Bài. ATP

1
XIN CHÀO THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN
Đề kiểm tra giữa kỳ: Sự tham gia của ATP vào quá trình vận chuyển các chất qua màng.
GVGD: TS.VÕ VĂN TOÀN
SVTH :
VŨ HOÀNG LÃNH
LỚP: TỔNG HỢP SINH- K32
LỜI MỞ ĐẦU
Năng lượng cần thiết để cơ thể người (cũng như của các sinh vật khác) phát triển và duy trì các quá trình trong cơ thể. Con người lấy năng lượng từ thực vật dưới dạng các hydrocacbon, mỡ, protid. Động vật không thể sử dụng các chất này một cách trực tiếp – trong cơ thể của động vật chúng bị oxy hóa qua hiện tượng hô hấp, giải phóng ra một hợp chất mang năng lượng có tên gọi là Adenosin Tri Phosphat (ATP). Các bộ phận trong cơ thể nhận năng lượng thông qua ATP. Khi một phân tử glucose bị oxy hóa hoàn toàn, có 38 phân tử ATP được giải phóng và được giữ trong các tế bào:

C6H12O6+ 6O6  6CO2 + 6H2O + 38ATP
NỘI DUNG:
KHÁI NIỆM
ATP là tên viết tắt từ Ađênôsin triphôtphát. Một nucleosit tạo nên từ adenin và đường riboza kết hợp với ba nhóm photphát. Năng lượng từ quá trình quang hợp (năng lượng ánh sáng mặt trời) và từ quá trình hô hấp (năng lượng hoá học) được tích luỹ trong ATP. Khi ATP bị phân giải do quá trình thuỷ phân các liên kết photphát thì năng lượng đợc giải phóng để sử dụng cho các quá trình sống của tế bào, cơ quan, cơ thể. ATP được xem như ắc quy năng lượng hoặc đồng tiền năng lượng.
CÔNG THỨC CẤU TẠO
Phân tử ATP
CÔNG THỨC MÔ PHỎNG
Cấu trúc của Enzym ATP synthase
- ATP synthase là một protein bao gồm nhiều tiểu đơn vị với tổng khối lượng hơn 50 vạn dalton. Cấu trúc hiện nay của ATP synthase được nhận biết bằng phương pháp soi kính hiển vị điện tử dưới nhiệt độ cực thấp. Trong ti thể, ATP synthase bao gồm 2 phần chủ yếu được đặt tên là F1 và F0.
+ Phần F0 của enzyme nằm trong màng ti thể, gồm 3 loại protein mang tên a, b, c. Ở vi khuẩn và ti thể của nấm men, kết cấu thường thấy của FO là a1b2c9-14, tuy nhiên ở ti thể của động vật có đến 12 tiểu đơn vị c còn ở lục lạp có 14. Trong tất cả các trường hợp, tiểu đơn vị c sắp xếp thành một vòng tròn trên mặt phẳng màng sinh chất. Tiểu đơn vị a và b gắn kết chặt chẽ với nhau nhưng không liên kết với vòng c.
+ Phần F1 của enzyme giống như một quả đấm thòi ra ngoài màng, nằm ở trong phần chất nền của ti thể. Đây là một phức hợp tan trong nước, bao gồm 5 polypeptide có kết cấu là α3β3γδε. Phần dưới của tiểu đơn vị γ là một cấu trúc dạng cuộn nằm gọn vào giữa vòng c của F0 và bắt dính vào đấy. Tiểu đơn vị ε gắn chặt với γ và cũng gắn chặt với một số tiểu đơn vị c nói trên. Tiểu đơn vị α và β nằm xen kẽ với với nhau theo một vòng tròn để hình thành một thể đối xứng sáu bên. Tiểu đơn vị δ hình thành một liên kết bền vững tới một tiểu đơn vị α và một tiểu đơn vị β kế bên; đồng thời cũng liên kết với tiểu đơn vị b của F0. Vì vậy các tiểu đơn vị a, b của F0 cùng với các tiểu đơn vị δ, α3, β3 hình thành một cấu trúc chặt chẽ neo vào màng sinh chất. Tiểu đơn vị b hình que hình thành một cấu trúc tĩnh (xtato) ngăn không cho α3, β3 di chuyển trong khi tựa vào tiểu đơn vị γ.( hình minh họa)
Phức hệ F0 –F1
II. NGUỒN GỐC
1. Ty thể (mitochondrion ):
Ty thể được coi là trung tâm năng lượng của tế bào vì là nơi chuyển hóa các chất hữu cơ thành năng lượng tế bào có thể sử dụng được là ATP. Nguồn gốc của ty thể được coi như là một dạng vi khuẩn ( thuyết nội cộng sinh).
2.Lục Lạp:
Sản phẩm tức thời của 1 chu trình Calvin là 2 phân tử glycerandehit-3-photphat (G3P), 3 ADP, và 2 NADP+ (ADP and NADP+ không hẳn là "sản phẩm". Chúng lại được dùng trong pha sáng của quang hợp để sản sinh NAPDH và ATP). Mỗi phân tử G3P bao hàm 3 cacbon. Để cho chu trình Calvin tiếp tục hoạt động, RuBP (ribulose 1,5-biphotphat) phản được tái sản sinh.
III. SỰ THAM GIA CỦA ATP VÀO QUÁ TRÌNH VẬN CHUYỆN CÁC CHẤT QUA MÀNG
ATP tham gia chủ yếu qua cơ chế vận chuyển chủ động qua màng.
Vận chuyển này tiêu tốn năng lượng ATP thông qua các bơm nằm trên màng :
+ Bơm ion Na+ – K+ ATPase
+ Bơm Ca2+ATPase
+ Bơm proton ATP synthase
Bơm ion Na+ – K+ ATPase
Cấu trúc :
Là một loại protein gồm 4 đơn vị cấu thành( tetramer ) liên kết kiểu 2α-2β, có khối lượng phân tử 270 Kdal.
+ Đơn vị lớn α (95 Kdal) có chứa một phần có chức năng cố định và thủy phân ATP, liên kết với ion Na+, một phần liên kết với K+ và các chất steroid cường tim
+ Đơn vị bé β(40 Kda) là một glycoprotein, bổ trợ hoạt động của tiểu phần α
Mô hình bơm Na+ - K+ATPase
Cơ chế hoạt động của bơm:
Bước 1: Với sự có mặt của ion Mg2+ bơm (tiểu phần α đã gắn với ATP) sẽ liên kết với 3 ion Na+ nằm trong tế bào chất.
Bước 2: ATPase được kích thích hoạt hóa bởi ion Mg2+,...đồng thời xúc tác cho quá trình thủy phân ATP, tạo ra năng lượng, tiểu phần α bị phosphoril hóa.
Bước 3: Bơm thay đổi hình dạng làm bộc lộ ion Na+ ra mặt ngoài màng.
Bước 4: Tiểu phần α bị dephosphoril hóa, giải phóng 3 ion Na+ ra mô trường ngoại bào, đồng thời liên kết với 2 ion K+
Bước 5: Bơm lấy lại hình dạng ban đầu, chuyển và giải phóng 2 ion K+ vào dịch nội bào, sẵn sàn cho chu trình mới.
Chức năng của bơm
Hoạt động của bơm Natri - Kali giúp đảm bảo sự cân bằng giữa quá trình đẩy và hút các chất qua màng, giữ cho áp suất thẩm thấu trong tế bào ổn định, tế bào không bị trương và chết.
Điện thế màng được tạo ra bởi bơm Na+ -K+ ATPase là cơ sở cho sự dẫn truyền thần kinh và hoạt động cơ.
Sự loại bỏ Na+ ra khỏi tế bào bởi bơm Na+ - K+ ATPase cũng cung cấp lực kích thích sự hoạt động của các kênh vận chuyển khác để đưa glucose, các acid amin và một số dưỡng chất vào tế bào.

Bơm Ca2+ ATPase
Cấu trúc của bơm ion canxi lưới cơ tương:

- Bơm Ca2+ ATPase lưới cơ tương có hai chuỗi polypeptid đơn với khối lượng 110 Da, gồm hai tiểu đơn vị:
+ Tiểu đơn vị lớn (trọng lượng gần 100.000 dalton) là tiểu đơn vị xúc tác. Tiểu đơn vị nhỏ kết hợp với đường (glycosylated) vẫn chưa rõ chức năng.
+ Tiểu đơn vị lớn là chuỗi polypeptit chắc chắn.
Các dạng bơm canxi
+ Bơm Ca2+ ATPase màng sinh chất (PMCA) đẩy canxi ra khỏi tế bào.
+ Bơm Ca2+ ATPase lưới nội chất và lưới cơ tương có chức năng cô lập canxi trong xoang của các bào quan nội bào.
+ Bơm Canxi của con đường kích thích bài tiết (SPCA; Bệnh tiểu đường liên quan đến SARCA).


Hoạt động của bơm canxi ở lưới cơ tương:
Hai ion canxi từ dịch bào của tế bào cơ liên kết với các vị trí ái lực cao của bơm đồng thời thủy phân ATP để lấy năng lượng cho bơm.
Bước tiếp theo là bơm canxi vào trong xoang.
Sau đó liên kết Pi - ATPase sẽ được thuỷ phân và bơm quay về dạng ban đầu.
Vanadat kìm chế sự vận chuyển ion Ca và hoạt động của enzym ATPase.
Sự kiểm soát của chu trình phản ứng được đảm bảo bởi sự kết cặp giữa các vị trí liên kết canxi với vị trí phosphoryl hoá.
Bơm proton ATP synthase
Cấu tạo
Gồm có hai phần F0 và F1 như đã trình bày ở phần cấu tạo.Thực hiện sự vận chuyển proton.
Cơ chế hoạt động của bơm
Đầu tiên là do có gradien ion Hydro: Ion Hydro(Protons) được vận chuyển về một phía của màng.
Sau đó protons được di chuyển trong kênh của động cơ enzyme bằng các tiểu phần protein quay.
ATP synthase là bơm proton làm việc theo kiểu hai chiều
Mở cấu trúc:
ATP được giải phóng, chu trình bắt đầu
Cấu trúc đóng:
ADP, Pi liên kết chặt,
tạo
ATP
Mở cấu trúc
Cấu trúc mở,
ADP, Pi liên kết yếu
Chức năng của bơm
 Tạo ra ATP từ ADP và photphat vô cơ (Pi)
ADP + Pi + năng lượng từ sự vận chuyển H+ qua màng  ATP.
Bơm phụ trách việc duy trì pH của tiêu thể bằng cách bơm ion H+ vào tiêu thể.
Ở màng thylakoid của lục lạp bơm tạo một gradient điện hóa giữa hai phía của màng thylakoid.
THANK FOR YOUR ATTENTION !!!
THE END!!!