Bài giảng Hóa sinh - Chương 2: Chuyển hóa, oxi hóa sinh học, chu trình acid citric

Chương 2
Chuyển hóa,
oxi hóa sinh học,
chu trình acid citric
1
Nội dung
Chuyển hóa các chất
Oxy hóa sinh học
Chu trình acid citric
2
1. CHUYỂN HÓA CÁC CHẤT
3
Đại cương
Là quá trình đặc trưng
của sự sống sinh vật
Chuyển hóa các chất là
tất cả các quá trình hóa
học xảy ra trong cơ thể
từ khi thức ăn được
đưa vào đến khi chất
cặn bã được thải ra
ngoài
Đồng hóa và dị hóa
4
Các con đường chuyển hóa
Đồng hóa (Anabolic/biosynthesis)
 phân tử hữu cơ thức ăn → đại phân tử
 cần năng lượng
5
Các con đường chuyển hóa
Đồng hóa (Anabolic/biosynthesis)
 gồm 3 giai đoạn:
• Tiêu hóa: thủy phân các đại phân tử hữu cơ thức ăn 
thành các đơn vị cấu tạo nhờ các enzyme thủy phân 
trong hệ tiêu hóa
• Hấp thu: sản phẩm tiêu hóa được hấp thu qua niêm 
mạc ruột non vào máu
• Tổng hợp: sản phẩm đến các mô và được tế bào sử 
dụng tổng hợp các đại phân tử
6
Các con đường chuyển hóa
Đồng hóa
 Cơ thể sử dụng các đại phân
tử để:
• Xây dựng tế bào và mô (protein, 
polysaccarid tạp, phospholipid)
• Sử dụng cho các hoạt động
sống (enzyme, acid nucleic, các
protein chức năng)
• Dự trữ (glycogen, triglycerid)
7
Các con đường chuyển hóa
Dị hóa 
(catabolic/degradation)
 quá trình thoái hóa các 
đại phân tử hữu cơ →
sp trung gian và các 
chất cặn bã
 Gồm các PƯ oxy hóa 
khử, thủy phân, vận 
chuyển, tách nhóm
 kèm theo giải phóng 
năng lượng dạng nhiệt 
(50%) và ATP (50%)
8
Các con đường chuyển hóa
Dị hóa (catabolic/degradation)
 Năng lượng ATP được sử dụng:
• Công cơ học: co duỗi
• Công thẩm thấu: vận chuyển tích cực
• Công hóa học: tổng hợp các chất
9
2. OXY HÓA SINH HỌC
10
Oxy hóa sinh học
Về mặt hóa học
 Sự oxy hóa là sự mất đi các điện tử
 Sự khử là sự nhận điện tử
Sự oxy hóa sinh học
 (sự hô hấp tế bào)
 sự oxy hóa các chất hữu cơ trong tế bào
11
Phản ứng oxy hóa khử
quá trình trao đổi điện tử
chất oxy hóa là chất có thể nhận điện tử 
chất khử là chất có khả năng cho điện tử
Fe2+ + Cu2+ ⇌ Fe3+ + Cu+
(1) Fe2+ ⇌ Fe3+ + e-
(2) Cu2+ + e-⇌ Cu+
12
Thế năng oxi hóa khử
Phương trình Nernst
E = E0+ 
RT
nF
ln
[Ox]
[Kh]
E: thế năng oxy hóa khử
E0: thế năng oxy hóa khử chuẩn
R: hằng số khí lý tưởng
T: nhiệt độ tuyệt đối
n: số điện tử di chuyển
F: hằng số Faraday
[Ox]: nồng độ dạng oxy hóa trong dung dịch
[Kh]: nồng độ dạng khử trong dung dịch
Khi [Ox]/[Kh] = 1 hay [Ox]=[Kh] thì E = E0
Điều kiện chuẩn là [Ox] = [Kh] 13
Thế năng oxi hóa khử
E = E0+ 
RT
nF
ln
[Ox]
[Kh]
Thế năng oxy hóa khử (E)
 Biểu hiện khả năng cho nhận điện tử (e) của hệ 
thống
 Hệ thống có E thấp (nồng độ chất khử lớn) dễ 
cho điện tử
 Hệ thống có E cao (nồng độ chất oxy hóa cao) 
dễ nhận điện tử
Hydro hay điện tử chuyển từ hệ thống có E 
thấp đến hệ thống có E cao
14
Thế năng oxi hóa khử
Khi đo ở điều kiện sinh học pH=7, t=25 oC, 
thế năng oxy hóa khử được ký hiệu E’0
∆G0′ = −nF∆E
′
0
∆G′0: biến thiên năng lượng tự do của phản ứng
∆E′0: biến thiên thế năng oxy hóa khử chuẩn
n: số điện tử di chuyển
F: hằng số Faraday
15
Thế năng oxi hóa khử
16
Thế năng oxi hóa khử
17
Thế năng oxi hóa khử
18
Bản chất của sự hô hấp tế bào
quá trình oxy hóa khử xảy ra trong điều kiện
sinh học
tạo CO2 và H2O và giải phóng năng lượng
(ATP)
19
Chuỗi hô hấp tế bào
20
Chuỗi hô hấp tế bào
 (I) NADH-CoQ reductase
 (II) Succinate-CoQ 
reductase
 (III) CoQ-cytochrome C 
reductase
 (IV) Cytochrome C oxidase
21
Chuỗi hô hấp tế bào
Các yếu tố tham gia
 Cơ chất cung cấp hydro
 Các hydrogenase có coenzyme là NAD+
 Các flavoprotein có coenzyme là FMN or FAD
 Coenzyme Q (Ubiquinon)
 Hệ thống cytocrome
 Oxy
22
Chuỗi hô hấp tế bào
23
Chuỗi hô hấp tế bào
24
Chuỗi hô hấp tế bào
Các yếu tố tham gia
 Peroxydase
 Catalase
 Superoxid dismutase
25
26
27
28
29
Chuỗi hô hấp tế bào
Diễn tiến
30
31
Chuỗi hô hấp tế bào
32
Chuỗi hô hấp tế bào
Quá trình oxy hóa khác
 Hệ thống Glutathion
 Hệ thống acid ascorbic
 Enzym oxydase, oxygenase
33
34
Chuỗi hô hấp tế bào
Quá trình oxy hóa khác
Chuỗi hô hấp tế bào
Các chất ức chế chuỗi hô hấp tế bào
 Rotenon và amytal
 Antimycin A
 CN-, N3-, CO
35
Sự phosphoryl hóa và khử phosphoryl hóa
 Sự phosphoryl hóa 
là sự gắn một gốc 
phosphate vào một 
phân tử chất hữu cơ 
(cần xúc tác của 
phosphorylase hoặc 
kinase)
ngược lại là sự khử 
phosphoryl hóa
36
Sự phosphoryl hóa và khử phosphoryl hóa
37
38
39
40
Sự phosphoryl hóa và khử phosphoryl hóa
41
Sự phosphoryl hóa và khử phosphoryl hóa
Vai trò:
 Tích trữ, vận chuyển và sử dụng năng lượng
 Hoạt hóa các chất
 Vận chuyển tích cực
42
43
Sự phosphoryl hóa và khử phosphoryl hóa
Điều hòa sự phosphoryl oxy hóa
 Sự sử dụng ATP tăng → [ADP] 
tăng → sự phosphoryl oxy hóa 
tăng
 Chất phá ghép: 2,4 dinitrophenol, 
thermogenin → ức chế tổng 
hợp ATP (tạo ra nhiệt)
44
3. CHU TRÌNH ACID CITRIC 
(CHU TRÌNH KREBS)
45
46
47
Chu trình acid citric (chu trình 
Krebs)
Tạo năng lượng
48
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
Tổng hợp các chất
49
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
50
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
51
52
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
(1) Hình thành Citrate
53
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
(2) Hình thành isocitrate
54
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
(3) Hình thành α-ketoglutarate
55
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
(4) Hình thành Succinyl CoA và CO2
56
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
(5) Hình thành Succinate
57
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
(6) Hình thành Fumarate
58
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
(7) Hình thành Malate
59
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
(8) Hình thành Oxaloacetate
60
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
61
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
62
Chu trình acid citric 
(chu trình Krebs)
Điều hòa chu 
trình TCA
63
64
Chu trình acid citric (chu trình Krebs)
65
THANK YOU!
L.O.G.O
66