Có hai loại đặc hiệu: + Đặc hiệu phản ứng + Đặc hiệu cơ chất 6.IV.1. ĐẶC HIỆU PHẢN ỨNG (REACTION SPECIFICITY) - Là tính chất trong đó mỗi enzym chỉ có khả năng lựa chọn và xúc tác cho một kiểu phản Glutamin ứng nhất định ADP + Pi za ta Sơ đồ phản ứng:. NH3, ATP Axit glutamic. e th n sy. in m ta lu G CO 2. Decacboxylaza tra nsa mi. na za. Axit -- aminobutyric. Axit oxaloaxetic Axit -- xetoglutamic + axit aspactic. 168.

(169) Ví dụ: Cơ chất là axit glutamic + Tổng hợp thành glutamin cần có enzym glutamin, synthetaza, NH3 và ATP + Tạo thành một amin là axit – γ – aminobutyric cần phải có enzym đecacboxylaza + Biến đổi thành một axit amin khác thì phải có enzym transamizaza 6.IV.2. ĐẶC HIỆU CƠ CHẤT (SUBSTRATE SPECIFICITY) - Là sự lựa chọn cơ chất trong phản ứng xúc tác của enzym 169.

(170) - Mức độ đặc hiệu cơ chất của các nhóm enzym khác nhau là rất khác nhau gồm: + Đặc hiệu tương đối: -Là khả năng của enzym xúc tác cho sự chuyển hóa của nhiều cơ chất khác nhau. Ví dụ: Enzym esteraza thuộc nhóm enzym thủy phân γ + Đặc hiệu tuyệt đối: Là tính chất mà enzym chỉ xúc tác cho sự phân giải một cơ chất hoặc một liên kết nhất định. Ví dụ: Enzym trypsin ở thành ruột chỉ cắt liên kết α peptit 170.

(171) H. O. N. C. C. H. Lys, Arg. H. O. N. C. C. H. R. Vi tri thuy phân cua trypsin. - Đặc hiệu đồng phân lập thể hóa học: + Tính đặc hiệu enzym + Tác dụng lên những đồng phân lập thể hóa học nhất định. Ví dụ: Enzym α-glycosidaza chỉ xúc tác: + Cho sự thủy phân dạng α-methyl glycosit. + Còn β-glycosidaza chỉ xúc tác cho sự thủy 171 phân dạng β-methyl glycosit.

(172) 3.V. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐỐI VỚI HOẠT TÍNH ENZYM - Enzym là chất xúc tác sinh học. + Có bản chất protein, + Xúc tác cho các phản ứng bên trong và bên ngoài cơ thể. -Hoạt động của enzym phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau: + Nhiệt độ, pH môi trường, nồng độ enzym. + Cơ chất, chất ức chế, chất hoạt hóa. + Trạng thái sinh lí, tuổi của cơ thể người, động vật, giai đoạn sinh trưởng, phát triển. + Điều kiện môi trường,… 172.

(173) 3.V.1. ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ - Nhiệt độ là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đối với hoạt tính của enzym + Nhiệt độ tăng 100C thì Vpư tăng từ 2 → 4 lần. + Số lần tăng của V được gọi là hệ số nhiệt độ Q10. 0. 0. k t+10 Vt+10 (tôc dô phan ung o t +10 C xac dinh) Q10 = = kt Vt (tôc dô phan ung o nhiêt t 0 ) - Nhiệt độ tăng V phản ứng giảm và khi ở nhiệt độ 80 – 1000C: + Hầu hết enzym bị mất hoạt tính hoàn toàn 173.

(174) + Các liên kết thứ cấp trong phân tử protein – enzym bị phá vỡ. -Nhiệt độ tại đó enzym mất hoạt tính gọi là nhiệt độ tới hạn 6.V.2. ẢNH HƯỞNG CỦA pH - Hoạt tính của enzym phụ thuộc chặt chẽ vào pH của môi trường. - Có hoạt tính cực đại ở pH = 5 – 9 (gọi là pH tối thích). - pH tối thích của các enzym khác nhau thì khác nhau 174.

(175) Bảng VI.2. Trị số pH tối thích của một số enzym Enzym. pH(tối thích) Enzym. Pepsin. 1,5 – 2,5. Saccharaza(nấm men) 4,6 – 5,0 Amylaza(mạc nha) 4,4 – 5,0. Trypsin Arginaza. pH(tối thích) 7,8 – 9,5 9,8 9,0. Amilaza(nước bọt). 6,8 – 7,2. Succinatdehy… Catalaza. Maltaza(nấm men). 6,7 – 7,2. Phosphataza(đv) 6,2 – 9,4. 6,8 – 7,0. 6.VI. CÁCH GỌI TÊN VÀ PHÂN LOẠI ENZYM 6.VI.1. CÁCH GỌI TÊN ENZYM Tên enzym = Tên cơ chất (hoặc tên sản phẩm phản ứng) + tiếp vĩ ngữ (đuôi) aza (ase) 175.

(176) H2O    α-D-glucoza + β-D-fructoza Saccharoza    H2O. - Phản ứng do enzym saccharaza hoặc glucofructo-pyranosidaza xúc tác -Tên enzym = kiểu phản ứng mà enzym xúc tác + tiếp vĩ ngữ aza (zse) 3.VI.2. PHÂN LOẠI ENZYM - Phân loại enzym theo kiểu phản ứng do enzym xúc tác. - Hoàn thiện 1973 (do Hiệp hội hóa học cơ bản và ứng dụng quốc tế viết tắt IUPAC) - Tất cả enzym được chia thành 6 nhóm + Enzym oxi hóa khử: oxydoreductaza 176.

(177) + Enzym vận chuyển: transferaza + Enzym thủy phân: hydrolaza + Enzym phân giải: liaza + Enzym đồng phân: isomeraza + Enzym tổng hợp: ligaza a. ENZYM OXY HÓA KHỬ (OXYDOREDUCTAZA) - Xúc tác cho quá trình sinh học - Làm nhiệm vụ vận chuyển H+ và e trong các phản ứng oxi hóa khử. - Có vai trò quan trọng trong quá trình hô hấp - Trao đổi năng lượng ở cơ thể sinh vật. - Các phản ứng do oxydoreductaza xúc: AH2 + B ↔ A + BH2 177.

(178) - Oxi hóa các hợp chất hữu cơ - Tạo ra năng lượng cung cấp cho toàn bộ quá trình trao đổi chất. + + 2H 2H 2e2H+ 2e2eCơ chất → NAD → FAD → Q → Cytb → Cytc → 2e2e2e2eCyta → O2 b. ENZYM VẬN CHUYỂN (TRANSFERAZA) - Làm nhiệm vụ vận chuyển các nhóm nguyên tử các gốc phân tử. - Các chất vận chuyển đặc hiệu hoạt động như các coenzym. - Biểu diễn bằng sơ đồ sau: A: Cơ chất –chất bị oxy hóa. B: Chất nhận – chất bị khử. AH2: Chất khử (cho H2) TULIEUSOANGIANG\CHUOI-E.mov. 178.

(179) - XA + B ↔ A + XB Nhóm được vận chuyển kí hiệu X trước hết: XA + enzym ↔ A + X-enzym X-enzym + B ↔ enzym + XB c. ENZYM THỦY PHÂN - Xúc tác cho phản ứng thủy phân - Xúc tác cho sự tổng hợp các chất phức tạp với sự tham gia của H2O hidrolaza      ROH + R 1H RR1 + HOH   - Xúc tác cho sự thủy liên kết peptit, liên kết phosphateste, liên kết glucosit 6.VII. CÔNG NGHỆ ENZYM VÀ NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA NÓ (SV tự đọc giáo trình, tự nghiên cứu). 179.

(180) Chương 7: HORMON (8 tiết) Mục tiêu -Nắm vững khái niệm chung về hormon. Cơ chế tác dụng của hormon động vật. Bản chất hoá học và cơ chế tác dụng. - Cấu tạo hoá học, chức năng sinh học của một số đại diện điển hình thuộc từng phân nhóm hormon động vật, thực vật. Đặc điểm cấu tạo, cơ chế tác dụng, chức năng sinh học của Auxin, Gibberellin, Cytokinin. Tác dụng tương hổ giữa các hormon - Hiểu được tính chống chịu hạn, rét, bệnh tật, làm chín quả. 180 -Tổng hợp oligosaccharin, ethylen.

(181) 7.I. KHÁI NIỆM, ĐẠI CƯƠNG VỀ HORMON 7.II. CÁC HORMON Ở ĐỘNG VẬT 7.III. CÁC HORMON Ở THỰC VẬT 7. IV. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ HORMON TRONG SẢN XUẤT NÔNG NGHIỆP 7.I. KHÁI NIỆM, ĐẠI CƯƠNG VỀ HORMON - Là những phân tử hợp chất hữu cơ được tổng hợp và bài tiết từ tế bào đặc biệt. - Có hoạt tính sinh học cao - Là chất truyền tin hoá học giữa các tế bào, mô, cơ quan - Do William Baylis và Ernest Starstling phát hiện ra đầu tiên vào năm 1904. 181 - Tác dụng làm tăng bài tiết dịch tụy..

(182) - Tổng hợp từ các mô đặc biệt - Chuyển đến tế bào, mô lân cạn hoặc các tế bào khác - Hiệu quả tác dụng của hormon rất lớn. - Tác dụng điều hòa trao đổi chất, sinh trưởng, phát triển của cơ thể. - Nồng độ hormon rất thấp dao động (trong khoảng 10-12 – 10-15 mol/mg protein) 7.II. CÁC HORMON ĐỘNG VẬT Nêu những nhiệm vụ và chức năng của hormon động vật? - Là các chất truyền tin hóa học - Tạo thành từ các tế bào, mô đặc biệt, đổ vào 182 máu hoặc bạch cầu.

(183) - Chuyển đến các “tế bào đích”, “cơ quan đích” - Tác dụng trực tiếp với tế bào lân cận. -Bài tiết từ các tuyến nội tiết - Các tế bào không có chức năng nội tiết (hormon tiêu hóa, hormon não),… Hormon động vật có những đặc điểm đặc trưng nào? - Hoạt động của hormon động vật: + Liên quan mật thiết với hệ thống thần kinh thần kinh nội tiết + Rất phong phú về số lượng + Cấu tạo hóa học rất đa dạng + Bản chất là polypeptit, peptit + Các dẫn xuất của axit amin, steroit, thyroit 183.

(184) Cơ chế tác động của hormon theo những nguyên tắc nào? •Tế bào đích có chất tiếp nhận đặc hiệu đối với hormon. + Các protein có nồng độ thấp có thể gắn với hormon có ái lực lớn. + Chất tiếp nhận đặc hiệu các hormon có bản chất polypeptit. + Định vị trên màng tế bào đích - Chất tiếp nhận các hormon steroit tan trong lipit + Thấm qua màng tế bào, thường ở bên trong tế bào 184.

(185) -Hormon liên kết với chất tiếp nhận đặc hiệu + Kích thích tế bào tạo nên các phân tử truyền tin + Gây tác dụng hoạt hóa hoặc kìm hãm một số phản ứng hóa sinh đặc hiệu ở tế bào đích. -Hormon động vật rất phong phú về số lượng + Đa dạng về chức năng + Phân loại dựa vào nguồn gốc, bản chất hóa học hoặc tính chất hóa học. - Hormon có bản chất peptit và polypeptit - Hormon là dẫn xuất của axit amin và thyroit - Hormon steroit 185.

(186) II.1. HORMON CÓ BẢN CHẤT PEPTIT VÀ POLYPEPTIT - Có số lượng lớn, chiếm ưu thế trong các loại hormon - Tác động đối với các quá trình sinh hóa + Cơ chế các phân tử hormon liên kết với các phân tử chất nhận + Đính trên bề mặt màng sinh chất của tế bào đích + Hoạt hóa quá trình hình thành các phân tử “thông tin” thứ 2 + Như: AMPv GMPv Inositol tri Phosphat (IP3), các ion Ca2+,… 186 + Tham gia vào quá trình trao đổi ở tế bào đích..

(187) II.1.1. INSULIN Insulin là gì ? Là hormon có bản chất polypeptit đầu tiên được làm sáng tỏ về: + Cấu trúc + Chức năng sinh học + Được sản xuất theo phương pháp công nghệ sinh học. - Trong máu tồn tại dưới 2 dạng tự do và liên kết + Insulin tự do có tác dụng đối với quá trình trao đổi chất + Insulin liên kết với protein sinh chất máu tác dụng với mô mỡ. 187.

(188) Cơ chế tác dụng: Liên kết với chất nhận đặc hiệu có bản chất glycoprotein + Ở trên màng sinh chất của tế bào đích + Tạo thành phức hợp insulin - chất nhận + Tăng nhẹ tính thấm của Ca2+ + Tăng hoạt tính của guanylat, cyclaxa + Tăng quá trình sinh tổng hợp GMPv. + Giảm hàm lượng AMPv, … + Thúc đẩy quá trình tổng hợp ADN, ARN + Tăng cương sinh trương phân hóa tế bào.. 188.

(189) - Gây tác dụng làm giảm hàm lượng glucoza, axit amin, glyxerol, axit béo, K+ trong máu, - Làm giảm thất thoát axit amin, K+ trong nước tiểu - Dùng insulin chữa bệnh đái đường - Insulin được từ tụy của động vật, bằng phương pháp công nghệ vi sinh - Nuôi cấy gen mã hóa insulin của người - Cho vi khuẩn E.coli nuôi, chiết, nhanh. - Thu được nhiều insulin chữa bệnh - Phương hướng lâu dài trong sinh học là nuôi cấy gen chữa bệnh. 189.

(190) II.1.2. HORMON GLUCAGON (SV tự đọc) -Có bản chất là một chuỗi polypeptit được tiết ra từ tuyến tụy,… II.2. HORMON ADRENALIN VÀ NORADRENALIN (do phần tủy tuyến trên của thận tiết ra). Công thức cấu tạo: ..\TULIEUSOANGIANG\ADRENALI.c3xml H. H. H. C. C. N. OH. H. HO. ... HO. Adrenalin. CH 3. 190.

(191) TULIEUSOANGIANG\NORADRENALIN.c3xml H HO C. CH2. NH2. OH HO Noradrenalin. - Có tác dụng kích thích quá trình thủy phân glycogen ở gan, cơ - Tăng hàm lượng đường trong máu - Kích thích phân giải lipit thành glixerol và axit béo - Có tác dụng tương đương nhau. 191.

(192) - Nhưng tác dụng của Adrenalin mạnh hơn nhiều Cơ chế hoạt động: - Adrenalin gắn với chất đặc hiệu nằm trên màng tế bào. + Làm thay đổi cấu trúc màng, -Hoạt hóa adenylat cyclaza ở màng tế bào -Kích thích sự hình thành AMPv vòng từ ATP - Xúc tác quá trình phân giải glycogen thành glucozơ-1-phosphat - Sau đó biến thành glucozơ-6-phosphat, -Thủy phân estephosphat giải phóng nhóm phosphat và glucoza tự do. -Làm tăng hàm lượng glucoza trong máu 192.

(193) Adrenalin Adenylatcyclaza. AMPv. ATP Proteinkinaza Khụng hoạt động. Proteinkinaza Khụng hoạt động. Phosphorylaza B. Phosphorylaza A Glucozo-1-P. Glycogen ATP. Glucozo-6-P H3PO 3. Sơ đồ tác dụng của adrenalin. Glucoza. 193.

(194) II.1.4. HORMON THYROXIN TRIIODTHYROXIN Công thức cấu tạo:..\TULIEUSOANGIANG\THYROXIN.c3xml I. HO. I. O I I. I. HO. CH 2. CH 2 I. O. CH. C. O. Triiodothyronin (T3). O I. NH3. NH3. O. CH. C. O. Thyroxin. TULIEUSOANGIANG\Triiodthyronin.c3xml. -Thuộc nhóm hormon iodthyronin được tiết ra 194 từ tuyến giáp..

(195) và cơ xương, ít ảnh hưởng đến mô thần kinh và mô mỡ - Điều hòa quá trình trao đổi chất, đặc biệt là trao đổi năng lượng - Ảnh hưởng đến quá trình phân chia - Phân hóa tế bào, phát triển cơ thể - Làm tăng quá trình chuyển hóa cơ bản -Quá trình phân hủy glycogen • Cơ chế tác dụng: - Có tác dụng đối với chromosom của nhân -Thúc đẩy quá trình sao chép ADN ở giai đoạn mitoz. 195.

(196) - Có tác dụng đặc biệt đối với mô, gan, thận -Tăng hàm lượng AMPv - Tăng cường quá trình đốt cháy cơ chất của quá trình trao đổi lipit, gluxit. - Người thừa iodthyronin mắc bệnh Basedow. - Người mắc bệnh Basedow thân nhiệt tăng - Trọng lượng giảm, tim đập nhanh - Hưng phấn thần kinh tăng. - Thiếu iodthyronin làm giảm quá trình oxi hóa hiếu khí - Quá trình trao đổi năng lượng - Phân chia phân hóa tế bào 196.

(197) - Giảm, mô xương phát triển chậm - Sự phân hóa mô thần kinh bị vi phạm. 7.II.4. ỨNG DỤNG MỘT SỐ CHẾ PHẨM HORMON TRONG SẢN XUẤT ĐỜI SỐNG (SV tự đọc giáo trình) 7.III. HORMON THỰC VẬT (PHITOHORMON) -Kích thích sinh trưởng -Gồm các nhóm chính: + Auxin (quan trọng nhất) + Giberellin + Xitokinin + Axit Absiric + Etilen 197.

(198) 7.III.1. AUXIN - Được sản xuất ở đỉnh sinh trưởng của cây khi được chiếu sáng. - Tổng hợp từ triptophan - Được chuyển xuống phía dưới theo thân cây,… OCH COOH - Tốc độ 0,5 – 1,5 cm/h. Cl - Sự uốn cong của cây + Do sự chiếu sáng không đều. Cl + Auxin vận chuyển xuống phía 2,4-diclorophenoxiaxetic (2,4-D dưới không chiếu sáng cây bị uốn cong. •Cơ chế tác dụng - Có tác dụng kích thích sinh trưởng mạnh nhất. 2. TULIEUSOANGIANG\2,4-D-1.c3xml. 198.

(199) -Tác dụng lên sự biệt hóa mô thực vật + Biệt hóa rễ + Kiểm soát các quá trình rụng lá, hoa, quả + 2,4-D là auxin tổng hợp được của quá trình diệt cỏ - Kích thích chồi chính phát triển - Kim hãm sinh trưởng chồi phụ - Kích thích sinh tổng hợp potein, enzym, axit nucleic, tăng tổng số ARNm OCH 2COOH Cl. Cl 2,4-diclorophenoxiaxetic (2,4-D. TULIEUSOANGIANG\2,4-D.c3xml. 199.

(200) 8.III.3. CYTOKININ -Có trong hạt ngô chưa chín - Tìm thấy ở các mô đang phát triển, các tế bào thượng tầng như đỉnh rễ C. O. OH. HO CH 3 COOH Axit gibbebrellin. CH2. - Có tác dụng kích thích phát triển phân hóa rễ, mầm - Gây tác dụng giảm quá trình già hóa mô - Kìm hãm quá trình thoái hóa protein 200 -Tham giai vào quá trình tổng ARN TULIEUSOANGIANG\HSTRAODOICHAT.c3xml.

(201) Chương 8: ĐẠI CƯƠNG VỀ TRAO CHẤT VÀ TRAO ĐỔI CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG (2 tiết) Mục tiêu - Nắm được các khái niệm cơ bản về trao đổi chất của hệ thống sinh học. Các kiểu trao đổi chất của sinh vật. - Các quy luật nhiệt động học, mối liên quan Với các phản hoá sinh. - Khái niệm liên kết cao năng, hợp chất cao năng - Qúa trình oxi hoá, phosphỏyl hoá, chuỗi enzym hô hấp. 201.

(202) 8.I. TRAO ĐỔI CHẤT 8.I.1. KHÁI NIỆM CHUNG VÊ TRAO ĐỔI CHấT - Các cơ thể sống, sống trong môi trường xung quanh. + Để tồn tại và phát triển. + Cơ thể không ngừng liên hệ với môi trường bằng sự trao đổi chất. Trao đổi chất là sự trao đổi các chất giữa cơ thể sống và môi trường xung quanh - Bản chất của quá trình trao đổi chất: + Là quá trình đồng hóa và dị hóa.. 202.

(203) 8.I.2. ĐỒNG HÓA: - Là quá trình hấp thụ + Tích lũy và chuyển hóa các chất dinh dưỡng từ môi trường xung quanh + Tổng hợp các hợp phần cấu trúc tế bào 8.I.3. DỊ HÓA - Là quá trình phân giải các hợp phần cấu trúc của tế bào (protein, axit nucleic, gluxit, lipit) - Bài tiết các chất cặn bã ra ngoài môi trường -Giải phóng năng lượng ATP + Cung cấp cho mọi hoạt động sống của tế bào, cơ thể. 203.

(204) Dị hóa gồm: - Các phản ứng thủy phân, oxi hóa khử Giải phóng năng lượng dưới dạng ATP + Mối liên quan giữa đồng hóa và dị hóa: - Đây là hai quá trình đối lập nhưng: - Bổ sung hộ trợ lẫn nhau - Mối liên quan thống nhất, biện chứng + Vai trò của trao đổi chất -Là dấu hiệu cơ bản của điều kiện tồn tại - Phát triển. - Sinh sản của cơ thể sống. 204.

(205) Quá trình trao đổi chất có thể tóm tắt theo sơ đồ sau: Protein, polynucleotit, gluxit, lipit ADP + Pi. Dị hóa. Đồng hóa. Axit amin mono nucleotit, mono saccarit, axit béo ATP. Chu trình axit-tri cacboxylic. Ure Axit uric. O2 H2O. ADP + Pi ADP. CO2. -Do nhu cầu cần oxi, ta chia sinh vật thành hai nhóm: + Nhóm sinh vật hiếu khí 205 + Nhóm sinh vật kị khí.

(206) -Hệ thống sinh vật chia thành 2 nhóm chính: + Sinh vật tự dưỡng + Sinh vật dinh dưỡng Bảng VI.1. Phân chia các nhóm sinh vật Nhóm sinh vật. Nguồn chất khởi đầu. 1. Hóa tự dưỡng (vi khuẩn tía). CO2. 2. Quang tự dưỡng (cây xanh). CO2. Nguồn năng lượng Oxy hóa các phân tử vô cơ (H2, NH3, NO2-, S2-, SO32-). Tự dưỡng. 3. Quang dị dưỡng (vi khuẩn) Dị dưỡng. 4. Dị dưỡng điển hình người, động vật. Các phân tử hữu cơ Các phân tử hữu cơ. Ánh sáng Ánh sáng 206. Oxy hóa các pt hữu cơ(protein, gluxxit, lipit.

(207) Năng lượng Mặt trời. Protein Gluxit Lipit. O2 Thực vật Vi khuẩn tía. Người Động vật. CO2 Nước Muối khoáng. 8.II. TRAO ĐỔI NĂNG LƯỢNG 8.II.1. NĂNG LƯỢNG PHÁT SINH TRONG SINH GIớI LÀ QUANG NĂNG - Các dạng năng lượng sau khi sử dụng đều biến thành nhiệt năng tỏa vào môi trường 207.

(208) 8.II.2. QUÁ TRÌNH TRAO ĐÔI NĂNG LƯỢNG TRONG CƠ THỂ - Quá trình trao đổi chất tiến hành đồng thời với trao đổi năng lượng. -Tổng hợp các chất là tích lũy năng lượng. - Phân giải các chất là giải phóng năng lượng - Chuyển sang dạng năng lượng dễ sử dụng ATP - Để ATP trực tiếp cung cấp năng lượng cho các hoạt động sống: + Tổng hợp chất mới TULIEUSOANGIANG\CHUOI-CYTO.mov 208.

(209) + Vận chuyển các chất, vận động cơ, tuyến. 8.III. HỢP CHẤT CAO NĂNG - Các hợp chất có mức năng lượng tự do đặc trưng -Tích luỹ chủ yếu trong các liên kết hoá học. - Mức năng lượng tự do của các chất phụ thuộc vào số lượng các liên kết hoá học: - Liên kết no, không no, cấu trúc mạch thẳng, mạch vòng. - Trị số năng lượng của liên kết hoá học khoảng 3kcal/mol - Liên kết cao năng khoảng 6 – 12 kcal/mol. 209.

(210) - Liên kết cao năng xuất hiện giữa các nguyên tố không cùng loại trong một hợp chất: (O – P, N – P, O – S). -Sự giải phóng năng lượng đi kèm theo sự phosphoryl hóa nghĩa là: - Năng lượng được giải phóng ra - Cố định lại ở liên kết este với axit H3PO4 trong phân tử ATP gọi là liên kết cao năng + Cơ thể chỉ sử dụng được dạng năng lượng này trực tiếp vào hoạt động sống 210.

(211) Bảng: Một số hợp chất cao năng Các kiểu liên kết. Anhyđritphosphoric (pyrophosphat) (O – P). Amidinphosphat (Guanidinphosphat) (N – P) Thioeste (C – S). Hợp chất. ΔG0kcal/mol. Nucleositđiphosphat NDP ↔ NMP + Pi (-7) ADP, GDP, XDP, UDP (ít xảy ra trong trao đổi chất tế bào) Nucleosittriphosphat NTP ↔ NDP + Pi (-7) ATP, GTP, CTP, UTP NDP ↔ NMP + PP (8) i Creatin phosphat. Creatin phosphat ↔ Creatin + Pi (10,3). Arginin phosphat. Arginin phosphat ↔ Arginin + P1 (-10,5). Acetyl – CoA Acyl - CoA. Acetyl – CoA ↔ CoA + SH + Acetat (8,0) 211.

(212) NH2 Lk anhyđritphosphoric. N. TULIEUSOANGIANG\LKATP.c3xml O HO. P O. O O. P O. N. O O. P. O. CH 2 H. O H. Lk phosphoeste OH. N. N. O H H OH. - Phản ứng thuỷ phân liên kết cao năng: ATP + H2O ↔ ADP + H3PO4 ΔG0 = -7,3kcal/mol ATP + H2O ↔ AMP + H3PO4 ΔG0 = -8,0kcal/mol - Trong tế bào ATP có thể chuyển thành năng lượng cho các hợp chất cao năng. 212.

(213) ATP + GDP ↔ ADP + GTP; ATP + GDP ↔ ADP + CTP ATP + UDP ↔ ADP + UTP ATP được gọi là “đồng tiền năng lượng” 8.III. OXI HOÁ KHỬ TRONG SINH HỌC 8.III.1. KHÁI NIỆM OXI HOÁ KHỬ - Là quá trình đốt cháy từ từ các chất hữu cơ G, L, P,.. tạo thành các sản phẩm CO2, H2O, NH3,.. - Giải phóng năng lượng tích luỹ trong các hợp chất cao năng (ATP) - Đốt cháy trong điều kiện có hoặc không có oxi không khí. 213.

(214) - Ở điều kiện không có oxi không khí là sự hô hấp kị khí. -Nếu điều kiện có oxi không khí là sự hô hấp hiếu khí. - Quá trình hô hấp hiếu khí ở tế bào eukaryot diễn ra trong ti thể tạo CO2, H2O và ATP - Quá trình oxi hoá khử sinh học gồm: + Một chuỗi liên hợp các phản ứng tách hiđro và electron. + Từ cơ chất bị oxi hoá đến cơ chất bị khử. - Các enzym vận chuyển hiđrô 214.

(215) - Là các đehiđrogenaza có coenzym NAD+, NADP+, FAD, FMN, CoQ,… - Đây là quá trình trao đổi electron + Quá trình oxi hoá là cho electron + Quá trình khử nhận electron + Xảy ra liên tục xen kẽ nhau tạo nên thế oxi hoá khử. - Electron được vận chuyển theo nguyên tắc + Từ chất có thế oxh – kh thấp + Đến chất có thế oxh – kh cao hơn 8.III.2. SỰ PHOSPHORYL HÓA – OXI HÓA - Sự vận chuyển H và e từ chất này sang chất khác 215.

(216) + Từ nơi có thế oxi hóa khử thấp + Đến nới có thế oxi hóa khử cao + Kèm theo sự giải phóng năng lượng + Tập trung ở các liên kết cao năng của ATP. Quá trình tổng hợp ATP từ ADP và phosphat vô cơ kèm theo sự oxi hóa các hợp chất hữu cơ được gọi là sự phosphoryl hóa. ADP + H3PO4 + Q → ATP + H2O -Sự phosphoryl hóa là con đường duy nhất để sử dụng năng lượng thoát ra của quá trình oxi hóa sinh học. 216.

(217) - Có hai loại phosphotyl hóa: + Sự phosphoryl - oxi hóa trong dãy cơ chất: + Khi H tách ra khỏi cơ chất thì hình thành 1 một liên kết cao năng cho ATP + Sự phosphoryl - oxi hóa trong dãy hô hấp - Nếu mạch hô hấp bất đầu từ NADH2 thì tổng hợp được 3ATP - Nếu mạch hô hấp bắt đầu từ FADH2 thì tổng hợp được 2ATPb - Quá trình phosphoryl – oxi hóa trong chuỗi hô hấp diễn ra như: - Có 3 con đường tạo ATP: 217.

(218) + Do hô hấp ở ti thể thông qua chuỗi xytocrom + Tạo ATP từ các hợp chất cao năng khác nhau. + Cơ chất chứa liên kết cao năng. Creatinphosphat + ADP → Cretatin Trong quá trình quang hợp: - Q ánh sáng mặt trời, - Q trong các liên kết hóa học tổng hợp nên liên kết cao năng Vai trò của ATP + Vừa là chất tích lũy năng lượng + Vừa là chất cung cấp năng lượng trực tiếp cho mọi hoạt động sống của cơ thể 218.

(219) -ATP còn có thể hoạt hóa các chất. - Chuyển hóa năng lượng dạng tĩnh của các liên kết hóa học thành năng lượng dạng động + Năng lượng kích thích các phân tử + Làm cho các phân tử có thể phản ứng với nhau. Chương 9: TRAO ĐỔI GLUXIT (5 tiết) Mục tiêu Nắm vững các con đường “đốt cháy” glucoza trong tế bào Hiểu nguyên lí cơ bản của quá trình phân giải, đi, polisaccarit. Vai trò của gluxit là “kho dự trữ” năng lượng và 219 chất trao đổi trung gian trong các quá trình trao.

(220) đổi chất của tế bào - Nắm được các phương thức sử dụng acetyl-CoA của thực vật, động vật thông qua chu trình axit citric, glyoxylic - Tính chất đặc trưng của kiểu trao đổi chất hiếu khí và kị khí 9.I. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ TRAO ĐỔI GLUXIT Có vai trò đặc biệt quan trọng đối với cơ thể sống + Là nguồn cung cấp năng lượng + Các chất trao đổi trung gian + Sinh tổng hợp các hợp chất khác nhau + Các tế bào, cơ thể, như lipit, protein, polisaccarit 220.

(221) + Quá trình phân giải và tổng hợp mono, đi, polisaccarit 9.II. PHÂN GIẢI GLUXIT 9.II.1. PHÂN GIảI POLISACCARIT VÀ ĐISACCARIT - Tinh bột, glicogen, saccaroza, mantoza, lactoza - Nguồn thức ăn phổ biến của người, động vật - Kho dự trữ cung cấp glucoza - Cho các quá trình trao đổi chất - Trao đổi năng lượng đảm bảo mọi hoạt động sống diễn ra bình thường. Ví dụ: Phân giải glicogen trong quá trình: + Co cơ của người, động vật 221.

(222) + Hạt nảy mầm + Quá trình thuỷ phân tinh bột,… - THỦY PHÂN - Tác dụng phức hợp của enzym + H2O tham gia - Các liên kết 1,4- glucozit có khoảng 95% thuỷ phân + Tạo thành phân tử đextrin có cấu trúc phân nhánh, một ít mantoza, glucoza. - Quá trình thuỷ phân tinh xảy ra theo sơ đồ sau: n1 Dextrin (C6H10O5)n + H2O. a, b-Amylaza glucoamilaza. Amilo-1-6 -glucosidaza n2 Mantoza a-Glucosidaza n - Glucoza. 222.

(223) Saccaroza + H2O Mantoza + H2O Lactoza + H2O. Saccaroza. Glucoza + Fructoza 2Glucoza Galactoza + Glucozơ. 223.

(224) II. SƯ TRAO ĐỔI SACCARIT. (C6H10O5)n + H2O. amilaza. CO2 + H2O. nC6H12O6. § êng ph©n. CT-CREBS. N¡NG L¦¥NG Q. CH3 - CO - COOH Men r îu. C2H5OH. Men giÊm CH COOH 3. CH3 - CHOH - COOH. 224.

(225) 10.6.2 CHU TRÌNH ACID CITIC 10.6.2.1 SỰ BIÊN ĐỔI PYRUVATE THANH ACETYL CoA. 225.

(226) 226.

(227) 10.6.2.2. CÁC PHẢN ỨNG QUAN TRỌNG CỦA CHU TRÌNH ACID CITRIC.. 227.

(228) 228.

(229) Chu trình Kreb. 229.

(230) a. PHA HOÀN TRẢ CỦA GLYCOLYSIS.. 230.

(231) Chương 10: TRAO ĐỔI LIPIT (3 tiết) Mục tiêu: -Hiểu được quá trình trao đổi dầu mỡ trung tính trong cơ thể sinh vật. Nguồn năng lượng tiêu thụ, dự trữ và sản sinh trong quá trình này - Đường hướng phân giải, tổng hợp các cấu tử cơ bản: axit béo, tryaxyl glixerol. - Quá trình trao đổi photspholipit, một thành phần quan trọng của màng sinh học. - Quá trình trao đổi steroit và sterol - Sự phân giải steroit và sterol. Quá trình hình thành hợp chất trung gian sqaulen. 231.

(232) I. TRAO ĐỔI DẦU, MỠ TRUNG TÍNH (TRIAXYL GLYXEROL) I.1. PHÂN GiẢI DẦU MỠ TRUNG TÍNH. 3H2O CH2 CH CH2. O COR1 O O. COR 2 COR 3. Tryaglixerol. Phospholipaza 3H2O. R1COOH C3H5(OH)3 + R2COOH Glixerol. R3COOH Các axit béo 232.

(233) I.1.1. SỰ CHUYỂN HÓA GLIXEROL. Tinh bôt Dehidrogenaza Phospho dioxyaxeto Glixerol Glixerophosphat NAD+ NADH + H+ ATP ADP Q. calo H2O Chu trinh Krebs. CO2. Andolaza. Fructozo 1, 6-diphosphat. Andehitphospho glixeric. Khu Cacboxyl hoa San pham bang cach oxy hóa Axit Pyruvic trung gian Axetyl CoA. CO2, NADH2, FADH2 NAD+, FAD, CoASH 233.

(234) I.1.2. PHÂN GIẢI AXIT BÉO THEO ĐƯỜNG HƯỚNG β-OXY HÓA. a. SỰ VẬN CHUYỂN VÀ HOẠT HÓA AXIT BÉO: - Triaxyl glixerol khuếch tán vào lớp tế bào biểu mô năm trên màng nhầy của ruột non. Ví dụ: Hạt nảy mầm dự trữ nhiều triaxyl glixerol. + Giai đoạn nảy mầm thủy phân giải phóng ra axit béo. - Các axit béo bị phân giải theo đường hướng βoxi hóa Axit béo → Axyl CoA. ΔG = - 32,5 kJ/mol. Axit beo + CoASH. Axyl CoA synthetaza. Axyl CoA 234. ATP. AMP PPi.

(235) - Sau cùng axyl CoA chuyển sang CoA nằm trong ti thể nhờ enzym carnitin axyl tranaferaza b. QUÁ TRÌNH β-OXI HÓA AXIT BÉO (Cβ) - β-oxy hóa axit béo bão hòa gồm 4 phản ứng: + Oxy hóa axyl CoA với xúc tác axyl CoA ddehidrogenaza tạo ra axyl CoA chưa bão hòa (liên kết đôi (Cα và Cβ). + Hidrat hóa axyl CoA chưa bão hòa tạo ra β-hidroxyaxyl CoA (nhờ xúc tác của enzym enoyl-CoA hidrataza. + β-hidroxy-axyl CoA bị oxi hóa bởi enzym β-hidroxyaxyl CoA đehyđrogenaza tạo thành β-xetoaxyl CoA. + Tách axyl CoA khi có sự tham gia của một phân tử CoA khác và enzym β-xetoaxyl CoA thiolaza. 235.

(236) - Sơ đồ β-oxy hóa axit béo bão hòa: O. 16. b. a. C. .... SCoA FAD FADH 2. Axyl CoA d ehidrogenaza. O. 16. b. C. .... SCoA +H 2O. H. 16. a. b. OH a. Enoyl-CoA hidra taza. O C. SCoA NAD+. .... b -hidroxy axyl CoA dehidrogenaza. NADH + H+ O. O. 16. a .... C. b. CoASH+. O b. 16. .... SCoA. a. C. b -XetoaxylCoA thiolaza + CH 3CO - SCoA. 236. SCoA Chu trình Krebs.

(237) -β-oxy hóa axit béo bão hòa sẽ nhân được: Panmitoyl – CoA + 7CoA + 7FAD + 7H2O → 8Axetyl CoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H+. 1FADH2 = 2ATP; 1NADH2 = 3ATP -Mỗi vòng β-oxy hóa tạo ra 5ATP, vậy 7 vòng sẽ có 35ATP. - Một phân tử axetyl – CoA đi vào chu trình Krebs tạo ra 3NADH2, 1FADH2, 1ATP toàn bộ 12ATP. Vậy 8 AxetylCoA bị oxi hóa tạo thành 96 ATP. - Năng lượng hình trong quá trình β-oxy hóa panmitoylCoA tạo ra 131 ATP trừ 1ATP còn lại 130 ATP. - Là lí do dự trữ năng lượng của lipit. giải - Phản ứng oxi hóa axit Panmitic thành CO2 và H2O 237 phóng khoảng 9800kJ/mol..

(238) - 1ATP = 30,5kJ/mol. Vậy 130ATP có 3.965kJ/mol. Sơ đồ β-oxy hóa axit béo chưa bão hòa có 1 liên kết đôi O. C. .... OH. CoASH, ATP Olexyl CoA synthetaza AMP + PPi O C SCoA Oleoyl CoA. ...   oxy hoa 3 vong H. 3axetyl CoA O. H. C .... Oleoyl - CoA synthetaza. SCoA. Cis-  Dodecenoyl - CoA Enonyl -CoA izomeraza H. O C. .... SCoA. Tran-  Dodecenoyl - CoA H. OH. Enonyl hidrataza O C. SCoA. Oxy hoa 5 vong. ...   Hydroxydecanoyl - CoA. 238 6 axetyl - CoA.

(239) 1.2. TỔNG HỢP DẦU MỞ TRUNG TÍNH: a. TỔNG HỢP AXIT BÉO: - Nguyên liệu để tổng hợp axit béo là axyltyl – CoA. - Phản ứng tổng hợp malonyl – CoA từ axetyl – CoA và CO2 từ HCO3Do enzym axetyl – CoA cacboxylaza xúc tác. Sơ đồ tổng hợp malonyl-CoA O. O. C. ADP + Pi NH. HN. HCO3-. S. ATP. C N. HN. O. O C O Axetyl -CoA Trans-cacboxylaza. H 2C. C. COOH + O C. S. NH. HN. Protein mang biolin. Protein mang biolin. SCoA. HS. 239.

(240) -Malonyl – CoA là tiền chất của quá trình tổng hợp axit béo qua 5 giai đoạn sau nhờ xúc tác của hệ phức enzym: Giai đoạn 1: - Chuyển axetyl-CoA lên nhóm SHACP của enzym XS.. CH3 CO. SCoA + HS - ACP. AT. CH3 CO. SACP. CH2 CO. SACP. CoASH ChuyÓn malonyl - CoA lªn nhãm SH cña enzym MT CH3 CO. SCoA + HS - ACP. AT. CoASH COOH. 240.

(241) Giai đoạn 2: - Phản ứng trùng ngưng axetyl và malonyl –ACP tạo thành β-axeto axetyl-ACP.. CH3 CO SACP + CH2CO - SACP. XS. CH3 CO CH2 CO SACP. CO2, SH-ACP. COOH. Giai đoạn 3:- β-axeto axtyl – ACP bị khử tạo thành β-hidroxybutyryl-ACP nhờ enzym βxetoaxyl-ACP reductaza xúc tác (XR).. CH3 CO CH2 CO SACP. XR. CH3 CHOH CH2 CO SACP + + NADPH+H NADP 241.

(242) Giai đoạn 4: Loại nước ra khỏi β-hidroxybutyrylACP tạo thành crotonyl-ACP, với sự xúc tác của β-hidroxy-ACP dehidrataza (HD). CH3. CHOH. CH2. CO. SACP. HD. CH3. CH. CH. CO. SACP. H2O. Giai đoạn 5: Crotonyl-ACP bị khử thành butyrylACP nhờ xúc tác của enzym enoyl-ACP reductaza (ER). CH3. CH. CH. CO. SACP. ER. CH3. CH2. CH2. CO. SACP. NADPH + H + NADP 242.

(243) Ví dụ: Quá trình tổng hợp axit panmitic theo phương trình tổng quát sau: 8Axetyl-CoA + 7ATP + 14NADPH + 14H+ ↓ Axit panmitic + 8CoASH + 6H2O + 7ADP + 7Pi + 14NADP+ 243.

(244) Sơ đồ sinh tổng hợp axit béo: CH3. CO. ACP-SH. SCoA. CH3. SCoA. ATP, CO2. Transaxylaza. Axetyl-CoA cacboxylaza. CoA-SH CO SCoA CH3 Axetyl-ACP. ADP + Pi CO SCoA H2C Malonyl-CoA ACP-SH Malonyl transaxylaza. OOC. Synthetaza Transaxylaza ACP-SH CH3. CO. CoA-SH CO. S - synthelaza. OOC. CH2 CO Malonyl-ACP. CoA. Lap lai CO2.  Catoaxyl-ACP synthetaza CH3. CH3. CO. CH2. CH2. CH2. CO. + NADPH + H + NADP. SACP. CH3. CHOH. CH2. CO.  Xetoaxyl-ACP  3-hydroxybutyryl-ACP rductaza  3-hydroxyaxyl-ACP dehidolaza + HOH NAD NADH CO. Butyryl - ACP. SACP. CH3. CH. CH. CO. Crotonyl-ACP. SACP. SACP. 244.

(245) b. TỔNG HỢP TRIAXYL GLIXEROL: - Nguyên liêu chính là axylCoA và glixerol-3phosphat, Glixerol-3-phosphat hình thành theo 2 cách ADP ATP CH2 CH2OH-CHOH-CH2OH Kinaza Glixerol NAD+ NADH + H+ CH. OH O. Phosphodihidroxyaxeton. O. Dehydrogenaza. CH2. OH. P. OH. OH 245.

(246) II. TRAO ĐỔI PHOSPHOLIPIT. II.1. SỰ PHÂN GiẢI PHOSPHOLIPIT. - Xảy ra mạnh ở hạt, quả có dầu thực vật khi nảy mầm hoặc ở dạ dày, tá tràng của người và động vật, theo hương thủy phân với sự tham gia của enzym phospholipaza (A, B, C, D). Phospholipaza A CH2. O. CO. R1 Phospholipaza B. CH. O. CO. R2 PhospholipazaC. O CH2. O. P OH. O. X 246. Phospholipaza D.

(247) 2. TỔNG HỢP PHOSPHOLIPIT MÀNG + Tổng hợp sphingolipit gồm 4 giai đoạn: + Panmitoyl-CoA + Serin → β-Xetosphingamin. + β-Xetosphingamin + Axyl CoA → Xeramit. + Oxy hóa gốc panmitoyl trong phân tử xeramit → sphingosin + Ghép nối đầu phân cực vào gốc OH của sphingosin tạo ra các sphingolipit khác nhau (sphingomyelin, xerebrosit,…).. 247.

(248) III. TRAO ĐỔI STERO VÀ STEROL. III.1 PHÂN GiẢI STEROIT VÀ STEROL. - Các sterol hình thành từ các hợp chất trung gian mà thành phần cơ bản là steroit. - Khi thủy phân các steroit tạo thành sterol và các axit béo (nhờ enzym esteraza). -Các axit béo giải phóng tiếp tục đi vào quá trình β-oxy hóa tạo ra axetyl-CoA và năng lượng. - Có thể dùng để thể dùng để tổng hợp triaxyl glixerol.. 248.

(249) III. 2. TỔNG HỢP STEROIT VÀ STEROL. -Vật liệu khởi đầu là axetyl-CoA gồm 5 phản ứng: + Phản ứng 1: - Trùng hợp 2 phân tử axetyl-CoA thành axeto axetyl-CoA. CH3 CO SCoA. Thiolaza. CH3 CO CH2 CO SCoA. + Trùng ngưng tiếp một phân tử axetyl-CoA tạo ra β-hydroxy-β-methyl glutaryl–CoA (HMG-CoA). 249.

(250) CH3. CO. CH2. CO. SCoA + CH3. CO. SCoA. HMG-CoA synthetaza. CH3 O. C. CH2. O. C OH. CH2 CO S HMG-CoA. CoA. + Phản ứng 2: HMG-CoA bị khử tạo thành axit mevalonic nhờ enzym HMG-CoA reductaza. 2NADPH + H +2NADP+ + CoASH. CH3 O. C O. CH2. C OH. CH2. CO S CoA HMG-CoA CH3 O. C O. CH2. C OH. CH2. CH2 OH HMG-CoA. 250.

(251) + Phản ứng 3: - Axit mevalonic bị phosphoryl hóa 2 lần ở nhóm β-hydroxyl do enzym mevalonat kinaza xúc tác. ATP. CH3 O. C. CH2 C. O. ADP. CH2 CH2 OH Axit mmevalonic. OH. CH3 O. C. CH2 C. CH2 CH2 O P OH Phosphomevalovat OH OH. O ATP. ADP. CH3 O. C O. CH2 C OH. O CH2 CH2 O. O. P. O O. OH 5-PyoPhosphomevalovat. P. OH. OH. + Phản ứng 4: - Loại H2O và CO2 ra khỏi axit 5pyrophospho mevalonic tạo thành. - Δ3-izopentenyl pyrophosphat. 251.

(252) CH3 O. C O. CH2. C. O CH2. CH 2 O. P. O. OH. OH. ATP. O P. ADP + Pi. OH CO 2. OH. H2O. 5-Pyrophosphovalonic CH3 H2C. C. O CH2. CH 2 O. P. O O. OH  Izopentenyl Pyrophosphat. P. OH. OH. + Phản ứng 5: - Δ3-Izopentenyl pyrophosphat được đồng phân hóa để tạo thành đimethylally pyrophosphat. CH3 H2C. C. O CH2. CH2 O. P. OH 3 D -Izopentenyl Pyrophosphat. O O. P. OH. OH. O CH3. CH3. C. CH2 O C. P OH. H. O O. P. OH. OH 252.

(253) Chương 11: TRAO ĐỔI AXIT NUCLEIC (3 tiết). Mục tiêu: - Nắm được quá trình phân giải axit nucleic, sự thoái hóa các bazơ purin, pyrimidin. - Sinh tổng hợp các bazơ này. So sánh những điểm khác nhau cơ bản giữa 2 quá trình phân giải và sinh tổng hợp. - Hiểu được cơ chế sinh tổng hợp ADN, ARN ở tế bào prokaryot. phân biệt sự khác nhau giữa sinh tổng hợp và thoái hóa ADN, ARN. - Chứng minh mức độ hòa thiện của tế bào eukaryot trong quá trình sinh tổng hợp axit nucleic. 253.

(254) -Trao đổi axit nucleic diễn ra thường xuyên liên tục trong tế bào - ADN, ARN được tái tạo không ngừng. - Quá trình sinh tổng hợp ARN diễn ra liên tục thường xuyên + Liên quan đến quá trình trao đổi chất của tế bào -Quá trình trao đổi axit nucleic + Là quá trình phân giải tổng hợp. 254.

(255) I. PHÂN GIẢI AXIT NUCLEIC - Axit nucleic có nguồn gốc nội sinh + Trong thức ăn hàm lượng không đáng kể. - Dưới tác dụng của enzym nucleaza phosphodiesteraza axit nucleic phân giải thành các phân tử: 5’ - mononucleotit và 3’- mononucleotit. I.1. PHÂN GIẢI NUCLEOTIT PURIN. - Sơ đồ phân giải nucleotit purin:. 255.

(256) Adenylat + aminohydrotaza IMP IMP H2O NH3 H2O H2O. GMP H 2O 5'-nuclotidaza. Pi. Pi. Pi. NH3 H 2O Adenosin Inosin Adenylat + aminohydrotaza Pi. Guanosin Pi Purin nucleositphosphorylaza. Purinucleositphosphorylaza O. Robozo-1 P. N O 2 + H2O Xanthin oxydaza H2O 2. H 2N. N. H2O. N H. C. O. HN. XMP. N. HN. O HN. Ribozo-1-phospat H2O 5'-nucleotidaza. N N Guanin H Pi. NH 3 N Ribozo-1-phosphat HN. O. Pi Xanthosin H N O. O. N. N. H H Xanthin. O2 + H2O. H2O. O. N H. N H Axit uric. 246.

(257) - Ribozo-1-phosphat được tạo thành + Do enzym đồng phân hóa biến đổi thành phosphoribosyl pyrophosphat (PRPP) + Phản ứng xảy ra như sau: Ribozo-1-phosphatmutaza Ribozo-1-phosphat PRPP - Sơ đồ phân giải axit Uric O. H. H O. N. HN. O O. N N H H Axit Uric. NH2. Uratoxydaza. O 2H 2O + O 2 CO2 + H 2O. N H. N O H Alantoinaza NH2. 2NH3 Ureaza. H2O. H2O. N. H2O. C 2NH2 C O. NH2 Axit glioxylic. O H2O. N H. COOH. NH 2. CH. C N H. O. 247.

(258) I.2. PHÂN GiẢI NUCLEOTIT PYRIMIDIN. -Diễn ra chủ yếu ở gan, mô động vật, thực vật, vi khuẩn và nấm men - Các nucleotit pyrimidin bị khử amin, phosphoryl hóa, hydrat hóa + Sản phẩm cuối cùng β-alanin, CO2, NH3, βaminoizo-butyric. H2O. NH4+. H2O. Pi. Pi. P Deoxyribozo-1. dCMP. NH3 H2O. H2O  -Ureidopropionic CO2.  -Ureidopropionaza (E6). Uracil. Dihydrouracyl dehydrogenaza (E4). dUMP 2'-Deoxyuridin Cytidin 5'-Nucleotidaza (E2) Nucleosit deaminaza (E1) phosphorylaza (E3). Hydropyrimidin hydraza (E5). NADPH + H +. NADP+. Dihydrouracil 248.

(259) H2O. Pi. dTMP E2. NADPH + H +NADP+ P Deoxyribozo -1. Pi 2'-Deoxythimidin. E3. Thymin. E4. H2O  -Aminoizobutyric. Dihydrothymin. E5. H2O.  -Ureidoisobutyric E6. -Sơ đồ phân giải nucleotit pyrimidin. II. TỔNG HỢP AXIT NUCLEIC II.1. SINH TỔNG HỢP NUCLEIC. II.1.1. SINH TỔNG HỢP NUCLEOTIT PURIN: - Dùng nguyên tử đánh dấu C14, N15 + Xác định các nguyên tử C, N tạo thành vòng purin theo sơ đồ sau: 249 Nguồn gốc các nguyên tử vòng purin.

(260) CO2. H Axit aspatic N10. f omyl H tetrahydrof olic. 7. C6. 1. N. 5. C. 8. 2. C. Glycin. N. 3. N. 4. C 9. C. H. N 10 fomyltetrahydrofolic. N H. - Sinh tổng hợp nucleotit purin → quá trình Hình thành IMP → AMP, GMP a. SINH TỔNG HỢP IMP (AXIT INOZINIC): - Gồm hai pha tổng hợp: + 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphat + Vòng puryl trên phân tử riboso-5’-phosphat.250.

(261) - Pha 1: Tổng hợp PRPP. Phản ứng gắn nhóm pyrophosphat của ATP vào C1 của riboso-5’phosphat dưới tác dụng của phosphorybosyl pyrophosphat synthetaza (E1) O. O HO. P. O. HO. O. H2C. E1. OH. OH OH.  D-Ribozo-5 - P. OH. P. O. H2C. O O. OH. Mg2+ ATP AMP. O OH. P. OH. O. O. P. OH. 5-phosphoribosyl-1-pyrophosphat OH (PRPP). - Pha 2: Tổng hợp vòng purin trên phân tử ribozo-5’-phosphat. - Các phản ứng hình thành vòng imidasol và pyrimidinTULIEUSOANGIANG\PRPP-1.c3xml. OH. 251.

(262) - Sơ đồ phản ứng tổng hợp vòng imidasol và axit inosinic (IMP) O HO. P. O. O. H2C. OH. O. P. OH. O. O. P. O. OH. NH. CH2. H C. NH. O. E1. C O. O. H 2C. OH 5'-phospho- ribosylamin. OH. H. Ribozo - p (3). OH GLl. (2). O. PP NH2 CH2 C NH Ribozo - p 5'-phosphoribosylglicilamit. 5'-phosphoribosyl Tetrahydro N 10-f omin f omilglicilamit f olat tetrahydrofolic ATP, GLn. H N. C. (4). ADP + Pi, GLu H. P. NH2. O. OH. OH C. HO. (1). O. 5-phosphoribosyl -1-pyrophosphat OH (PRPP). O. Gln Glu PP. NH. CH2. C NH. H NH. Ribozo - p. N. C. Ribozo - p. (5). C H2O. NH2 5'-Amino imidasol ribonocleotit. 252.

(263) (Tiếp theo) H N H. N. CO2. C N. C. HOOC. (6). 5'-Amino imidasol ribonocleotit. O HN. C. HC. C N H 2O. O. N. C. O C. H. N. C N. C. H2N. C O. C. N. C. C N. C. HN H 2N C. Ribozo -p. Ribozo -p. CH CH 2 COOH COOH 5-Amino imidasol-4-N -succinatcacboxamit ribonucleotit COOH. N CH Axit Inosinic (IMP) N Ribozo - P. N. Asp, ATP ADP + Pi. NH 2 5-Amino imidasol-4-cacboxylic ribonucleotit. NH 2. C. C. C. Ribozo -p. C. H. H. CH 10 Tetrahydro N fomyltetra hydrof omat f olat O. Ribozo - p. H2N. C. H N. C N. C. CH COOH Ribozo - p. C H. H 5-Fomamido Imidasol-4cacbonxamit ribonucleolit. NH2 5-Amino imidasol-4-cacbonxamit ribonucleotit. 253.

(264) B. BiẾN ĐỔI IMP THÀNH AMP, GMP -Tổng hợp AMP: Phản ứng xảy ra ở nguyên tử O của nhóm C=O (C6) vòng purin của axit inosinic. + Thay thế bằng (-NH2) của axit aspartic + Với sự tham gia của GTP + Tạo thành sản phẩm trung gian + Axit fumaric được tách ra + Axit adenylosuccinic thành axit adenylic (AMP). -Tổng hợp GMP: Axit inosinic bị oxi hóa + Thành axit xanthylic sau đó nguyên tử nguyên tử O của nhóm C=O (C6) + Thay thế bằng nhóm (-NH2), của glutamin 254.

(265) + Năng lượng của 2 liên kết cao năng ATP. - Sơ đồ phản ứng sau: Axit fumaric Asp. Axit Inosinic. Axit adenylosuccinic GTP GDP + Pi. Axit Inosinic (IMP). Axit ademilic. GLn. GLu. Axit xanthylic (XMP). NAD+ NADH + H+. Axit guanilic (GMP). ATP. AMP, PP. II.1.2. SINH TỔNG HỞP NUCLEOTIT PYRIMIDIN: - Nguồn gốc các nguyên tử của vòng pyrimidin theo sơ đồ sau: Axit aspartic C N 3. 4. 5 C. Cacbamylphosphat C 2. 6 1. N. C. Axit aspartic. 255.

(266) a. Sinh tổng hợp ribonucleotit pyrimidin. Gồm 2 giai đoạn: - Giai đoạn 1: - Hình thành vòng pyrimidin + Phản ứng tổng hợp cacbamylphosphat (E1+ 2ATM) -. Glutamin + HCO3. E1. 2ATP. Axit glutamic + Cacbamyl - P 2ADP. + Phản ứng tổng hợp cacbamyl aspartic O NH2. C. O. Cacbamylphospat. P OH. O. COOH. O OH + NH2. CH CH2 COOH Axit aspatic. E2. NH2. C. HOOC. NH CH. N-Cacbamyl aspartic. CH2 COOH 256.

(267) - Phản ứng tạo vòng pyrimmidin từ N-Cacbamyl aspartic O. HO. O. C NH2. CH2. C. CH. O. C O. HN. Dihydro orotaza. C. N. OH. C H. O. H2O. H N-cacbamyl aspartic. O. C. N. OH. C HN. CH2 CH N. CH. O. C. C. O. H Dihydro orotic. O HN. CH2. O C. Dihydro orotaza Dehydrogenaza. OH. H Dihydro orotic. NAD+. CH. C O. NADH + H+. C. O C. N. OH. H Axit orotic 257.

(268) - Giai đoạn 2: + Sự tạo thành nucleotit pyrimidin từ ribozophosphat gắn vào vòng pyrimidin. O O. C. C HN. CH. C O. O. C. E1. C. N. HO. OH. H Axit orotic O. PRPP. HN. HO. P. OH O. O. CH 2. C N. OH. O. CH 2. C. O. C. C. N O. OH. O C. HO. OH E2. O. OH O. CH. OH Axit orodylic (OMP) O. CH. C. P. PPi. C O. HN. O. C. OH O P. OH O. O. CH 2. Axit orodylic (OMP). OH. TULIEUSOANGIANG\NCLOTITPYRIMID-1.c3xml. HN. CH. C. CH N. O. OH. OH. 258.

(269) -Phản ứng tạo thành UTP: UMP + ATP → UDP + ADP UDP + ATP → UTP + ADP O. HN O P P P OCH 2. NH2. HN N. O. OH OH. O. CTP synthetaza P P P. Gutamin + ATP Gutamat + ADP + Pi. OCH 2. N O. OH OH. Ghi chú: Ở động vật có vú (-NH2) của glutamin,259 Ecol, NH4+ tham gia vào phản ứng amin hóa..

(270) b. SINH TỔNG HỢP DEOXYRIBONUCLEOTIT. - Khử ribonucleosit đi hoặc tri phosphat theo phản ứng sau: O. O. Baz¬ nit¬. HO P O P O CH2 O OH. OH H OH OH. O. O. Baz ¬ nit¬. Ribonucleosit HO P O P O CH 2 O reductaza OH OH + NADPH + H NADP+ + H2O. OH OH. -Phản ứng tổng hợp deoxyribonucleotit chịu tác dụng một hệ thống enzym theo sơ đồ sau: TULIEUSOANGIANG\THDOXIRIBO-1.c3xml. 260.

(271) Ribonucleosit diphosphat Ribonucleotit reductaza (ADP, GDP, UDP, CDP) Thioredoxin HS. SH. Deoxyribonucleosit-di- P (dADP, dGDP, dUDP, dCDP. Thioredoxin S. S. Thioredoxin NADP+ reductaza NADPH + H+. - Sinh tổng hợp deoxythymidylic (dTMP) Deoxyuridylic (dUMP) bị methyl hóa thành deoxythymidylic (dTMP) dưới tác dụng của thymidilat synthetaza:. 261.

(272) O. O HN. HN O P O CH2. O. N O. Thymidylat synthetaza 5,10-Methyl tetrahydrof olat. P O CH2. CH 3. N O. Dihydrofolat. OH dUMP. OH dTMP. - Phản ứng phosphoryl hóa dTMP thành dTTP dưới tác dụng của phosphotransferaza: dTMP + ATP → dTDP + ADP dTDP + ATP → dTTP + ADP TULIEUSOANGIANG\Untitled-1.c3xml. 256.

(273) II.2. SINH TỔNG HỢP AXIT NUCLEIC (ADN, ARN) II.2.1. SINH TỔNG HỢP ADN (TÁI BẢN REPLICATION). CƠ CHẾ BÁN BẢO TỒN. - Tổng hợp theo cơ chế nhân đôi: + Từ 1 phân tử AND tổng hợp 2 phân tử AND mới. + Cấu tạo một mạch cũ và một mạch mới. a. SINH TỔNG HỢP ADN Ở TẾ BÀO PROKARYOT - Quá trình tổng hợp ADN cần một số điều kiện như sau: + Có khuôn mẫu ADN + ARN mồi 256.

(274) + 4 loại deoxyribonucleosit-5’-triphosphat (ATP, dGTP, dCTP, dTTP); Mg2+, ADN-polymeraza, một số nhân tố có bản chất protein. d(NMP)n + A. G. dNTP. Khu«n mÉu ADN Mg2+, ADN-polymeraza A. C dGTP. P 5'. d(NMP)n + 1 + PPi G. C. G. PP. P. P. OH. P. P. OH. 5' A dTTP. G. C. T. G. PP P 5'. P. P. P. OH. 257.

(275) b. Sinh tổng hợp ADN ở tế bào eukaryot. -Tương tự tế bào prokaryot: - Nhưng phức tạp hơn. - Tốc độ sao chép chậm hơn. II.2.2. SINH TỔNG HỢP ARN (PHIÊN MÃ: TRANSRIPTION) - Diễn ra hầu hết các loại tế bào (trừ một vài loại virut) - Chỉ sử dụng một trong hai sợi ADN làm khuôn mẫu. - Nguyên liệu sinh tổng hợp ARN gồm 4 loại ribonucleotit (ATP, GTP, CTP, UTP), enzym xúc tác là AND-polymeraza, Mg2+. 259.

(276) a. SINH TỔNG HỢP ARN Ở TẾ BÀO PROKARYOT - Enzym xúc tác cho quá trình tổng hợp ARN là ARN-polymeraza phụ thuộc vào ADN (transriptaza) - Sinh tổng hợp ARN ở vi khuẩn E.coli - Các giai đoạn của quá trình sinh tổng hợp ARN + Giai đoạn mở đầu: AMP ATP GTP CTP. GMP ADN khu«n mÉu ARN polymeraza (Mg2+). +. 4PPi. CMP. UTP UMP 272.

(277) + Giai đoạn kéo dài chuỗi và giai đoạn kết thúc. G hoÆc A. P P P. X. P. 3' G hoÆc A X. X. P P P. 3' OH. PPi. yTP. Y. P P P. X. zTP. PPi. P P P. 3' OH. P Y. P. Z. P. OH 273.

(278) B. SINH TỔNG HỢP ARN Ở TẾ BÀO EUKARYOT - Cũng tương tự như ở tế bào prokaryot + Có độ chính xác cao + Có cơ chế bảo vệ. Hết chương 11.. 274.

(279) Chương 12: TRAO ĐỔI PROTEIN (5 tiết) Mục tiêu: - Cần nhận rõ quá trình trao đổi protein là quá trình cốt lõi trong toàn bộ quá trình trao đổi chất. - Hướng phân giải protein, axit amin, chuyển hóa axit amin trong cơ thể sinh vật. - Sinh tổng hợp axit amin ở cơ thể thực vật. Biết phân biệt sự khác nhau chủ yếu giữa các cơ thể người, động vật, thực vật. - Các yếu tố chính, các giai đoạn của quá trình tổng hợp protein. - Phân biệt mục đích, phương thức điều hòa biểu hiên của gen ở tế bào prokaryot và eukaryot. Diễn biến của qua trình này ở các cơ thể trên. 262.

(280) 12.I. PHÂN GIẢI PROTEIN - Diễn ra không ngừng trong cơ thể sinh vật. + Protein phân giải thành axit amin + Tái tạo lại protein ở các mô và tế bào. 12.I.1. CÁC HƯỚNG PHÂN GiẢI PROTEIN - Diễn ra theo 2 hướng: + Thủy phân protein thành các axit amin Protein. Proteaza (peptit hydrolaza) (n + 1)HOH. Axit Amin. - Exopeptidaza xúc tác làm đứt các liên kết peptit ở đầu mạch. H2N. CH. CO. R1 Aminopeptidaza. NH. CO. NH. CH. COOH. R1 Cacboxy peptidaza. 263.

(281) 12.I.2. PHÂN GiẢI PROTEIN ĐỂ TẠO THÀNH NUCLEOTITPEPTIT Protein. Enzym đặc hiệu ATP. PPi. Axit AMP - peptit + (Polypeptit)n - 1 Nucleotipeptit. 12.II. PHÂN GIẢI CÁC AXIT AMIN - Cơ thể người động vật: + Các axit amin và peptit đơn giản được hấp thụ ở ruột non → máu đến gan tổng hợp albumin + Chuyển vào các mô, tế bào → tổng hợp các protein đặc hiệu (tyrosin, globulin,..). + Trong ruột non vi khuẩn phân giải các axit amin thành amin, các axit béo,… 264 - Thực vật axit amin tạo thành theo những hướng khác.

(282) + Cơ bản làm nguyên liệu tổng hợp protein, một phần chịu những biến đổi khác. 12.II.1. CÁC PHẢN ỨNG THEO NHÓM α-NH2 -Là phản ứng phân giải các axit amin thành NH3, CO2, H2O, Q. - Xảy ra theo 4 hướng cơ bản: + Khử amin hóa bằng phương pháp thủy phân. H2N. CH COOH R. Hydrolaza HOH. HO NH3. CH COOH R Hydroxy axit 265.

(283) + Khử amin hóa bằng enzym dehydrogenaza (NAD(P) + H+ Hydroxy axit H2N. CH R. COOH. Dehydrogenaza. R. NAD(P) + H+ NAD(P), NH 3. CH 2 COOH Axit H÷u c¬. + Khử amin hóa bằng cách oxi hóa: H2N. CH R. COOH. Oxydaza. 1/ 2O2 + H 2O. R NH 3. CO COOH Xetoaxit 267.

(284) + Khử amin hóa bằng cách chuyển hóa nội phân tử R. CH2. CH. COOH. NH2. Oxydaza. R. CH. CH. COOH. NH3. 13.II.2. CÁC PHẢN ỨNG THEO NHÓM - COOH - Có thể diễn ra theo 2 hướng: + Khử hóa axit amin theo sơ đồ sau: H2N. CH R. COOH. Decacboxylaza CO 2. R. CH2 Amin. NH 2. 267.

(285) + Tiếp tục oxi hóa dưới tác của enzym oxidaza R. H 2N. CH2 Amin. CH2 R. Monoaminoxydaza. NH 2. H2O, O2 CH2. CHO. +. NH3. H2O2 Diaminoxydaza. NH 2. Diamin. R. H2O, O2. NH2. CH2 R. CHO + NH3. H2O 2. + Phản ứng tạo phức aminoacyladenylat H2N. CH R. COOH. Synthetaza ATP. PPi. H2N. CH. COO. ATP. R. + Axit amin hoạt hóa hơn và có thể dễ dàng liên 268 kết với ARNt để vận chuyển đến ribosom.

(286) 12.II.3. CÁC PHẢN ỨNG LIÊN QUAN ĐẾN GỐC R + Rất đa dạng và vô cùng phong phú + Quan trọng nhất là các phản ứng biến đổi các axit amin thành các axit khác. + Một số phản ứng chính - Phản ứng oxy hóa gốc R: OH. Phenylalanin oxydaza + [O] H 2C. CH. COOH. NH 2 Phenylalanin. TULIEUSOANGIANG\PUGOCR-1.c3xml. Tyrosin H 2C. CH. COOH. NH 2 269.

(287) - Phản ứng thủy phân gốc R: HOH NH2 C. (CH2) 3 CH. COOH. Arginaza. H2N. (CH2)3 CH NH2. NH2. NH. COOH + (NH2)2CO. - Phản ứng oxi hóa khử gốc R chứa lưu huỳnh. CH2. SH. 2 CH. NH2. COOH. NAD+. NADH2 CH 2. Cystein reductaza NAD+. NADH + 2. CH COOH. S NH2. S. CH2 CH. NH2. COOH 270.

(288) - Phản ứng loại trừ nhóm axetaldehit. HO. CH CH. CH3 NH2. CH3CHO CH 2. COOH. NH 2. Glicin. COOH 13.II.4. CÁC CHUYỂN HÓA CỦA AXIT AMIN - Ở người sự chuyển hóa các axit amin chỉ tạo ra 10 – 15% năng lượng cần thiết.. 271.

(289) - Sơ đồ chuyển hóa các axit amin liên quan đến chu trình Krebs Arginin Glutamat. Leucin Lysin Phenylalanin Tryptophan Tyrosin Chu trinh Krebs. Glutamin Histidin Prolin. Isoleucin Methionin Threonin Valin. Acetoacetyl-CoA Citrat. Phenylalanin Tyrosin. Acetyl-CoA. Isoleucin Leucin Tryptophan Pyruvat. Alanin Cystein Glycin Serin Tryptophan. Asparagin aspartat. 272.

(290) 12.II. SINH TỔNG HỢP PROTEIN 12.II.1. SINH TỔNG HỢP AXIT AMIN - Người, động vật không thể tổng hợp được đa số axit amin + Mà phải lấy từ thức ăn thực vật. - Một số axit amin tổng hợp từ các chất hữu cơ Khác. + Tiến hành ở gan do enzym amino transferaza xúc tác + Theo hướng amin hóa các xetoaxit.. 273.

(291) 12.II.1.1. QUÁ TRÌNH KHỬ NO3Ở thực vật diễn ra qua 2 giai đoạn.. 2H+, 2e NO3-. 6H+, 6e. H2O. Nitrat reductaza. NO2. 2H2O. -. Nitrit reductaza. NH4+. NAD(P)H, H+ NAD(P)+ Ferredoxin khu Ferredoxin khu + + NAD(P)H, H NAD(P) FADH2 FAD FADH2 FAD Mo2+ Mo2+ 273.

(292) 13.II.1.2. QUÁ TRÌNH CỐ ĐỊNH PHÂN TỬ NITƠ - Biểu diễn theo phương trình tổng quát. N2 + Fed khö + 12H2O. Nitrogenaza. + 2NH4. 12ATP 12ADP + 12Pi. + 6Fed oxyhãa + 2H2 ΔG0 = 560 kJ. 13.II.1.3. SINH TỔNG HỢP AXIT AMIN Ở THỰC VẬT a. Sinh tổng hợp các axit amin sơ cấp: - Amin hóa trực tiếp các axit hữu cơ chưa no NH3 HOOC. C. C. H H Axit fumaric. COOH. HOOC Aspartatmoniaclaza NH3. NH2 H C. C. H H Axit aspartic. COOH 274.

(293) - Amin hóa các xetoaxit bằng cách khử R. C. COOH. Dehydrogenaza. NH3, NAD(P)H, H +. O. R. NAD(P)+, H2O. CH. COOH. NH2 Axit amin. - Các xetoaxit là sản phẩm trung gian quan trọng của chu trình Krebs COOH C. O. NH3, NAD(P)H + H + NAD(P)+, H2O COOH Glutamatdehydrogenaza. (CH 2)2 COOH. CH. NH2. (CH 2)2 NH3, NAD(P)H + H +NAD(P)+, H2O. COOH275.

(294) - Phản ứng tạo thành glutamin và axit aspartic: COOH CH. NH 3, ATP. ADP + Pi. CH. NH 2. (CH2) 2 CONH2. COOH COOH NADPH + H+. COOH NH 2. (CH2) 2 CONH2 CH3. +. C. O. NADP+. Glutamin synthetaza. COOH. CO COOH Axit pyruvic. CH2 CO COOH Axit oxaloacetic. COOH 2 CH. NH 2. (CH2) 2. (CH2) 2. CH3. COOH Axit glutamic CH COOH. E Axit glutamic. HOOC. NH 2. Glutamin synthetaza. (CH2) 2. CH. COOH. NH2. Alanin. HOOC CH2 CH Axit aspartic NH 2. COOH. 276.

(295) b. Sinh tổng hợp các axit amin thứ cấp: - Chủ yếu giữa axit amin và xetoaxit Aminotransf eraza CH. NH2 +. COOH Axit amin 1. C. R1. R2. R2. R1. CH. O. NH2 +. COOH Axit amin 2. COOH Xetoaxit 2. C. O. COOH Xetoaxit 1. 12.II.1.4. CÁC HƯỚNG BiẾN ĐỔI KHÁC CỦA NH3 TRONG CƠ THỂ THỰC VẬT. a. Tạo muối amon: NH3 HOOC. COOH. HOOC CHOH CH2 COOH. HOOC. COONH4. HOOC. 277 CHOH CH2 COONH 4. NH3.

(296) b. Tạo muối amit: HOOC. CH. Glutaminsynthetaza HOOC (CH2)2 COOH. NH2 Axit glutamic HOOC. CH. NH2 Axit aspartic. CH2. ATP, NH3 COOH. CH. NH2 Glutamin. ADP + Pi. Asparaginsynthetaza HOOC. ATP, NH3. ADP + Pi. (CH2)2 CONH2. CH. (CH2)2 CONH2. NH2 Asparagin. c. Phản ứng tạo thành ure NH 2 C. O NH 2. HOH Ureaza. 2NH 3 +. CO 2 278.

(297) + Các giai đoạn tạo thành ure ở thực vật H2O. NH3 HO. CO2 + H2O ATP HOOC. H2N. O. (CH2)2 CH COOH. O C. NH2. HOOC NH2 Axit cacbomic. OH. O. ADP. NH2. C. O. P. OH. OH Cacbamylphosphat. H2N. O NH2 + H2N. C O. O. P. C. O. NH OH. Cacbamylphosphattranferaza. OH Cacbamylphosphat. Pi. (CH2)2 CH 297. COOH. NH2.

(298) H2N. C. COOH. O. COOH. NH (CH2) 2 CH. H2N. +. CH. COOH. C. argininsuccinatsynthetaza. CH2 NH 2. H2N. ATP. COOH Axit aspartic. N. NH. HOH AMP + PPi. COOH. H2N. H2N. C. N. CH2. (CH2)2. COOH. CH COOH. COOH NH 2 Argininosuccinic. COOH. NH. NH. CH. NH. C. CH2. (CH2) 2 CH. COOH. CH. Argininosuccinatlaza. CH. (CH2)2 CH. +. CH. NH 2. COOH. COOH. NH 2 H2N. C. NH. HOH. NH (CH2)2 CH COOH. NH2. Hydrolaza NH 2. NH 2 C. O NH 2. +. (CH2)2 CH. NH 2. 298. COOH.

(299) - Chu trình ornithin: Citrulin. Axit aspartic H 2O. ATP. Pi AMP + PPi Argininosuccinic. H2O Arginin. Ornithin NH2. C. NH 2. O. ADP. Cacbamylphos phat. Axit fumaric. CO2 + H2O ATP. 299. Axit cacbamic. NH3.

(300) + Phản ứng chuyển amin hóa giữa amin và một số xetoaxit theo sơ đồ sau: R. CH. COOH. NH2 Axit amin R. C. Glutamat transaminaza COOH. NH4+. a-Cetoglutarat. Glutamat dehydrogenaza. Chu trinh Ornithin. Glutamat. O Xetoaxit R. CH. Chu trinh Krebs. COOH. Pyruvat. NH4+. NH2 Axit amin. Alanin dehydrogenaza. Alanintransaminaza. O R. C COOH Xetoaxit. Alanin. 300.

(301) 12.II.2. SINH TỔNG HỢP PROTEIN + Giai đoạn kết thúc của dòng thông tin di truyền,… + Quá trình dịch mã di truyền trên khuôn mẫu của ARNm a. Các yếu tố tham gia quá trình sinh tổng hợp protein + ARNm thông tin và mã di truyền + ARNt vận chuyển và sự đọc mã + Enzym nhận biết và gắn với 1 axit amin đặc hiệu.. Enzym + Axit amin ATP. Enzym - aminoacyl - AMP ppi. 301.

(302) + Axit amin chuyển từ phức hợp enzymaminoacyl-adenylat. Enzym - aminoacyl - AMP. Aminoacyl - ARNt + Enzym ATP. ppi. b. Ribosom và ARN ribosom (ARNr) c. Các enzym quan trọng xúc tác cho quá trình dịch mã d. Các yếu tố mở đầu, kéo dài và kết thúc. e. Năng lượng và các cation cần thiết cho quá trình dịch mã. g. Nguyên liệu để tổng hợp protein. 302.

(303) 12.II.3. CÁC GIAI ĐOẠN CỦA QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ. (SV tự nghiên cứu để hiểu thêm) Có 3 giai đoạn 3.1. Giai đoạn khởi đầu 3.2. Giai đoạn kéo dài chuỗi polypeptit. 3.3. Giai đoạn kết thúc 12.II.4. CÁC CHẤT ỨC CHẾ QUÁ TRÌNH DỊCH MÃ 4.1. Kháng kháng sinh 4.2. Chất kháng sinh 12.II.5. NHỮNG CẢI BIẾN CỦA PHÂN TỬ PROTEIN SAU DỊCH MÃ. 303.

(304) 12.II.6. ĐIỀU HÒA SINH TỔNG HỢP PROTEIN (SV tự nghiên cứu) 6.1. Điều hòa biểu hiện gen ở prokaryot 6.2. Điều hòa biểu hiện gen ở eukaryot. + Điều hòa bằng cách biến đổi nhiễm sắc thể hay cấu trúc phân tử ADN + Điều hòa ở mức độ phiên mã + Điều hòa ở mức độ sau phiên mã + Điều hòa trong giai đoạn dịch mã + Điều hòa trong giai đoạn sau dịch mã Hết chương 12. 304.

(305) Chương 13: MỐI LIÊN QUAN GIỮA CÁC QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI CHẤT (2 tiết) Mục tiêu: + Nắm vững nguyên lí cơ bản của quá trình trao đổi chất. Một số sản phẩm trao đổi trung gian đặc thù. + Vị trí của các quá trình trao đổi protein, axit nucleic, gluxit, lipit trong tế bào chất, cơ quan tử. + Tính phổ biến và đặc thù của một số quá trình trao đổi chất ở thực vật, động vật, vi sinh vật. + Mối liên quan giữa các quá trình trao đổi 305 chất..

(306) 13.I. MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI CHẤT. + Diễn ra thường xuyên liên tục theo chiều hướng: - Phân giải và tổng hợp - Đảm bảo cho sinh vật sinh tồn và phát triển. + Một loạt phản ứng hóa học được định vị: - Trong tế bào chất - Màng tế bào, ti thể, lạp thể - Nhân glyoxysom,… + Tốc độ phản ứng diễn ra nhịp nhàng, theo cơ chế tự điều hòa. 306.

(307) 13.I.1. LIÊN QUAN TƯƠNG HỖ GiỮA QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI CHẤT Lipit. Axit nucleic. Gluxit Protein. Nucleosit. Axit beo Glixerol. Monocchasit Glucozo-6 - P Axit amin. ATP Ribozo-5 - P Frutozo-6- P. Phosphoenolpyruvic ATP Axit Pyruvic CO2 Axetyl CoA. Ribulozo-5 - P. Len Axetoaxetyl (d) Axetoaxetyl (d) ThÓ Cetonic. Asp. Isocitric. Axit Oxaloaxetic. Axit malic. HTTDT (6). CO2. a-Cetoglutamic Glu. CO2. Tyr Prophyrin Phe. 307.

(308) 13.I.2. MỘT SỐ SẢN PHẨM TRAO ĐỔI TRUNG GIAN QUAN TRỌNG + Gồm 3 hợp chất trung gian quan trọng: a. GLUCOZO-6-PHOSPHAT + Quá trình tổng hợp glycogen + Phân giải thành axit pyruvic + Biến đổi thành ribozo-phosphat theo sơ đồ sau: Glucoza. Glucozo-6-phosphat. Glucozo-1-phosphat. Glycogen. Fructozo-6-phosphat. Axit pyruvic. Axit-6-phospho gluconic. Ribozo-5-phóphat. 308.

(309) b. AXIT PYRUVIC - Tạo thành theo các con đường khác nhau: + Quá trình đường phân glucozo-6-phosphat + Khử amin hóa, oxi hóa + Hay biến đổi axit lactic thành axit pyruvic. + Ngược lại axit pyruvic, amin hóa,… Glucozo-6 - P. Axit lactic Axit pyruvic Alanin. 3-Hydroxy-3-metyl glutaryl-CoA. Acetyl - CoA. CO2 Cholesterol. C¸c thÓ ceton. Axit beo. 309.

(310) c. ACETYL – CoA + Tạo thành từ con đường khử cacbonyl hóa - Oxy hóa axit pyruvic - Oxi hóa axit béo - Hay khử amin hóa axit amin. + Quá trình phân giải gluxit, lipit - Cung cấp năng lượng ATP và NADPH cho quá trình sinh tổng hợp các hợp phần protein, axit nucleic,...của tế bào. + Quá trình trao đổi protein, axit amin,.. - Xúc tác cho các phản ứng hóa học diễn ra trong tế bào,… + Cung cấp bộ khung cacbon cho quá trình trao 310 đổi gluxit, lipit..

(311) + Quá trình trao đổi axit nucleic - Đảm bảo sự hình thành các phân tử ADN, ARN Hình thành các nucleotit có chức năng quan trọng của tế bào? 13.II. QUÁ TRÌNH TRAO ĐỔI CHẤT Ở MỘT SỐ SINH VẬT ĐẶC THÙ + Quá trình biến đổi chất béo thành đường - Không diễn ra ở động vật (đặc biệt ở động vật có vú). + Ở động vật ngủ đông có quá trình biến đổi đường thành chất béo. + Đối với thực vật quá trình biến đổi chất béo thành đường 311 - Biểu hiện rất rõ ở các hạt cây lấy dầu nảy mầm..

(312) Quá trình biến đổi chất béo thành đường diễn ra ở thực vật theo sơ đồ sau: Gluxit. 3-Phosphogliceraldehit. 3-Phospho glycerin Axit pyruvic. Acetyl - CoA. Chu trinh glyoxylic. Glyxerin. Acyl - CoA Acetyl - CoA Axit mevalonic Lipit. Hết. 312.

(313)

BAI GIANG HOA SINH HOC

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về