Sinh học online, giải trí hài hước

Quá trình photphorin hóa và lý thuyết hóa thẩm

1. Liên kết giàu năng lượng và ATP

Trong tế bào các chất hữu cơ đều chứa năng lượng, khi phân huỷ năng lượng đó sẽ được giải phóng. Năng lượng của các phân tử được cố định trên các liên kết. Các liên kết thường có năng lượng khoảng 0,3 - 3,0 Kcalo/M. Ngoài các liên kết bình thường, một số phân tử còn chứa các liên kết có năng lượng lớn hơn, đó là liên kết cao năng. Những liên kết có năng lượng dự trữ ≥ 6 Kcalo/M thuộc dạng liên kết cao năng, được ký hiệu bằng dấu ∼. Có 3 dạng liên kết cao năng phổ biến:

- Liên kết O ∼ P: đây là dạng liên kết cao năng phổ biến và có vai trò quan trọng nhất trong tế bào. Liên kết cao năng dạng này có trong các phân tử đường - photphat (A 1,3 PG, APEP ...), cacbanyl - P, đặc biệt là trong các nucleotid di, tri - photphat (ADP, ATP, GDP, GTP...). Trong đó quan trọng nhất là ATP.

- Liên kết C ∼ S: là dạng liên kết cao năng có trong các acyl - CoA(acetyl - CoA, sucxinyl - CoA...)


- Liên kết N ∼ P: là liên kết cao năng có trong phân tử creatin - photphat.

Trong các phân tử chứa liên kết cao năng, ATP là phân tử có vai trò rất quan trọng trong tế bào, nó được xem là pin năng lượng của tế bào.

Trong phân tử ATP chứa 2 liên kết cao năng. Trong điều kiện chuẩn năng lượng của liên kết cao năng ngoài cùng là 7,3Kcalo/M, còn liên kết cao năng thứ 2 là 9,6Kcalo/M. Năng lượng này thay đổi tuỳ điều kiện pH, nhiệt độ, nồng độ ATP, áp suất...

Biến động của năng lượng trong liên kết cao năng của ATP ở khoảng 8 - 12Kcalo/M.

ATP vừa có năng lượng lớn đủ thoả mãn cho mọi quá trình xảy ra trong tế bào vừa rất linh động nên năng lượng dễ được huy động cho cơ thể hoạt động:
Atp



2. Photphoryl hoá

Photphoryl hoá là quá trình tổng hợp ATP theo phương trình:

ADP + H3PO4 → ATP + H2O

Để phản ứng này xảy ra cần có năng lượng và enzime ATP - sintetaza xúc tác. Năng lượng cần thiết cho phản ứng đúng bằng năng lượng chứa đựng trong liên kết cao năng 1 (≈ 7,3 Kcalo/M). Tùy nguồn năng lượng cung cấp mà có 2 dạng photphoryl hoá.

Trong hô hấp photphoryl hoá oxy hoá xảy ra theo 2 loại có bản chất khác nhau:

photphoryl hoá mức cơ chất và photphoryl hoá mức coenzime.



* Photphoryl hoá mức cơ chất.

Photphoryl hoá mức cơ chất là quá trình tổng hợp ATP nhờ năng lượng thải ra của phản ứng oxy hoá trực tiếp cơ chất. Trên toàn bộ con đường biến đổi oxy hoá phân tử glucose theo con đường đường phân - chu trình Crebs, có 2 phản ứng oxy hoá liên kết với photphoryl hoá ở mức cơ chất.

- Trong giai đoạn đường phân:
đường phân


Phản ứng tổng hợp ATP ở đây xảy ra nhờ năng lượng thải ra từ phản ứng oxy hoá AlPG nhờ NAD+.

- Trong chu trình Crebs
chu trình crep


Phản ứng tổng hợp xảy ra trong trường hợp này nhờ năng lượng thải ra từ phản ứng oxy hoá cơ chất A. α cetoglutaric.

Quá trình oxy photphoryl hoá mức cơ chất tích luỹ không quá 10% toàn bộ ATP được tạo ra trong hô hấp nên ý nghĩa không lớn lắm. 90% năng lượng ATP còn lại được tích luỹ qua quá trình photphoryl hoá mức coenzime hay qua chuỗi hô hấp. 

  * Photphoryl hoá mức coenzime. 

 Khi vận chuyển H2 từ cơ chất đến O2, chuỗi hô hấp thực hiện nhiều phản ứng oxy hoá khử. Các phản ứng đó làm cho năng lượng giải phóng từ từ. Nếu giai đoạn nào trên chuỗi hô hấp có đủ điều kiện về năng lượng có enzyme xúc tác thì quá trình tổng hợp ATP xảy ra. Các phản ứng tổng hợp ATP, đó là photphoryl hoá mức coenzime hay photphoryl hoá qua chuỗi hô hấp. Về cơ chế quá trình photphoryl hoá qua chuỗi hô hấp đã được nhiều tác giả nghiên cứu trong thời gian dài. 

Thuyết do Mitchell đưa ra năm 1962 gọi là thuyết hoá thẩm, đã giải thích cơ chế photphoryl hoá một cách hợp lý và được quan tâm nhiều hơn cả. Thuyết hoá thẩm nêu lên cơ sở cho sự liên kết dòng điện tử trong chuỗi hô hấp với sự photphoryl hoá ở ty thể của màng ty thể. Sự chênh lệch này được tạo ra do sự vận chuyển e- và H+ qua màng làm cho sự tích luỹ e- và H+ ở 2 phía của màng trong ty thể chênh lệch nhau tạo nên thế năng điện hoá. Thế năng điện hoá này được giải phóng nhờ các hệ thống bơm proton sẽ cung cấp năng lượng cho phản ứng tổng hợp ATP.

 Trong quá trình hô hấp, các e-tách ra từ cơ chất ty thể được chuyển theo chuỗi hô hấp trên màng ty thể. Các điện tử được chuyển vào mặt trong của màng trong ty thể, tức là vào cơ chất ty thể, làm cho phía này của màng trong ty thể tích điện âm. Ngược lại, H+ được vận chuyển qua chuỗi hô hấp để đẩy ra mặt ngoài của màng trong ty thể, tức là vào khoảng không gian giữa 2 lớp màng của ty thể, làm cho phía này tích điện dương. Kết quả sự vận chuyển đồng thời e- và H+ tạo nên sự chênh lệch điện thế giữa 2 mặt của màng trong ty thể, đó là “thế năng điện hoá” hay còn gọi là “thế năng màng” hay “gradien điện thế”. Sự chênh lệch H+ ở 2 phía của màng trong tạo nên “gradien proton”. Các gradien điện thế cùng với gradien proton tạo nên động lực proton.

 Giá trị thế năng proton này được coi như năng lượng tự do của proton, tương đương 7,3 Kcalo đủ để thực hiện phản ứng tổng hợp ATP. Việc chuyển thế năng proton thành năng lượng để tổng hợp ATP thực hiện nhờ các bơm proton, đó là các ATP sintetase. Bơm proton làm nhiệm vụ bơm H+ từ lớp đệm giữa 2 màng ty thể đi qua lớp màng trong ty thể để vào cơ chất ty thể. Như vậy, bơm proton đã làm cho H+ đi ngược chiều con đường vận chuyển H+ trong chuỗi hô hấp. Hoạt động của bơm proton đã giải phóng năng lượng hoá thẩm, năng lượng đó dùng để tổng hợp ATP, có nghĩa là bơm proton đã chuyển năng lượng dự trữ trong thế năng proton (gradien proton) thành động năng để thực hiện phản ứng tổng hợp ATP. Khi vận chuyển H2 từ cơ chất đến O2, chuỗi hô hấp đã tổng hợp được 3 ATP.

Theo GTSHTB
 DOWNLOAD:

Không có nhận xét nào:

Số lượt xem tháng trước

Bài đăng phổ biến

Bài đăng nổi bật

Shop hoa tươi Quận 1 (GIAO HOA NHANH)

Đà Lạt- xứ sở mộng mơ với biệt danh thành phố ngàn hoa là địa điểm lí tưởng mà nhiều người chọn đi du lịch. Đến đây ...