Đề tài Oxi hóa photphorin hóa

*THÁNG 3/2010NĂNG LƯỢNG SINH HỌCBIOLOGICAL ENERGYOXI HÓA PHOTPHORIN HÓAOXIDATIVE PHOSPHORYLATIONGVHD: TS. VÕ VĂN TOÀNHVTH: TRƯƠNG THỊ VỆOXI HÓA PHOTPHORYL HÓAOxidative phosphorylationOXI HÓA PHOTPHORIN HÓAOxidative phosphorylationNADH và FADH được tạo thành trong quá trình đường phân, oxi hóa axit béo và chu trình axit Citric. Những phân tử này rất giàu năng lượng, vì mỗi phân tử chứa một cặp điện tử có điện thế di chuyển cao. Khi các điện tử được sử dụng để chuyển đến phân tử oxi tạo ra nước. Một lượng lớn các năng lượng tự do được giải phóng. Năng lượng tự do này có thể được sử dụng để tạo ra ATP Oxi hóa photphoryl hóa là một quá trình tạo ra ATP, từ kết quả của sự vận chuyển điện tử từ NADH hoặc FADH2 đến O2, qua hàng loạt chất mang điện tử. Quá trình này mang đến không gian của ti thể, nơi chuyên tổng hợp ATP với sinh vật ưa khí.Ví dụ: Oxi hóa photphoryl hóa tạo ra 26 đến 30 ATP khi một phân tử Glucose bị oxi hóa hoàn toàn đến CO2 và H2O.Oxi hóa photphoryl hóa là một khái niệm đơn giản và mang tính khái quát. Thực vậy, cơ chế Oxi hóa photphoryl hóa là một trong những vấn đề thử thách nhất của hóa sinh học. Các dòng vận chuyển điện tử từ NADH hoặc FADH2 đến O2, thông qua phức hợp Protein được tìm thấy bên trong màng trong ty thể, hình thành nên các bơm Proton, để bơm proton H+ ra khoảng không gian giữa hai lớp màng từ nội chất của ty thể . Kết quả, làm thay đổi sự phân bổ của Proton H+ tạo ra Gradien pH, và sự di trú điện tử tiềm tàng tạo ra sức proton di chuyển ATP được tổng hợp khi dòng Proton H+ chảy về nội chất của ty thể thông qua hệ thống enzym phức tạp. Như vậy, sự Oxi hóa các nhiên liệu và Photphorin hóa của ADP, là sự kết hợp bỡi Grandien Proton H+ giữa màng ngoài và màng trong của ty thể Photphorin hóa oxi hóa là đỉnh cao của hàng loạt các quá trình biến đổi năng lượng, quá trình đó gọi là hô hấp của tế bào, hoặc chỉ đơn giản là hô hấp. Đầu tiên, Cacbon kích động bị oxi hóa trong chu trình axit Citric cung cấp electron với điện thế di chuyển cao. Sau đó, các điện tử kích động này di chuyển trong quỹ đạo Proton, Cuối cùng, các điện tử kích động đi vào quá trình Photphorin di chuyển điện thế Việc chuyển đổi điện tử kích động thành proton kích động được thực hiện bởi 3 điện tử mở đầu bơm Proton NADH – Q oxidoreductaza , Q -cytochrome c oxidoreductase,và cytochrome c oxidase. Sự di trú bằng nhiều phức hợp gồm những trung tâm Oxi hóa nhỏ. Bao gồm: Quinon, Flamin,Fe-S, cụm phức hem, ion Cu2+. Giai đoạn cuối cùng của Oxi hóa Phosphoryl hóa được thực hiện bởi ATP – Synthase. ATP – Synthase là một bộ phận tổng hợp, được điều khiển bỡi dòng chảy của Proton H+ về nội chất của ty thể Các Enzym luân phiên nhau như một phần của cơ chế Oxi hóa Phosphoryl hóa, là một sự biểu diễn sinh động về Gradien Proton, là sự chuyển đổi qua lại của năng lượng tự do trong hệ thống sinh học.Hô hấp : là quá trình tạo ra ATP. Trong đó các hợp chất vô cơ (như phân tử oxi) đóng vai trò như là chất nhận điện tử cuối cùng. Các chất cho điện tử có thể là một hợp chất hữu cơ, hoặc một hợp chất vô cơ giàu năng lượng.Phosphoryl oxy hoá là một quá trình trao đổi chất có sử dụng năng lượng, được tạo ra bởi các quá trình oxi hóa các chất dinh dưỡng để sản xuất  adenosine triphosphate (ATP). Mặc dù nhiều hình thức của sự sống trên trái đất sử dụng hàng loạt các chất dinh dưỡng khác nhau, nhưng hầu như tất cả đều thực hiện quá trình phosphoryl oxy hoá để sản xuất ATP Phân tử ATP là nguồn cung cấp năng lượng để chuyển hóa. Điều này có lẽ là con đường phổ biến, bởi vì nó là một cách hiệu quả cao về cung cấp năng lượng so với quá trình lên men, hay các quá trình như đường phân kỵ khí.Trong quá trình phosphoryl oxy hóa, điện tử được chuyển từ hợp chất khử giàu năng lượng đến các chất nhận điện tử như oxy trong phản ứng oxi hóa khử. Các phản ứng Oxi hóa - khử tạo ra năng lượng, được dùng để tạo thành ATPỞ sinh vật nhân chuẩn, các phản ứng Oxi - khử được thực hiện bởi một loạt các phức hợp protein trong ty thể .Trong khi đó, ở sinh vật nhân sơ,  các protein này được nằm ở bên trong màng tế bào. Các bộ liên kết của các enzym được gọi là dây chuyền vận chuyển điện tử. Ở sinh vật nhân chuẩn, năm phức hợp protein chính được tham gia. Trong khi đó ở sinh vật nhân sơ có nhiều enzym khác nhau bằng cách sử dụng một loạt các quá trình cho và nhận năng lượng, được cung cấp bởi các điện tử chảy qua chuỗi vận chuyển điện tử, được sử dụng để vận chuyển proton qua màng trong ti thể, quá trình này gọi là thế năng điện hóa. Điều này tạo ra năng lượng tiềm năng dưới hình thức một gradient pH và thế năng điện hóa qua màng tế bào. Quá trình này tạo ra năng lượng dự trữ được khai thác, bằng cách cho phép các proton H+ chảy ngược lại qua màng, và vận chuyển trở lại vào nội chất thông qua một enzym lớn được gọi là ATP synthase. Năng lượng dự trữ này được Enzyme ATP - synthase sử dụng để tạo ra ATP từ adenosine diphosphate (ADP), trong một phản ứng phosphoryl hóa. Phản ứng này là mở đầu bởi các dòng chảy proton H+ , các dòng chảy proton H+ này thúc đẩy sự quay vòng của các bộ phận của enzym ATP – synthase. ATP – synthase là một động cơ quay .Mặc dù phosphoryl oxy hoá là một phần quan trọng trong chuyển hóa. Tuy nhiên nó tạo ra oxi phản ứng  như: superoxide và hydrogen peroxide,  dẫn đến việc chuyển động của các gốc tự do, gây tổn hại tế bào , gây bệnh và có thể lão hóa. Các enzym thực hiện quá trình trao đổi chất này, cũng chính là những mục tiêu của nhiều loại thuốc , các chất độc và ức chế hoạt động của cơ thể