Giáo trình Công nghệ Protein part 3

Hình 1.4 Tiến trình giải phóng năng lượng hoá học trong sự trao đổi chất được chia làm 3 giai đoạnĐặc tính thứ ba là năng lượng hoá học được giải phóng ra khi phân giải glucid, lipid và những hợp chất cao phân tử khác đều có thể được tích luỹ trong những hợp chất tích trữ năng lượng đặc thù, được gọi là hợp chất cao năng
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Công nghệ Protein part 3 Giai đoạn 1: Protein Polysaccharide Lipid Bẻ gãy các đại phân tử thành các đơn phân tử Glycerin và Đường đơn Aminoacid acid béo Glucose Giai đoạn 2: Phân giải các đơn phân tử thành Acetyl CoA, tạo ra ATP và NADH ở mức độ nhất định Pyruvate Acetyl CoA Chu trình Màng citric acid ty thể Giai đoạn 3: Oxy hóa hoàn toàn Acetyl CoA thành H2O và CO2, giải phóng một lượng lớn NADH và ATP ở ty thể Màng tế bào sinh vật nhân chuẩnHình 1.4 Tiến trình giải phóng năng lượng hoá học trong sự trao đổi chấtđược chia làm 3 giai đoạn Đặc tính thứ ba là năng lượng hoá học được giải phóng ra khi phângiải glucid, lipid và những hợp chất cao phân tử khác đều có thể được tíchluỹ trong những hợp chất tích trữ năng lượng đặc thù, được gọi là hợp chấtcao năng. Tiến trình của việc giải phóng năng lượng hoá học cơ bản được chialàm 3 giai đoạn (hình 1.4): Giai đoạn thứ nhất các hợp chất cao phân tử (tinh bột, glycogen,proteine, lipid...) bị thuỷ phân thành các chất có phân tử bé 12(monosaccharide, amino acid, axit béo, glycerine...). Năng lượng giảiphóng ra trong giai đoạn này không đáng kể, chỉ bằng gần 1% dự trữ nănglượng tự do của các chất này được giải phóng ra dưới dạng nhiệt. Giai đoạn thứ hai là quá trình đường phân, oxy hoá các axit béo vàcác amino acid. Năng lượng giải phóng ra trong giai đoạn này gần bằng1/3 năng lượng tự do dự trữ trong các chất đó. Sản phẩm chính của giaiđoạn này là acetyl-CoA, -xetoglutaric acid và oxaloaxetic acid. Giai đoạn thứ ba là oxy hoá tiếp tục các chất trên trong chu trìnhKrebs. Khoảng 2/3 năng lượng được giải phóng ra ở giai đoạn này. 1.2.2 Các hợp chất cao năng Những hợp chất cao năng: Tất cả sự sống trên trái đất phụ thuộc vàonăng lượng mặt trời, trong những dạng sống có một hệ thống thứ bậc vềnăng lượng. Một số tiếp nhận năng lượng mặt trời trực tiếp, một số khácnhận năng lượng từ nhóm trên trong những quá trình tiếp theo. Những sinh vật hấp thu năng lượng ánh sáng trực tiếp được gọi là cơthể tự dưỡng. Những cơ thể này dự trữ năng lượng mặt trời trong các phântử hữu cơ khác nhau. Những sinh vật sử dụng những phân tử đó, giảiphóng năng lượng dự trữ trong một loạt các phản ứng oxy hoá khử đượcgọi là sinh vật hoá dưỡng. Mặc dù khác nhau cả hai loại đều có cơ chế chung về tái sinh mộtdạng năng lượng hoá học, năng lượng có thể được giải phóng trong nhữngphản ứng toả nhiệt để thực hiện các quá trình sống đa dạng (cần nănglượng). Một nhóm nhỏ các phân tử là chất trung gian chuyển năng lượng từcác phản ứng giải phóng năng lượng đến các phản ứng cần năng lượng củacơ thể. Những phân tử này là coenzyme dạng khử, những hợp chấtphosphate được gọi là cao năng nếu chúng giải phóng ra năng lượng tự docó giá trị âm lớn khi thuỷ phân ( G 0’ có giá trị âm lớn hơn -25 kJ/M). Ở bảng 1.2 sau đây là danh sách những hợp chất cao năng quantrọng nhất, những phân tử như phosphoric anhydric (ATP, ADP), enolphosphate (PEP), acyl phosphate (acetyl phosphate), guanidinophosphate(creatine phosphate). Cả những hợp chất thioeste, như acetyl CoA khôngchứa phospho nhưng giải phóng một năng lượng tự do lớn khi thuỷ phân. 13 Bảng 1.2 Năng lượng tự do giải phóng khi thủy phân một số chất cao năng o Các chất G (kJ/mol) Công tức cấu tạoPhosphoenolpyruvat (Pyruvate + Pi) -62,23’,5’-Cyclic adenosin monophosphate -50,5 (5’-AMP) P1,3-Bisphosphoglycerate -49,6(3-phosphoglycerate + Pi)Creatine phosphate -43,3(creatine + Pi)Acetyl phosphate (acetate + Pi) -43,3Adenosine-5’ triphosphate -35,7 (ADP + Pi)Adenosine-5’ triphosphate -30,5 ++(ADP + Pi) (nồng độ Mg quá cao)Adenosine-5’ diphosphate -35,7 (AMP + Pi) 14 o Các chất phosphate G (kJ/mol) Công tức cấu tạo năng lượng thấp hơnGlucose-1-P (glucose+ Pi) -21,0Fructose-1-P (fructose+ Pi) -16,0Glucose-6-P (glucose+ Pi) -13,9Glycerol-3-P (glycerol+ Pi) -9,2Adenosine-5’ monophosphate -9,2 (adenosin + Pi)Tổng số năng lượng chính xác giải phóng ra khi thuỷ phân phụ thuộc vàonồng độ, pH, nhiệt độ... nhưng giá trị G 0’ khi thuỷ phân những hợp chấtnày có giá trị dương lớn hơn đáng kể so với những chất trao đổi khác. Chúng có hai đặc điểm quan trọng: Những chất phosphate cao năng (high- energy phosphatecompounds) không phải là chất dự trữ năng lượng lâu dài, chúng là nhữngchất chuyển tiếp năng lượng dự trữ, là chất mang năng lượng từ điểm nàysang điểm khác, từ một hệ thống này đến một hệ thống khác. Năng lượng hoạt hoá được cung cấp đáng kể từ ATP khi thuỷ phânnhóm -phosphat. Năng lượng để làm gãy liên kết O-P thường là 200-400 kJ/ ...