Đề tài Adenosintriphosphate (ATP)

ADENOSINTRIPHOSPHATE(ATP)Giáo viên hướng dẫn: TS. Võ Văn ToànHọc viên thực hiên: Nguyễn Đức Hùng1.Vai trò của ATP ATP được sinh ra trong quá trình tích lũy năng lượng và khi nó phân hủy sẽ giải phóng năng lượng. Sự chuyển hóa năng lượng của ATP được thực hiện nhờ các phản ứng trao đổi chất trong tế bào chất. - ATP là nguồn năng lượng chính cung cấp cho các hoạt động sống của tế bào như: tổng hợp các đại phân tử (DNA, RNA và Protein). ATP cũng tham gia vận chuyển các đại phân tử qua màng tế bào.VD: xuất bào, nhập bào. - Trong tổng hợp RNA, ATP là 1trong 4 nucleotic trực tiếp tham gia tổng hợp RNA, quá trình này được xúc tác bởi ARN polymerases. Năng lượng để trùng hợp các nucleotic được cung cấp từ quá trình tách 2 gốc photphat (pyrophotphat).Quá trình tổng hợp DNA diễn ra tương tự chỉ có khác là ATP bị khử thành deoxy ribonucleotic dATP trước khi tham gia tổng hợp DNA. ADP+Pi +NL->ATPATP ->ADP +Pi +NLATP tham gia vào bảo trì cấu trúc của tế bào: tạo điều kiện cho sự tổng hợp hay phân giải của các chất cấu trúc nên bộ khung của tế bào.ATP liên quan đến quá trình co cơ, làm ngắn cầu nối giữa sợi actin và sợi myosin.Ở động vật,ATP là nguồn năng lượng chính cung cấp cho quá trình hô hấp và vận động.2.Sự truyền thông tin tế bào.2.1Tín hiệu ngoại tế bào:ATP là một phân tử tín hiệu. ATP,ADP hay adenosine được nhận biết bởi thụ thể Puringic. Ở người sự báo hiệu của ATP rất quan trọng ở cả não bộ và hệ thần kinh ngoại vi. ATP giải phóng từ sinap, sợi trục và tế bào thần kinh đệm được nhận biết bởi thụ thể Puricgic như là P2. P2 xúc tiến cho sự chuyển hóa ATP->ADP->AMP->ADO. Thụ thể P2Y là vùng tổng hợp.Thụ thể P2X là vùng không tổng hợp.P1 xúc tiến cho quá trình ADO->AMP->ADP->ATP.P1 được kích hoạt bởi Adenosin và một số nu khác. 2.2 Tín hiệu trong tế bào:ATP có vai trò trong sự phân chia tế bào.Quá trình này được sự xúc tác của Kinase trong các phản ứng chuyển nhóm photphate. Kinase tác dụng trên cơ chất là protein hay lipit màng sẽ phát tín hiệu cho sự phân bào. Quá trình photphorin hóa dưới sự xúc tác của Kinase sẽ kích hoạt phân bào. 3.Tổng hợp DeoxyribonucleoticNhư đã biết hầu hết các sinh vật, DNA được tổng hợp từ các Deoxyribonucleotic . Các Deoxyribonucleotic này được hình thành từ những ribonucleotic tương ứng do tác động của ribonucleotic reductase (RNR).Enzym này sẽ khử nhóm OH tại vị trí Cacbon số 2 trong phân tử đường Ribose để tạo thành Deoxyribonucleotic ( biểu thị là dATP). Các enzyme của nhóm RNR hoạt động trên nguyên tắc chung là sulfhydryl, trong các phản ứng Cystein sẽ khử oxi và bị phá vỡ liên kết disulfide.Enzym RNR sẽ được tái tạo lại bằng cách kết hợp với thioredoxin hay glutaredoxin.Sự điều khiển của RNR và một số enzym khác liên quan đến sự cân bằng của dNTPs và NTPs trong tế bào. Khi nồng độ dNTP quá thấp sẽ ngăn cản sự tổng hợp DNA và quá trình sửa sai khi tổng hợp DNA, có thể gây chết tế bào. Khi xuất hiện dNTP dị thường có thể gây đột biến vì làm tăng hàm lượng DNA polymerase, sẽ lắp ráp các dNTP sai khác trong tổng hợp DNA. Sự thay đổi cấu trúc của RNR cùng với khi tế bào bị stress như hạ oxy huyết sẽ có thể làm biến đổi cấu trúc dNTP trong tế bào. 4.Sự ràng buộc ProteinNếp Rossman là một ví dụ, được tìm thấy ở enzyme decacboxylase trong vi khuẩn Staphylococus với phần vụ ràng buộc là FMN. Trong một số protein cũng có sự ràng buộc bởi ATP cũng giống như sự ràng buộc trong nếp Rossman. Ngoài ra protein cũng có thể bị ràng buộc bởi phần phụ NAD. Protein bị ràng buộc bởi ATP có thể thấy trong các enzyme Kinase. Đặc điểm chung của Kinase là ATP sẽ ràng buộc và chuyển gốc phosphate. Trong phức chất giữa ATP và protein phải có mặt ion hóa trị 2, thường là Mg để liên kết các gốc photphase. Sự có mặt của ion Mg sẽ giảm sự phân li của ATP khỏi protein.Ion Mg có thể điều chỉnh hoạt tính của Kinase.5.Tương tự ATP Trong phòng thí nghiệm Hóa sinh, ATP và các quá trình chuyển hóa của nó được nghiên cứu ở cấp độ siêu hiển vi. ATP trong phức chất protein như enzyme Kinase sẽ được quan sát trong cấu trúc và sự chuyển hóa của những chất tương tự ATP. Các phân tử tương tự ATP sẽ được nhận biết bởi máy X-ray. Phân tử tương tự ATP không thể giống ATP hoàn toàn( bị thủy phân chậm hơn) nhưng cấu trúc thì gần giống như ATP trong phức chất protein. Adenosin5’ gammar thiotriphosphate là phân tử thường được dụng trong đó S sẽ thay thế cho oxy trong gốc photphate. S sẽ làm chậm quá trình thủy phân của ATP. Trong nghiên cứu tinh thể quá trình này có thể mô phỏng bằng mô hình Ion vanadate. Tuy nhiên việc nghiên cứu sẽ đạt kết quả cao khi chọn những phân tử tương tự ATP trong những enzyme ít bị thủy phân.