Bài giảng Chương 8: Sự ghép thẩm thấu và tổng hợp ATP

Bài giảng Chương 8: Sự ghép thẩm thấu và tổng hợp ATP trình bày khía cạnh hóa học của ATP và liên kết phosphoanhydride; lịch sử về việc khám phá sự tổng hợp ATP; sự trình bày định lượng của lực phát động proton; danh pháp và vị trí của ATP synthase; cấu trúc của ATP synthase; cơ chế hoạt động của enzym ATP synthase; khía cạnh hóa học của ATP và liên kết phosphoanhydride;...Mời bạn đọc cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Chương 8: Sự ghép thẩm thấu và tổng hợp ATP Chương 8Sự ghép thẩm thấu và tổng hợp ATP 1Nội dung: Khía cạnh hóa học của ATP và liên kết phosphoanhydride Lịch sử về việc khám phá sự tổng hợp ATP Sự trình bày định lượng của lực phát động proton Danh pháp và vị trí của ATP synthase Cấu trúc của ATP synthase Cơ chế hoạt động của enzym ATP synthase 2Khía cạnh hóa học của ATP và liên kếtphosphoanhydride  Nucleotide:  Base Adenine  Đường Ribose  ba gốc phosphat~ ~  Adenosine diphosphate (ADP)  Adenosine monophosphate (AMP)  Liên kết phosphoanhydride: liên kết cao năng 3 ATP4- + H2O  ADP3- + HPO42- + H+ ΔG = ΔG° + RT ln([ADP][Pi]/[ATP]) tại 298K và pH=7: ΔG=-52 kJ mol-1  phản ứng tự phát Năng lượng tự do cần thiết cho sự tổng hợp của ATP là 52 kJ mol-1 4Lịch sử về việc khám phá sự tổng hợp ATP 1929, ATP được cô lập từ mô cơ 1940, Fritz Lipmann: ATP là tiền tệ năng lượng phổ thông trong tế bào 1948, Lehninger Albert và Kennedy Eugene: ti thể là nơi diễn ra sự phosphoryl oxi hoá 1950, Daniel Arnon và cộng sự khám phá sự quang phosphoryl hóa 5Đường phân và ATP  Glycolysis sản xuất ATP bằng quá trình phosphoryl hóa chất nền  ATP được tạo thành bởi một loại enzyme hòa tan tác động lên một loạt các hóa chất trong tế bào chất. 6Đường phân 7 Tìm hiểu cơ chế tạo ATP trong lục lạp lẫn ti thể Cô lập chất trung gian được phosphoryl hóa  không thành công 1961, Peter Mitchell đề xuất cơ chế phosphoryl hóa: năng lượng tự do được chuyển thành liên kết phosphoanhydride cao năng trong ATP 8 Giả thuyết hóa thẩm thấu của Mitchell  Chất mang điện tử sắp xếp theo dạng vector trong màng Chất mang Chất mang điện Tổng hợp ATP điện tử tử tiếp theo Vậ n Electron Năngchuyển lượng chủ động Proton Bên kia Một bên Lực phát động proton màng tế bào màng tế bào Sự chênh lệch pH giữa bên trong và bên ngoài màng 9 Màng ThêmThylakoid ADP + Pi (pH8) Làm Thylakoid cân đã được bằng truyền pH4 pH4 pH4 ADP ATP + Pi pH4 pH4 pH8 pH8Môi trường đệm 1966, thí nghiệm của André 10 JagendorfSự trình bày định lượng lực phát độngproton Năng lượng có sẵn cho tổng số ATP tổng hợp: lực phát động proton (Δp) = điện thế hóa học proton + điện thế màng vận chuyển ∆p = ∆Ψ - 59 ∆pH (8.3) 11 µj = µ°j + RTlnaj + zjFψj (8.4) µH+ = RTln[H+] +FψH+ (8.5) ∆µH+= µHi+ - µHo+ (8.6) ∆p= ∆µH+/F = -2,3 RT/F ∆pHi-o + ∆ψi-o Thí nghiệm chứng minh: 2 thành phần của lực phát động proton được hoán đổi nhiệt động lực cho nhau ΔEm lớn, ΔpH lớn, hoặc trung gian của cả hai đều có hiệu quả trong việc hình thành ATP 12Danh pháp và vị trí của ATP synthase ATP synthase: phức hệ multisubunit lớn, gồm hai tiểu phần: F1 và Fo (“o”: độ nhạy oligomycin) Enzyme lục lạp là CF1 và CFo  Phần CFo nằm trong màng tế bào,  Phần CF1 nhô ra ở một phía của màng tế bào Trong vi khuẩn quang hợp tía, enzym nằm trong bào tương, với phần F1 bám vào tế bào chất 13Cấu tạo của ATP synthase F1: phần ưa nước, nhô  Fo: kênh vận chuyển ra từ màng nằm trong proton, phần kị nước cơ chất, chứa các phân nằm trên màng, thực tử xúc tác, thực hiện sự hiện sự vận chuyển tổng hợp và thủy phân proton ATP  Rotor: vòng c 3 chuỗi α xen kẽ với  Stator: γ và ε các tiểu phần β  F1 có 5 chuỗi Phần dãy γ làm nhiệm polypeptide (α3, β3, γ, vụ liên kết F1 và Fo δ, ε ) tham gia vào hoạt động của ATP synthase 1415Cơ chế hoạt động của enzym ATP synthase Cơ chế tổng hợp ATP: quá trình phosphoryl oxi hóa ở màng trong ty thể xúc tác bởi enzim ATP synthase dựa trên sự chênh lệch gradien nồng độ Dựa trên động cơ quay của Fo, F1. ATP synthase là bơm proton hoạt động theo 2 chiều khác nhau  Hoạt động theo chiều bơm proton  Hoạt dộng theo tỷ lệ nồng độ giữa ATP và ADP ATP synthase có 3 tiểu phần hoạt động chịu ...