Chuyên đề Các liên kết giàu năng lượng trong cơ thể sống

Các liên kết giàu năng lượng Chuyên đề 2 : Trong tế bào các hợp chất hữu cơ đều chứa đựng năng lượng nhất định. Năng lượng của các phân tử do các liên kết quy định. Các liên kết bình thường có năng lượng khoảng 0,3 – 3 Kcal/M. Ngoài các liên kết bình thường, 1 số phân tử chứa đựng 1 số liên kết có năng lượng cao (6 – 12Kcal/mol), đó là các liên kết cao năng. I. KHÁI NIỆM: Liên kết giàu năng lượng là liên kết xuất hiện giữa các nguyên tố không cùng loại trong cùng 1 chất ( O~P, N~P, C~S ) nhưng không xuất hiện giữa các nguyên tố cùng loại (N – N, C –C). Các hợp chất cao năng như ATP, CTP, GTP, UTP cung cấp năng lượng cho quá trình sinh tổng hợp protein, photpholipit, polysaccarit. Quá trình hình thành năng lượng từ các phản ứng sinh học tích lũy năng lượng dưới các liên kết cao năng, năng lượng của liên kết cao năng biến đổi thành các công khác nhau, thí dụ: các hợp chất cao năng cung cấp năng lượng cho phản ứng tổng hợp, thẩm thấu, vận chuyển các chất, ngược với chênh lệch nồng độ, các công cơ học (co rút cơ), phát quang sinh học.II. VAI TRÒ CỦA LIÊN KẾT CAO NĂNG: III. MỘT SỐ HỢP CHẤT CAO NĂNG:Kiểu liên kếtHợp chấtG0 Kcal/mol Anhydritphosphoric (pyrophosphat) Nucleositdiphosphat ADP,GDP,XDP,UDP.Nucleosittriphosphat ATP,GTP,CTP,UTPNDP NMP + Pi (- 7)NTP NDP + Pi (-7) Amidinphosphat(Guanidin phosphat)Creatin phosphat Creatin phosphat CreatinAcginin phosphatAcginin phosphat Acginin + Pi (-10,5)Thioeste Acetyl - CoAAcyl - CoAAcetylCoA CoA – SH + Acetat (- 8,8) CH3 – C ~ SCoA Acetyl -CoA (7,9 Kcalo)OHOOC – CH2 – N – C – N ~ Creatin -(P) (9,6 Kcalo)CH3 NH2 HCH3 – C – O ~ Acetyl P ( 10,5 Kcalo)POCH2 – O - PCHOHO = C – O ~ PAl.3PG (11,8 Kcalo)PCH3 – C ~ SCoA Acetyl -CoA (7,9 Kcalo)OH2N – C – O ~ Cacbamyl – P (12,3 Kcalo)OC – O ~ APEP (14 Kcalo)COOHCH2Trong đó ATP được xem là hợp chất điển hình. PP ATP tức adenosin triphosphat. Phân tử này có 3 phần: một cấu trúc vòng có các nguyên tử C,H và N được gọi là adenin; một phân tử đường 5 carbon là ribose và 3 nhóm phosphat kế tiếp nhau nối vào chất đường. ATP tham gia hầu hết các quá trình trao đổi chất, trao đổi năng lượng, giữ vai trò “mắc xích” nối liền giữa các quá trình phân giải và tổng hợp các chất theo sơ đồ sau:∆G0 > 0Quang hợpChu trình KrebsChuỗi enzym hô hấpOxy hóa axit béo, axit amin, gluxitSinh tổng hợp các chấtPhản xạ thần kinh, co cơHoạt hóa, vận chuyển các chấtTạo điệnADP + PiATPTổng hợp ATPTiêu thụ ATP∆G0 < 0Vậy, ATP và ADP có mối quan hệ như thế nào? Khi thủy phân thì nhóm photphat cuối cùng của ATP được chuyển đến nhóm -OH của H2O để tạo axit photphoric và ADP (adenozin - diphotphat). Phân tử ATP phân giải: với sự có mặt của nước, khi gãy liên kết giữa oxy với nguyên tử phospho (P) cuối cùng thì tách ra một phân tử phosphat vô cơ (Pi), còn lại là Adenosi Diphosphat (ADP) và có 7kcal/mol được giải phóng.Ví dụ: Phản ứng oxy hóa – decacboxyl hóa axit pyruvic thành acetyl – CoA . CH3CO COOH + COA SH + NAD CH3CO ~S COA + CO2 + NADH2  (7,9 Kcalo) 1. Sự hình thành các liên kết cao năng:IV . SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁ VỠCÁC LIÊN KẾT CAO NĂNGCH2OHOOHOHHOHOHHHHCH2OPO2-OOHOHHOHOHHH3HADPATPMg++(Mn++)HexokinazaGlucozo-6-phosphatGlucozo Ví dụ: Phản ứng tạo Glucozo-6-phosphat từ Glucozo. Gluco-6-phosphat không phải liên kết giàu năng lượng vì khi cho vaò nước thì nó chỉ giải phóng 3 kcal/mol năng lượng tự do. 2. Sự phá vỡ các liên kết cao năng: Ví dụ: Phản ứng chuyển enol sang xeton của phosphoenolpyruvat là phản ứng phát năng lượng mạnh do đó có thể cặp đôi (kết hợp) với phản ứng tổng hợp ATP.V. MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC HỢP CHẤT CHỨA LIÊN KẾT CAO NĂNG: KẾT LUẬN - Năng lượng trong tế bào thường tồn tại ở dạng tiềm ẩn chủ yếu trong các liên kết hóa học. - ATP được sinh ra trong quá trình chuyển hóa vật chất và ngay lập tức được sử dụng trong các hoạt động sống của tế bào.Cám ơn các bạn đã quan tâm theo dõi!!Cám ơn các bạn đã quan tâm theo dõi!!GVHD: Võ Văn ToànSVTH: NHÓM 11. Trương Thị Lài2. Nguyễn Huỳnh Như3. Lê Thị Ánh4. Phùng Nhất Luynh5. Huỳnh Thành TrungLÝ SINH HỌCNHÓM 1 – ĐHSSINH08B