Đề tài Sử dụng ATP trong tổng hợp lipid

CHUYÊN ĐỀ NĂNG LƯỢNG SINH HỌCSỬ DỤNG ATP TRONG TỔNG HỢP LIPIDHọc viên: Dương Thị QuyênLớp: Sinh học thực nghiệm K14TỔNG QUAN VỀ ATP 1. CẤU TRÚC ATP Năng lượngATPVậy ATP có cấu trúc như thế nào?- Thành phần thứ nhất: là đường 5C gọi là riboza, được dùng làm bộ khung để gắn 2 thành phần khác vào.- Thành phần thứ 2: là Adenine. Adenine là một bazơ nitơ có chứa 2 nguyên tử N ở trong phân tử. Mỗi nguyên tử N trong vòng có chứa 1 cặp điện tử không phân chia nên có khả năng hút các proton.- Thành phần thứ 3: là nhóm 3 phosphate liên kết với nhau thành 1 chuỗi; liên kết giữa các gốc phosphate là liên kết kiểu anhydrid nằm thẳng hàng. Hai liên kết cộng hóa trị nối 3 gốc phosphate này với nhau được gọi là liên kết cao năng Như vậy: Liên kết phosphat cao năng có đặc điểm là mang nhiều năng lượng nhưng lại có năng lượng hoạt hoá thấp nên dễ dàng bị phá vỡ và giải phóng năng lượng 2. CHỨC NĂNG ATP ATP là hợp chất giàu năng lượng tồn tại trong cơ thể sống. Nếu so với những hợp chất cao năng khác, những hợp chất chứa năng lượng khác trong cơ thể sống thì ATP có mức dự trữ năng lượng cao hơn nhiều. Những nghiên cứu đầy đủ cho thấy rằng, ở pH=7 khi thuỷ phân liên kết photphat cuối cùng của ATP thì giải phóng ra 7,8 kcal/mol và khi thuỷ phân liên kết photphat ở giữa giải phóng ra 9,4 kcal/mol. Trong khi đó, hầu hết các phản ứng sinh hóa xảy ra trong cơ thể cần năng lượng hoạt hóa dưới 7,3 kcal/mol. Điều đó có nghĩa là ATP đáp ứng được nhu cầu năng lượng của hầu hết các phản ứng sinh hoá trong cơ thể. B. SỬ DỤNG ATP TRONG TỔNG HỢP LIPID Lipid là một trong những thành phần phổ biến nhất có trong động vật và thực vật.Phân loạiLipid đơn giảnLipid phức tạp Là este của alcol và acid béo Gồm: + Triaxilglixerol + Sáp + Sterit- Trong thành phần ngoài alcol và acid béo còn có các thành phần khác như phosphoric, colin, saccharid.Gồm: + Glixerophospholipid + Glixeroglicolipid + Sphingophospholipid + Sphingoglicolipid I. SINH TỔNG HỢP ACID BÉOII. TỔNG HỢP LIPID ĐƠN GIẢNIII. TỔNG HỢP LIPID PHỨC TẠPTỔNG HỢP LIPIDVậy ATP được sử dụng như thế nào trong các quá trình nói trên? I. SINH TỔNG HỢP ACID BÉOII. TỔNG HỢP LIPID ĐƠN GIẢNIII. TỔNG HỢP LIPID PHỨC TẠPTỔNG HỢP LIPIDVậy ATP được sử dụng như thế nào trong các quá trình nói trên?I. SINH TỔNG HỢP ACID BÉOLipid thường chứa các acid béo hoặc dẫn xuất của acid béo. Acid béo được tổng hợp từ acetyl CoA Trước hết, acetyl-CoA cần được carboxyl hóa thành malonyl-CoA nhờ acetyl-CoA carboxylase. Quá trình này được hoạt hóa bởi ATP.CH3COSCoA + CO2 + ATP COOHCH2COSCoA + ADP + Pv (Acetyl- CoA) (Malonyl – CoA) CH3-CO-S-CoAACP-SHCoA-SH1CH3-CO-S-ACP(Acetyl-ACP)COOH-CH2-CO-SCoAACP-SHCoA-SHCOOH-CH2-CO-S-ACP(Malonyl-ACP)2CH3-CO-CH2-COS-ACP(Acetoacetyl-ACP)CH3-CHOHCH2-CO-S-ACP H2O(β-oxybutyryl-ACP)53NADH2NADP +(Crotonyl-ACP)CH3-CH = CH-CO-S-ACPCH3CH2CH2CO –S-ACP NADH2NADP +64Malonyl-ACPDẫn xuất ACP của acit béo(C6)Acid béo tự doACP-SHCO 2(Butyryl-ACP) Sự tổng hợp acid béo no và không no ở giai đoạn đầu giống nhau. Trước hết acid béo no được tổng hợp sau đó hình thành acid béo không no bằng cách oxi hóa các acid béo tương ứng.Acid béo no	 Acid béo không noFADFADHTăng trưởng nhờ hệ enzyme synthetase acid béoPalmitoyl-CoAStearyl-CoATrong bào tương của tế bào động-thực vậtOleyl-CoATrong màng nội chất của thực vậtLinoleyl-CoATrong màng nội chất của thực vậtLinolenoyl-CoACác acid béo có nhiều lk nối đôi hơnE.coli và các vi khuẩn H 2O kỵ khí khácO3,4 cisTăng trưởng nhờ hệ enzyme synthetase acid béoS-ACPS-ACPĐộng vật thực vậtVi sinh vật hiếu khíO 2NADP.H9,10 cisPalmitoleyl-CoTăng trưởngVarenoyl-ACPTrong màng nội chất của tế bào gan Arachidonyl-CoAHình: Các con đường sinh tổng hợp của acid béo không noβ-Oxydecanoyl-ACPĐiển hình của quá trình tổng hợp lipid đơn giản là quá trình tổng hợp triacylglycerin( hay còn được gọi là triglycerid). Triglycerid được tổng hợp từ L- glycerol-3-photphate và các dẫn xuất coenzymeA của acid béoVí dụ về một phân tử triglyceride. Phần bên trái: glycerin, phần bên phải từ trên xuống: axit palmitic, axit oleic, axit alpha-linolenicII. TỔNG HỢP LIPID ĐƠN GIẢN ATPADP Chất tiền thân để tổng hợp triglicerid là glycerin tự do. Quá trình này cần sự tham gia hoạt hóa của ATPGlycerinGlycin-1-phosphatAcid béo2Acyl~S.CoA2CoA.SH + 2ATP2AMP + P~P Phosphatidic2CoS.SH Glycerin hình thành hoặc do phân giải kỵ khí hidratcacbon hay phân giải chất béo. Sản phẩm trung gian quan trọng đối với quá trình này là acid phosphatidic, tạo thành nó có thể từ glycerin, acid béo và ATP từ dịch chiết ở gan. Glycerin-1-phosphat cũng có thể được hình thành từ dioxyacetonphosphat nhờ Glycerin-1-phosphatdehydrogenase. Sau đó dẫn đến tổng họp tryglycerid bằng cách tách phosphat vô cơ và phản ứng với phân tử acid béo hoạt động thứ ba và thải CoASH.CH2OHC = OCH2ODihydroxy aceton photphate PNADH + H+NAD+CH2OHHO – CHCH2OPglycerol – 3 – photphate glycerophosphate dehyrogenase + 2RCOSCoA CH2OCORCHOCORCH2OPAcid béo dạng axylCoAAcid phosphatidicCH2OCORCHOCORCH2OHH2O PiDiglyceridglixerophosphattransferasephosphataseRCOSCoA CH2OCORCHOCORCH2OCORTriglyceridtransaxylase Triglycerid được tổng hợp và tích lũy trong các mô dự trữ của động vật và thực vật. Trong cơ thể động vật quá trình tích lũy này được đẩy mạnh khi thức ăn có hàm lượng glucid caoHàm lượng glucose trong máu tăng đồng thời cũng tăng mức độ dự trữ glycogen trong tế bào. Hàm lượng ATP cũng tăng lên → ức chế chu trình acid tricarboxylic → acid citric bị phân giải dưới tác dụng của enzyme citrate liase Citrate + CoA – SH + ATP 	Oxaloacetate + Acetyl – CoA + ADP + PiOxalocetate có thể bị khử thành malate và sau đó bị oxy hóa và decarboxyl hóa thành acid pyruvicAcetyl – CoA được sử dụng để tổng hợp acid béo và sau đó cùng với glycerol – 3 – phosphate tổng hợp lipid dự trữ → quá trình tích lũy mỡ tăng cườngQuá trình tích lũy mở được thúc đẩy do acid citric có tác dụng hoạt hóa enzyme acetyl – CoA carboxylase. Insulin tăng quá trình tích lũy mỡ do nó làm tăng hoạt tính cảu enzyme tổng hợp lipidỞ động vật phosphatidylcholine và Phosphatidylethanolamine còn có thể tổng hợp bằng con đườngCholine + ATP Phosphatidylcholine + ADPCTP + Phosphatidylcholine 	 Cytidinediphosphatecholine + PPvc Cytidinediphosphatecholine + Diacylglycerine 	Phosphatidylcholine + CMP III. TỔNG HỢP LIPID PHỨC TẠP Nếu ethanolamine thay vào vị trí của choline trong các phản ứng trên thì sản phẩm sẽ là phosphatidylethanolamine Phosphatidylinoside thông qua các nhóm – OH tự do của gốc inositol có thể nhận từ ATP một, hai nhóm phosphate và liên kết với nó một cách lỏng lẻo, nhờ đó phosphatidylinoside thực hiện được chức năng vận chuyển phosphate qua màng Tổng hợp cholesterol Tổng hợp cholesterol Tổng hợp cholesterolbáo cáo đến đây là kết thúc