Nang luong sinh hoc 2012 p4

CHUYÊN ĐỀ NĂNG LƯỢNG SINH HỌC
SỬ DỤNG ATP TRONG TỔNG HỢP LIPID
Học viên: Dương Thị Quyên
Lớp: Sinh học thực nghiệm K14
TỔNG QUAN VỀ ATP
1. CẤU TRÚC ATP
Năng lượng
ATP
Vậy ATP có cấu trúc như thế nào?
- Thành phần thứ nhất: là đường 5C gọi là riboza, được dùng làm bộ khung để gắn 2 thành phần khác vào.
- Thành phần thứ 2: là Adenine. Adenine là một bazơ nitơ có chứa 2 nguyên tử N ở trong phân tử. Mỗi nguyên tử N trong vòng có chứa 1 cặp điện tử không phân chia nên có khả năng hút các proton.
- Thành phần thứ 3: là nhóm 3 phosphate liên kết với nhau thành 1 chuỗi; liên kết giữa các gốc phosphate là liên kết kiểu anhydrid nằm thẳng hàng.
Hai liên kết cộng hóa trị nối 3 gốc phosphate này với nhau được gọi là liên kết cao năng
Như vậy: Liên kết phosphat cao năng có đặc điểm là mang nhiều năng lượng nhưng lại có năng lượng hoạt hoá thấp nên dễ dàng bị phá vỡ và giải phóng năng lượng
2. CHỨC NĂNG ATP
ATP là hợp chất giàu năng lượng tồn tại trong cơ thể sống. Nếu so với những hợp chất cao năng khác, những hợp chất chứa năng lượng khác trong cơ thể sống thì ATP có mức dự trữ năng lượng cao hơn nhiều. Những nghiên cứu đầy đủ cho thấy rằng, ở pH=7 khi thuỷ phân liên kết photphat cuối cùng của ATP thì giải phóng ra 7,8 kcal/mol và khi thuỷ phân liên kết photphat ở giữa giải phóng ra 9,4 kcal/mol.
Trong khi đó, hầu hết các phản ứng sinh hóa xảy ra trong cơ thể cần năng lượng hoạt hóa dưới 7,3 kcal/mol.
Điều đó có nghĩa là ATP đáp ứng được nhu cầu năng lượng của hầu hết các phản ứng sinh hoá trong cơ thể.
B. SỬ DỤNG ATP TRONG TỔNG HỢP LIPID

Lipid là một trong những thành phần phổ biến nhất có trong động vật và thực vật.
Phân loại
Lipid đơn giản
Lipid phức tạp
Là este của alcol và acid béo
Gồm: + Triaxilglixerol
+ Sáp
+ Sterit
- Trong thành phần ngoài alcol và acid béo
còn có các thành phần khác như phosphoric,
colin, saccharid.
Gồm: + Glixerophospholipid
+ Glixeroglicolipid
+ Sphingophospholipid
+ Sphingoglicolipid

I. SINH TỔNG HỢP ACID BÉO
II. TỔNG HỢP LIPID ĐƠN GIẢN
III. TỔNG HỢP LIPID PHỨC TẠP
TỔNG HỢP LIPID
Vậy ATP được sử dụng như thế nào trong các quá trình nói trên?

I. SINH TỔNG HỢP ACID BÉO
II. TỔNG HỢP LIPID ĐƠN GIẢN
III. TỔNG HỢP LIPID PHỨC TẠP
TỔNG HỢP LIPID
Vậy ATP được sử dụng như thế nào trong các quá trình nói trên?
I. SINH TỔNG HỢP ACID BÉO
Lipid thường chứa các acid béo hoặc dẫn xuất của acid béo. Acid béo được tổng hợp từ acetyl CoA
Trước hết, acetyl-CoA cần được carboxyl hóa thành malonyl-CoA nhờ acetyl-CoA carboxylase. Quá trình này được hoạt hóa bởi ATP.
CH3COSCoA + CO2 + ATP COOHCH2COSCoA + ADP + Pv
(Acetyl- CoA) (Malonyl – CoA)


CH3-CO-S-CoA
ACP-SH
CoA-SH
1
CH3-CO-S-ACP
(Acetyl-ACP)
COOH-CH2-CO-SCoA
ACP-SH
CoA-SH
COOH-CH2-CO-S-ACP
(Malonyl-ACP)
2
CH3-CO-CH2-COS-ACP
(Acetoacetyl-ACP)
CH3-CHOHCH2-CO-S-ACP

H2O
(β-oxybutyryl-ACP)
5
3
NADH2
NADP +
(Crotonyl-ACP)
CH3-CH = CH-CO-S-ACP
CH3CH2CH2CO –S-ACP
NADH2
NADP +
6
4
Malonyl-ACP
Dẫn xuất ACP của acit béo
(C6)
Acid béo tự do
ACP-SH
CO 2
(Butyryl-ACP)
Sự tổng hợp acid béo no và không no ở giai đoạn đầu giống nhau. Trước hết acid béo no được tổng hợp sau đó hình thành acid béo không no bằng cách oxi hóa các acid béo tương ứng.

Acid béo no Acid béo không no


FAD
FADH
Tăng trưởng nhờ hệ enzyme synthetase acid béo
Palmitoyl-CoA
Stearyl-CoA
Trong bào tương của tế bào động-thực vật
Oleyl-CoA
Trong màng nội chất của thực vật
Linoleyl-CoA
Trong màng nội chất của thực vật
Linolenoyl-CoA
Các acid béo có nhiều lk nối đôi hơn
E.coli và các vi khuẩn H 2O kỵ khí khác
O
3,4 cis
Tăng trưởng nhờ hệ enzyme synthetase acid béo
S-ACP
S-ACP
Động vật
thực vật
Vi sinh vật
hiếu khí
O 2
NADP.H
9,10 cis
Palmitoleyl-Co
Tăng trưởng
Varenoyl-ACP
Trong màng nội chất của tế bào gan
Arachidonyl-CoA
Hình: Các con đường sinh tổng hợp của acid béo không no

β-Oxydecanoyl-ACP
Điển hình của quá trình tổng hợp lipid đơn giản là quá trình tổng hợp triacylglycerin( hay còn được gọi là triglycerid).

Triglycerid được tổng hợp từ L- glycerol-3-photphate và các dẫn xuất coenzymeA của acid béo
Ví dụ về một phân tử triglyceride. Phần bên trái: glycerin, phần bên phải từ trên xuống: axit palmitic, axit oleic, axit alpha-linolenic
II. TỔNG HỢP LIPID ĐƠN GIẢN


ATP
ADP
Chất tiền thân để tổng hợp triglicerid là glycerin tự do. Quá trình này cần sự tham gia hoạt hóa của ATP
Glycerin
Glycin-1-phosphat
Acid béo
2Acyl~S.CoA
2CoA.SH + 2ATP
2AMP + P~P
Phosphatidic
2CoS.SH
Glycerin hình thành hoặc do phân giải kỵ khí hidratcacbon hay phân giải chất béo. Sản phẩm trung gian quan trọng đối với quá trình này là acid phosphatidic, tạo thành nó có thể từ glycerin, acid béo và ATP từ dịch chiết ở gan. Glycerin-1-phosphat cũng có thể được hình thành từ dioxyacetonphosphat nhờ Glycerin-1-phosphatdehydrogenase.
Sau đó dẫn đến tổng họp tryglycerid bằng cách tách phosphat vô cơ và phản ứng với phân tử acid béo hoạt động thứ ba và thải CoASH.
CH2OH
C = O
CH2O
Dihydroxy aceton photphate
P
NADH + H+
NAD+
CH2OH
HO – CH
CH2O
P
glycerol – 3 – photphate
glycerophosphate dehyrogenase
+ 2RCOSCoA
CH2OCOR
CHOCOR
CH2O
P
Acid béo dạng axylCoA
Acid phosphatidic
CH2OCOR
CHOCOR
CH2OH
H2O
Pi
Diglycerid
glixerophosphattransferase
phosphatase
RCOSCoA
CH2OCOR
CHOCOR
CH2OCOR
Triglycerid
transaxylase



Triglycerid được tổng hợp và tích lũy trong các mô dự trữ của động vật và thực vật.
Trong cơ thể động vật quá trình tích lũy này được đẩy mạnh khi thức ăn có hàm lượng glucid cao
Hàm lượng glucose trong máu tăng đồng thời cũng tăng mức độ dự trữ glycogen trong tế bào. Hàm lượng ATP cũng tăng lên → ức chế chu trình acid tricarboxylic → acid citric bị phân giải dưới tác dụng của enzyme citrate liase



Citrate + CoA – SH + ATP
Oxaloacetate + Acetyl – CoA + ADP + Pi
Oxalocetate có thể bị khử thành malate và sau đó bị oxy hóa và decarboxyl hóa thành acid pyruvic
Acetyl – CoA được sử dụng để tổng hợp acid béo và sau đó cùng với glycerol – 3 – phosphate tổng hợp lipid dự trữ → quá trình tích lũy mỡ tăng cường
Quá trình tích lũy mở được thúc đẩy do acid citric có tác dụng hoạt hóa enzyme acetyl – CoA carboxylase. Insulin tăng quá trình tích lũy mỡ do nó làm tăng hoạt tính cảu enzyme tổng hợp lipid
Ở động vật phosphatidylcholine và Phosphatidylethanolamine còn có thể tổng hợp bằng con đường

Choline + ATP Phosphatidylcholine + ADP

CTP + Phosphatidylcholine Cytidinediphosphatecholine + PPvc

Cytidinediphosphatecholine + Diacylglycerine
Phosphatidylcholine + CMP

III. TỔNG HỢP LIPID PHỨC TẠP

Nếu ethanolamine thay vào vị trí của choline trong các phản ứng trên thì sản phẩm sẽ là phosphatidylethanolamine
Phosphatidylinoside thông qua các nhóm – OH tự do của gốc inositol có thể nhận từ ATP một, hai nhóm phosphate và liên kết với nó một cách lỏng lẻo, nhờ đó phosphatidylinoside thực hiện được chức năng vận chuyển phosphate qua màng



Tổng hợp cholesterol



Tổng hợp cholesterol



Tổng hợp cholesterol
báo cáo đến đây là kết thúc