Tài liệu CHƯƠNG II: SỰ BIẾN DƯỠNG GLUCID doc

TS. ĐỖ HIẾU LIÊM
TS. ĐỖ HIẾU LIÊM
CHƯƠNG II
CHƯƠNG II
SỰ BIẾN DƯỠNG
SỰ BIẾN DƯỠNG
GLUCID
GLUCID
(Metabolism of glucid)
(Metabolism of glucid)
2.1. ĐẠI CƯƠNG
2.2. SỰ ĐƯỜNG PHÂN EM
2.3. OXID HOÁ KHỬ PYRUVATE
2.4. CHU TRÌNH KREBS
2.5. SỰ TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI GLYCOGEN
2.6. SỰ TÂN TỔNG HỢP GLUCOSE
2.7. SỰ OXID HOÁ TRỰC TIẾP GLUCOSE
2.8. CHU TRÌNH CORI
2.9. HORMONE KIỂM SOÁT SỰ BIẾN DƯỠNG GLUCID
1. ĐẠI CƯƠNG
1. ĐẠI CƯƠNG
•
Glucid cung cấp 70-80% năng lượng cho cơ thể động vật
•
Glucose trong máu là nguồn nhiên liệu chính cho mọi hoạt
động sống, có nguồn gốc từ sự hấp thu ở đường tiêu hóa, từ
các tiền chất glycogen, fructose, galactose, amino acid
chuyển hóa ở gan.
•
Sự hấp thu glucose: Hấp thu thụ động giản đơn và hấqp
thu tích cực - protein GLUT (glucose transporter) ở màng tế

bào.
•
Gan là cơ quan chính điều hòa hàm lượng glucose máu.
•
Glucose được dự trữ ở gan và cơ, dưới dạng glycogen .
Bảng 1. Hàm lượng glucose máu ở một số loài động vật
Loài ĐV
Glucose máu
mg/dl mmol/liter
Chó 65 - 118 3.6 - 6.5
Ngựa 75 - 115 4.2 - 6.4
Bò sữa 45 - 75 2.5 - 4.2
Cừu 50 - 80 2.8 - 4.4
Dê 50 - 75 2.8 - 4.2
(1). Sự đường phân EM (Tiến trình đường phân EM)
(2). Oxid hoá khử carboxyl của pyruvate
(3). Chu trình Krebs
(4). Sự tổng hợp và phân giải glycogen
(5). Sự tân tổng hợp glucose
(6). Oxid hoá trực tiếp glucose – Chu trình HMP
2. SỰ ĐƯỜNG PHÂN EMBDENT MEYERHOFF
2. SỰ ĐƯỜNG PHÂN EMBDENT MEYERHOFF
Phản ứng (Enzyme) Dạng năng lượng ATP
Giải phóng năng lượng khi oxid hoá 1 phân tử
glyceraldehyde 3P
Glyceraldehyde 3 P
dehydrogenase
NADH.H

+
3 ATP
Phosphoglycerate
kinase
ATP ATP
Pyruvate kinase ATP ATP
Sử dụng năng lượng
Hexokinase ATP ATP
Phosphofructokinase ATP ATP
- Năng lượng
Đường phân Lên men
Tế bào TBĐV TBVSV
Điều kiện môi
trường
O
2
Không O
2
Không O
2
Sản phẩm
Pyruvate
SPLM
Lactate
Nội dung phản ứng Hoàn toàn giống nhau
- Phân biệt đường phân EM và sự lên men đường
- Phản ứng biến đổi pyruvate
- Mục đích và ý nghĩa đường phân
•
Mở đầu tiến trình oxid hoá glucose hoàn toàn (CT Krebs)

•
Giải phóng một phần năng lượng tích chứa trong glucose
•
Tế bào máu
PYRUVATE
LACTATE
ACETYL CoA
O
2
O
2
O
2
O
2
Lactate dehydrogenase
Phức hợp Pyruvate dehydrogenase (TPP)
NADH.H
+
NAD
+
NADH.H
+
NAD
+
CoASH
CoASH
CO
2
CO

2
3. SỰ OXID HOÁ KHỬ CARBOXYL PYRUVATE
3. SỰ OXID HOÁ KHỬ CARBOXYL PYRUVATE
O
H
3
C-C-
COOH
Phức hợp pyruvate dehydrogenase
Pyruvate decarboxylase (TPP)
Dihydrolipoyl transacetylase
Dihydrolipoyl dehydrogenase
Pyruvate
NAD
+
NADH.H
+
CoASH CO
2
O
H
3
C-
C∼CoA
AcetylCoA
-
Con đường oxid hoá hoàn toàn, giải phóng toàn bộ năng
lượng tự do trong các cơ chất biến dưỡng
-
Hệ thống enzyme trong dịch ty thể

-
Nguyên liệu: AcetylCoA và Oxaloacetate
4. CHU TRÌNH KREBS
4. CHU TRÌNH KREBS
-Nguyên liệu
POLYSACCHARIDE
TRIACYLGLYCEROL
PROTEIN
AMINO ACID
AMINO ACID
GLUCOSE
GLUCOSE
H
3
C-C-COOH
O
Pyruvate
HOOC-H
2
C-C-COOH
O
Oxaloacetate
H
3
C-C∼SCoA
O
Acetyl CoA
H
3
C-CH-COOH

NH
2
Alanine
FATTY
ACID
FATTY
ACID
GLYCEROL
GLYCEROL
HOOC-H
2
C-CH-COOH
NH
2
Aspartate
CHU TRÌNH KREBS (CT CITRATE, CT. TRICARBOXYLIC ACID)
O
H
3
C-C
AcetylC
oA
∼SCoA
O
C-COOH
CH
2
-
COOH
Oxaloacet

ate
- Các phản ứng trong chu trình Krebs
H
2
O
H
2
O
CoASH
1
Citrate synthetase
NAD
+
CO
2
H
2
O
CoASH
CH
2
-
COOH
C-COOH
CH
-COOH
Citrate
H
CH
2

-
COOH
C-COOH
CH
-COOH
Cis
aconitate
Cis aconitase
2
2
O-
3
Cis aconitase
CH
2
-
COOH
CH-
COOH
C
-COOH
Isocitrate
H
O-H
4
Isocitrate
dehydrogenase
NADH.H
+
CH

2
-
COOH
CH
O C-COOH
Oxalosuccin
ate
-COOH
5
Isocitrate
dehydrogenase
CO
2
CH
2
-
COOH
CH
2
O C
α
Ketoglutarate
-COOH
6
Phức hợp
α Ketoglutarate
dehydrogenase
NAD
+NADH.H
+

CH
2
-COOH
CH
2
-CO
SuccinylC
oA
∼SCoA
7
Succinate synthetase
H
2
O
GDP+P
i
GTP
CH
-COOH
CH
-COOH

Succinate
2
2
FADH
2
CH
-COOH
CH

-COOH

Fumarate
Hydratase
9
CoASH
FAD
H
2
O
C
-COOH
CH
2

-COOH
Malate
H
O-H
10
Malate
dehydrogenase
NAD
+
NADH.H
+
O= C
-COOH
CH
2

-
COOH
Oxaloacetate
-Năng lượng: Oxid hoá 1 phân tử acetylCoA
Phản ứng - Enzyme Dạng năng lượng ATP
Isocitrate dehydrogenase NADH.H
+
3 ATP
α-ketoglutarate dehydrogenase NADH.H
+
3 ATP
SuccinylCoA synthetase GTP ATP
Succinate dehydrogenase FADH
2
2 ATP
Malate dehydrogenase NADH.H
+
3 ATP
Tổng cộng 12 ATP
- Ý nghĩa:
“Chu trình biến dưỡng trung tâm của động vật”

Biến dưỡng năng lượng

Trao đổi chất
-Mối quan hệ:
Đường phân EM, β oxid hoá acid béo, chuỗi hô hấp
5. SỰ TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI GLYCOGEN

5. SỰ TỔNG HỢP VÀ PHÂN GIẢI GLYCOGEN
O
HOH
2
C
H
O
H
H
OH
OH
HO
H
H
OH
P-OH
O
Glucose-1-P
UDPG
pyrophosphorylase
UTP PP
i
5.1. Sự tổng hợp glycogen (glycogenesis)
G
UDP
UDP-Glucose
GLYCOGEN
Glycogensynthetase
(Glucosyl transferase 1→4)
G

G
G
GGG
G
Cấu tử 6
7
Amylo 1,4→1,6 glucosidase
1,4
G
G
G
G
1,6
•
Nguyên liệu: UDPG
•
Enzyme tổng hợp glycogen
- UDPG pyrophosphorylase
- Glycogen synthetase
(Glucosyl transferase 1-4)
- Amylo-1,4 → 1,6 transglucosidase
5.2. Sự phân giải glycogen (glycolysis)
•
Enzyme phân giải glycogen
- Phosphorylase (cắt 1,4)
- Glucan -1,6 → 1,4 transferase (4 ct)
-
Amylo-1,6 glucosidase
•
Sản phẩm glucose 1P

1,6
1,4
Phosphorylase
(cắt liên kết 1,4)
O-P
Glucose-1-P
Glucan 1,6 → 1,4 transferase
Amylo 1,6 glucosidase
Sản phẩm của glycogenolysis là Glucose -1-P
Gan
GLUCOSE-1-P
GLUCOSE-1-P
GLUCOSE-6-P
GLUCOSE-6-P
GLUCOSE
GLUCOSE
Phosphoglucomutase
Glucose 6 phosphatase
H
2
O P
i
Cơ
6. SỰ OXID HOÁ
6. SỰ OXID HOÁ
TRỰC TIẾP GLUCOSE
TRỰC TIẾP GLUCOSE
- HMP (hexose
monophosphate shunt)
-

Các mô bào: não, gan,
mô mỡ, nhũ tuyến, dịch
hoàn và buồng trứng
-
Vi sinh vật
Pyruvate
Aspartate
Pyruvate
AcetylCoA
Oxaloacetate
Citrate
α-Ketoglutarate
CoASH
Malate
P.E.P
Lactate
GLUCOSE
2 Phosphoglycerate
3 Phosphoglycerate 1,3 Diphosphoglycerate
Glyceraldehyde 3 P
Fructose 1,6 diPFructose 6 PGlucose 6 P
H
2
OP
i
NADH.H
+
NAD
+
Lactate

dehydrogenase
CH
3
H C-OH
COOH
CH
3
C=O
COOH
Oxaloacetate
COOH
CH
2
C=O
COOH
COOH
CH
2
H C-OH
COOH
CH
2
C-O-P
COOH
Malate
Mitochondria
Cytosol
GTP
GDP
+CO

2
NAD
+
NADH.H
+
2
1
2
PEP carboxykinase
1
Malate dehydrogenase
Glutamate
(4). Tiến trình tân tổng hợp glucose (Gluconeogenesis)
(4). Tiến trình tân tổng hợp glucose (Gluconeogenesis)
Glycolysis:
glucose + 2 NAD
+
+ 2 ADP + 2 P
i

2 pyruvate + 2 NADH + 2 ATP
Gluconeogenesis:
2 pyruvate + 2 NADH + 4 ATP + 2 GTP 
glucose + 2 NAD
+
+ 4 ADP + 2 GDP + 6 P
i

C
C

CH
2
O
O
−
OPO
3
2
−
C
C
CH
3
O
O
−
O
ATP ADP

+ P
i
C
CH
2
C
C
O
O
O
−

O
−
O
HCO
3
−
GTP

GDP
CO
2
pyruvate oxaloacetate PEP
Pyruvate Carboxylase PEP Carboxykinase