Trao đổi saccharide 2.3.1. Sự phân giải saccharide 2.3.1.1. Sự phân giải polysaccharide và disaccharide 2.3.1.2. Sự ôxy hóa monosaccharide
Trao đổi saccharide Đại cương về saccharide saccharine cung cấp 70-80% năng lượng cho cơ thể động vật saccharine 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. Hấp thu glucose: Hấp thu thụ động giản đơn và 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 dưới dạng glycogen ở động vật tương tự như amidon ở thực vật (ở gan 3-6%, ở cơ 0.5%).
Sự phân giải polysaccharide và disaccharide Xảy ra trong đường tiêu hóa dưới tác động của nhóm E amylase (, , ). Chỉ 2 địa điểm xảy ra quá trình thủy phân là: Khoang miệng: Phân giải 1 phần nhỏ các poly-sac do có E amylase sp thường là các dạng oligosac. Ruột non: Các E phân giải glucid đã nói ở trên đều có trong dịch ruột non do trong dịch tụy sẽ tiết vào trong ruột, niêm mạc, ruột non có đầy đủ các E sp là các mono, disac. Thấm qua các mao mạch ruột vào hệ tuần hoàn.
Sự phân giải polysaccharide và disaccharide α-amylase chỉ cắt liên kết α-D-glucosidic-1,4 có khả năng cắt khoảng giữa β-amylase cũng chỉ cắt liên kết 1,4 nhưng có khả năng cắt bắt đầu từ đầu không khử γ -amylase đặc biệt được tổng hợp từ vi sinh vật có khả năng cắt liên kết 1,4 và enzyme loại trừ (khử) sự phân nhánh (debranching enzyme, có họat tính glucosidase) cắt dây nối 1,6 trong amylopectin và glycogen. cellulase pectinase,...
Sự phân giải tinh bột
Sự phân giải polysaccharide và disaccharide Quá trình phosphoryl- phân (phosphorolysis) là quá trình tạo glucose-1-P nhờ enzyme phosphorylase (glycogen phosphorylase hay phosphorylase tinh bột) với sự hiện diên của ion phosphate.
Sự phosphoryl-phân để tạo glucose-1-phosphate
Quá trình glycolyse (Đường phân hay Embden-Meyerhof-Parnas - EMP) Là quá trình oxy hóa từ glucose thành acid pyruvic có thể xảy ra trong giai đoạn yếm khí hoặc hiếu khí và quá trình phổ biến nhất trong các quá trình chuyển hóa từ monose, vì hầu hết các quá trình chuyển hoá monose giai đoạn đầu đều qua quá trình glycose giải, có khác nhau từ pyruvic về sau.
Phản ứng 1: Glucose được phosphoryl hóa ở C6 để cho sản phẩm glucose-6-P với sự tham gia của ATP.
Phản ứng 2: Chuyển hóa glucose-6-P thành fructose-6-P
Phản ứng 3: Phosphoryl hóa fructose-6-P thành fructose1,6 biphosphate
Phản ứng 4: Phân cắt Fructose 1,6 biphosphate Fructose1,6 biphosphate bị phân cắt thành triose phosphate :3-phosphate glyceraldehyde và dihydroxy acetonphosphate.
Phản ứng 5: Chuyển hóa nội phân tử triose phosphate Chỉ một trong hai triose phosphate là aldose: 3-P glyceraldehyde tham gia tiếp vào quá trình đường phân. Nhưng dihydroxyaceton-P có thể được chuyển hóa thành 3-P glyceraldehyde nhờ triose phosphate isomerase.
Phản ứng 6: Oxy hóa 3-P glyceraldehyde thành 1,3 biphosphoglycerate
Phản ứng 7: là giai đoạn dephosphoryl hóa và chuyển vị đồng phân từ dạng phenol (OH) ceton (C=O)
Phản ứng 8: Chuyển hóa 3P glycerate thành 2P glycerate (chuyển gốc P nội phân tử) nhờ enzyme phosphoglycerate mutase cần Mg2+ cho hoạt động của nó. Đây là phản ứng thuận nghịch:
Phản ứng 9: 2P glycerate bị loại nước để tạo thành phosphoenolpyruvate, là phản ứng thuận nghịch được xúc tác bởi enzyme enolase.
Phản ứng 10: Chuyển nhóm phosphate từ phosphoenolpyruvate đến ADP, phản ứng được xúc tác bởi pyruvat kinase, để tạo ATP và pyruvate .
Con đường Embden – Meyerhoff – Parnas II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp Con đường Embden – Meyerhoff – Parnas
II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp
Sản phẩm cuối cùng của quá trình đường phân là a. ATP, NADH, acetyl-CoA b. ATP, FADH2, pyruvate c. ATP, NADH, pyruvate d. NADH, FADH2, pyruvate
Sản phẩm trung gian quan trọng sau glycolyse là acid pyruvic, từ đây tùy từng điều kiện mà theo từng con đường yếm khí, hiếu khí, năng lượng thu được qua chu trình glycolyse là 8 ATP. A. pyruvic theo 2 hướng: hiếu khí và yếm khí.
II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình lên men
Lên men rượu: Nấm men và một số vi khuẩn khác có thể chuyển hóa pyruvate thành ethanol và CO2. Quá trình trải qua 2 phản ứng. (pH= 4-5)
II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình lên men Lên men rượu
Lên men bia
II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình lên men
II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình oxyhoá hô hấp Lên men sữa chua
II. SỰ CHUYỂN HÓA CÁC HỢP CHẤT GLUCID Quá trình lên men Lên men acetic
Phân biệt đường phân EMP và sự lên men đường Tế bào TBĐV TBVSV Điều kiện môi trường O2 Không O2 Sản phẩm Pyruvate SPLM Lactate Nội dung phản ứng Hoàn toàn giống nhau
Quá trình phân giải glucose trong điều kiện hiếu khí Chia làm 4 giai đoạn Phân giải glucose thành pyruvate (quá trình đường phân). Chuyển hóa pyruvate thành acetyl- CoA. Oxy hóa acetyl- CoA thông qua chu trình Krebs (chu trình citric acid). Oxy hóa các coenzyme khử qua chuổi hô hấp(xem phần khái niệm về sự trao đổi chất).
SỰ OXID HOÁ KHỬ CARBOXYL PYRUVATE NAD+ NADH.H+ O H3C-C- Pyruvate O H3C-CCoA AcetylCoA COO H CoAS H CO2 Phức hợp pyruvate dehydrogenase Pyruvate decarboxylase (TPP) Dihydrolipoyl transacetylase Dihydrolipoyl dehydrogenase CHU TRÌNH KREBS Con đường oxid hoá hoàn toàn, giải phóng toàn bộ năng lượng tự do trong cơ chất Hệ thống enzyme trong dịch ty thể Nguyên liệu: AcetylCoA và Oxaloacetate
-Nguyên liệu POLYSACCHARIDE PROTEIN GLUCOSE TRIACYLGLYCEROL AMINO ACID FATTY ACID GLYCEROL H3C-C-COOH O Pyruvate H3C-CH-COOH NH2 Alanine HOOC-H2C-C-COOH O Oxaloacetate H3C-CSCoA O Acetyl CoA HOOC-H2C-CH-COOH NH2 Aspartate
CHU TRÌNH KREBS (CT CITRATE, CT. TRICARBOXYLIC ACID- TA)
- Các phản ứng trong chu trình Krebs H3C-C AcetylCoA SCoA NADH.H+ H2O CoASH NADH.H+ NADH.H+ FADH2 H2O CoASH NAD+ CO2 NAD+ NAD+ FAD CH2-COOH CH O C-COOH Oxalosuccinate CH2-COOH C-COOH CH -COOH Cis aconitate H2O H2O H2O CH2-COOH CH2 O C α Ketoglutarate CH2-COOH CH-COOH C -COOH Isocitrate CH2-COOH C-COOH CH -COOH Citrate CH2 -COOH CH2 -CO SuccinylCoA O= C -COOH CH2-COOH Oxaloacetate 5 Isocitrate dehydrogenase 3 Cis aconitase CH -COOH Fumarate Hydratase 9 C -COOH CH2 -COOH Malate 1 Citrate synthetase Cis aconitase 2 6 Phức hợp α Ketoglutarate dehydrogenase 7 Succinate synthetase 4 Isocitrate dehydrogenase 10 Malate dehydrogenase 8 Succinate dehydrogenase H CH -COOH Succinate O- H -COOH H O- 2 SCoA H O- 2 H -COOH 2 O C-COOH CH2-COOH Oxaloacetate CO2 CoASH GTP GDP+Pi
-Năng lượng: Oxid hoá 1 phân tử acetylCoA Phản ứng - Enzyme Dạng năng lượng ATP Isocitrate dehydrogenase NADH.H+ 3 ATP α-ketoglutarate dehydrogenase SuccinylCoA synthetase GTP Succinate dehydrogenase FADH2 2 ATP Malate dehydrogenase Tổng cộng 12 ATP
Ý nghĩa của chu trình Krebs Là chu trình cho nhiều năng lượng nhất Là con đường chung nhất, phổ biến nhất, nhiều sự chuyển hóa phải qua chu trình Tạo hàng loạt nhiều sản phẩm trung gian, sp trung gian là nguyên liệu để tổng hợp nên các chất khác, có thể là các chất tham gia trong chuyển hóa các chất khác. Vd: alpha cetoglutaric tham gia tổng hợp acid amin. Acetyl CoA tham gia trong quá trình tổng hợp acid béo (chất béo) A. pyruvic là chỗ giao nhau của trao đổi glucid, lipid, a.a
Lượng ATP tối đa khi tế bào hô hấp một phân tử glucose Đường phân 2ATP 6ATP 6ATP 18ATP 4ATP 2ATP 2 ATP (substrate-level phosphorylation) 2NADH 6NADH Krebs 2FADH2 2 Pyruvate 2 Acetyl CoA ETC , Oxi hóa Phosphoryl hóa Tế bào chất Ty thể 38 ATP (tốI đa cho mỗi glucose)