Thuyết trình Các loại liên kết yếu, liên kết cao năng trong hệ thống sống

KHOA SINH – KTNNLỚP SP SINH CHẤT LƯỢNG CAO K48CÁC LOẠI LIÊN KẾT YẾU, LIÊN KẾT CAO NĂNG TRONG HỆ THỐNG SỐNGNHÓM 3THUYẾT TRÌNHI. Liên kết yếuLiên kết yếu là dạng liên kết dễ bị đứt gãy trong các phản ứng hóa học. Chúng tạo nên cấu trúc không gian của các đại phân tử sinh học, tạo nên đặc tình nổi trội của sự sống.Có các loại sau:Liên kết ionLiên kết hydrogenNgoài ra còn có các loại tương tác:Tương tác Van der WaalsTương tác kỵ nướcI. Liên kết yếu1.1 Liên kết ionLà tương tác tĩnh điện giữa 2 nhóm nguyên tử có điện tích trái dấu.Liên kết giữa các histon với phân tử AND trong nhân nhờ liên kết ion tạo thành cấu trúc nucleosome. Trong liên kết này, histon mang điện tích âm và các nhóm photphat của AND mang điện tích dương.Liên kết này không đóng vai trò quan trọng quyết định cấu hình không gian của các phân tử hữu cơ do liên kết ion k có tính định hướng trong không gian và dễ bị phá vỡ khi có mặt các phân tử nước,I. Liên kết yếu1.2 Liên kết hydrogenLà liên kết khi một nguyên tử Hydro liên kết cộng hóa trị với một nguyên tử có độ âm điện, bị hút tới một nguyên tử khác. Trong cơ thể sống, các nguyên tử khác thường liên kết với hydro là oxy và nito.Năng lượng để phá vỡ một liên kêt Hidro vào khoảng 5 kcal/ mol. Liên kết Hidro trong phân tử ADNNhững nhóm amin và hydroxyl được hình thành do nguyên tử Nito và Oxy liên kết với Hidro, điển hình của liên kết Hidro trong hệ thống sống. Như vậy, liên kết Hidro có vai trò đặc biệt đối với cơ thể sống như duy trì cấu trúc và chức năng AND và protein v.vI. Liên kết yếu1.3 Lực tương tác Van der WaalsTương tác Van der Waals trong proteinLà tương tác không đặc hiệu xuất hiện giữa hai nguyên tử khi chúng tiến đến gần nhau. Tương tác không phụ thuộc tính phân cực của các phân tử mà phụ thuộc vào khoảng cách giữa chúng. Đây là tương tác yếu (1kcal/mol). Liên kết này có vai trò quan trọng trong cấu trúc bậc 3 của protein, tăng tính ổn định của AND. Ngoài ra còn có tương tác kỵ nước có vai trò quan trọng trong việc ổn định mạch polypeptit, phức hợp protein và sự phân bố các phân tử protein trong màng sinh học. Hình thành lớp kép photpholypid trong cấu trúc màng sinh học.II. Liên kết cao năngCác liên kết giàu năng lượng là các liên kết phosphat có cấu trúc anhydrit (ATP, ADP, acetylphosphat, aminoacetylphosphat,...), có cấu trúc enolphosphate, và phosphoguanidiphosphate, cũng như thioester (ví dụ acetyl-CoA) và S-adenosylmethionin.Đặc điểm của liên kết cao năng: không bền, dễ bị thủy phân và giải phóng nhiều năng lượng.Liên kết cao năng trong phân tử Coenzyme AII. Liên kết cao năngLà liên kết giữa các nguyên tố không cùng loại trong 1 chất (O~P,N~P,C~S) và không xuất hiện giữa các nguyên tố cùng loại (N-N,C-C).Chúng tạo nên các hợp chất cao năng: ATP, UTP, CUP, UTP cung cấp năng lượng cho quá trình sinh tổng hợp protein, photpholypid, polysaccarit, trong đó ATP là hợp chất điển hình => các liên kết cao năng trong các hợp chất cao năng có vai trò quan trọng trong hầu hết các hoạt động sống của cơ thể.CÁC KIỂU LIÊN KẾT CAO NĂNGKiểu liên kếtHợp chất G0 Kcal/mol Anhydritphosphoric (pyrophosphat) Nucleositdiphosphat ADP,GDP,XDP,UDP.Nucleosittriphosphat ATP,GTP,CTP,UTP NDP NMP + Pi (- 7)NTP NDP + Pi (-7) Amidinphosphat(Guanidin phosphat) Creatin phosphat Creatin phosphat Creatin Acginin phosphatAcginin phosphat Acginin + Pi (-10,5) Thioeste Acetyl - CoAAcyl - CoA AcetylCoA CoA – SH + Acetat (- 8,8) Vai trò các hợp chất liên kết cao năngUTP cần cho quá trình oxy hóa polysaccarit.XTP cần cho quá trình tổng hợp photpholipidGTP cần cho quá trình tổng hợp proteinATP có vai trò trung tâm trong trao đổi năng lượng ở tế bào và cơ thể sống, là mắt xích liên hợp giữa các phản ứng thu năng lượng và phản ứng sử dụng năng lượngLiên kết cao năng trong phân tử ATPPhân tử ATP phân giải, nhả năng lượng như sau: 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.Phản ứng thủy phân ATP: H2O + ATP ADP + i G = -7,3 kcal/mol (-30,5 kJ/mol)Tuy nhiên ATP trong điều kiện tế bào G khoảng -13kcal/mol, 78% năng lượng lớn hơn năng lượng được giải phóng khi thủy phân ATP trong điều kiện tiêu chuẩn.