Atp-đồng tiền năng lượng

ĐỒNG TIỀN NĂNG LƯỢNG
HOÀN HẢO CỦA TẾ BÀO

ATP
GVHD: TS Võ Văn Toàn
Học viên trình bày: Trần Bá Công
Lớp Cao học Sinh-K11-ĐH Quy Nhơn
Năng lượng
ATP
Chính vì vậy, Jerry Berman gọi ATP là đồng tiền năng lượng hoàn hảo của tế bào
Vậy ATP có cấu trúc như thế nào ?
I-CẤU TRÚC ATP- Adenosine-5`-triphosphate
I-CẤU TRÚC ATP- Adenosine-5`-triphosphate
I-CẤU TRÚC ATP- Adenosine-5`-triphosphate
I-CẤU TRÚC ATP- Adenosine-5`-triphosphate
II-SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG CỦA ATP
1-Nguồn cung cấp ATP
-Từ các nguồn năng lượng trong tự nhiên : quang năng , hóa năng
-Từ thực phẩm :
ở người trung bình mỗi ngày hấp thu khoảng 2.500 calo thức ăn được chuyển hóa thành 180kg ATP(Theo Kornberg, 1989,tr.65)
Chuyển hóa
ATP
II-SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG CỦA ATP
2-Sự chuyển hóa của ATP
ATP dễ biến đổi thuận nghịch để giải phóng hoặc tích trữ năng lượng. Khi ATP thủy giải nó sẽ tạo ra ADP và Pi - phosphate vô cơ:
enzyme
ATP + H2O  ADP + Pi + năng lượng

Nếu ADP tiếp tục thủy giải sẽ thành AMP. Ngược lại ATP sẽ được tổng hợp nên từ ADP và Pi nếu có đủ năng lượng cho phản ứng:
enzyme
ADP + Pi + năng lượng  ATP + H2O
Đối với mỗi ATP “ nhóm phốtphát cuối được liên kết vào và tách ra mỗi phút 3 lần” ( Theo Kornberg, 1989, tr.65)
II-SỰ CHUYỂN HÓA NĂNG LƯỢNG CỦA ATP
2-Sự chuyển hóa của ATP
III-CHỨC NĂNG CỦA ATP
1-Thực hiện công vận chuyển
ATP tham gia trực tiếp vào vận chuyển ion qua màng , các quá trình hấp phụ các chất. Chức năng này được gọi là thực hiện công vận chuyển






III-CHỨC NĂNG CỦA ATP
2-Thưc hiện công cơ học
ATP cung cấp năng lượng cho quá trình co cơ, sự hoạt động của nhiễm sắc thể và các cấu trúc sợi… chức năng này gọi là chức năng công cơ học
III-CHỨC NĂNG CỦA ATP
3-Thực hiện công hóa học
Một vai trò cơ bản của ATP là cung cấp năng lượng cần thiết để tổng hợp hàng ngàn loại đại phân tử sinh học cần thiết cho sự tồn tại của tế bào. Hoạt hoá axit amin, axit béo, các nucleotid, … trong các quá trình tổng hợp và phân giải các chất. Chức năng này gọi là công hóa học.
III-CHỨC NĂNG CỦA ATP
1-Nơi sản xuất ATP

-Trong tế bào nhân thực (Eukaryota) có hai bào quan sản xuất ATP là Lục lạp và Ty thể




IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?
Ở Lục lạp, nơi tạo ra ATP là bề mặt của lớp màng thylakoid
1-Nơi sản xuất ATP
+Ở lục lạp (Chloroplast)
lumen
stroma
thylakoid membrane
Chloroplast
ATP synthase
IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?
1-Nơi sản xuất ATP
+Ở ty thể (Mitochondrion)
Ở Ty thể, nơi tạo ra ATP là bề mặt của lớp màng trong ty thể
ATP synthase
inter-membrane space
matrix
inner membrane
outer membrane
IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?
1-Nơi sản xuất ATP

- Ở Prokaryota : lớp màng

E. coli
ATP synthase
IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?
IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?

2-Từ quá trình quang hợp

-ATP được tạo ra trong pha sáng của quá trình quang hợp nhờ quá trình quang photphorin hóa và chuỗi vận chuyển điện tử.



-Enzim tổng hợp ATP : ATP-synthase (cấu trúc F0 -F1 )
ATP được tạo ra từ quá trình quang hợp, hô hấp tế bào và quá trình lên men
IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?
2-Từ quá trình quang hợp
IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?
3-Từ quá trình hô hấp tế bào
Gồm 3 quá trình: Đường phân, Chu trình kreps và Chuỗi vận chuyển điện tử
3.1-Đường phân(glycolysis):
(con đường EMP : Embđen- Mayer Hoff- Parnas )
-Xảy ra ở bào tương (cytosol), không cần oxy. Gồm 3 giai đoạn (giai đoạn hoạt hóa các phân tử đường, giai đoạn phân cắt các phân tử đường và giai đoạn oxy hóa aldehytphotphoglyxerit) với 10 phản ứng
Như vậy, quá trình đường phân có thể tóm tắc theo sơ đồ sau đây:
IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?
3-Từ quá trình hô hấp tế bào
3.2-Chu trình Kreps (Chu trình TAC)
-Xảy ra trong phần cơ chất của ty thể ( Matrix)

-APV được tạo ra từ đường phân sẽ kết hợp với HS-CoA tạo ra CH3COSCoA đi vào ty thể.
IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?
IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?
3-Từ quá trình hô hấp tế bào
3.3-Chuỗi vận chuyển điện tử(ETC)
H+ được tách ra từ nguyên liệu hô hấp sẽ chuyển chủ yếu cho hai chất khử là NADH và FADH, tiếp tục qua dây chuyền vận chuyển điện tử để bơm H+ vào không gian giữa hai lớp màng ,tạo ra sự chênh lệch gradien nồng độ H+ giữa nội chất (matrix) và không gian giữa hai lớp màng (Intermembane space). Vì nồng độ H+ trong không gian giữa hai lớp màng ty thể cao hơn trong matrix nên H+ có xu hướng di chuyển ra nội chất nhưng cấu trúc màng trong ty thể không cho H+ dễ dàng đi ra mà chỉ đi qua ở những vị trí đặc biệt tại đó có gắn các enzim tổng hợp ATP , đó là enzim
ATP- synthase
IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?
3-Từ quá trình hô hấp tế bào
3.3-Chuỗi vận chuyển điện tử(ETC)
IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?

3-Từ quá trình hô hấp tế bào
3.3-Chuỗi vận chuyển điện tử(ETC)
Cửa quay tròn của ATP synthase giống như một bánh xe phân tử nước mà khai thác dòng chảy của ion hydro để xây dựng phân tử ATP. Mỗi vòng quay của bánh xe đòi hỏi năng lượng của khoảng 9 ion hydro trở vào không gian bên trong của ti thể ( Theo Goodsell, 1996, tr.74). Nằm trên ATP synthase có 3 vị trí hoạt động, mỗi vị trí biến đổi ADP thành ATP với mỗi vòng quay của bánh xe.
Dưới điều kiện cực thuận, bánh xe ATP synthase quay với tốc độ trên 200 vòng quay/giây, sản xuất được 600 ATP.
ATP được tạo thành trong quá trình hô hấp tế bào
IV-ATP ĐƯỢC SẢN XUẤT NHƯ THẾ NÀO ?
4-Từ quá trình lên men
-Xảy ra ở một số loài vi khuẩn , nấm (trong điều kiện yếm khí).
-Trong tế bào của Eukaryota : sau khi xảy ra quá trình đường phân, nếu thiếu O2 thì sẽ xảy ra quá trình lên men (để phục hồi lại NAD+ ) như ở tế bào cơ
Hiệu quả năng lượng của quá trình lên men rất thấp
Sự lên men
(Fermentation)
Cảm ơn Thầy Giáo và các bạn !