Các con đường trao đổi chất đồng hóa

      Các phản ứng đồng hoá là những phản ứng tổng hợp. Chúng đòi hỏi năng lượng và một nguồn chất trao đổi. Năng lượng cho sự đồng hoá được cung cấp bởi ATP sinh ra trong các phản ứng dị hoá của sự hô hấp hiếukhí, hôhấp kị khí và lên men và nhờ các phản ứng mở đầu trong quang hợp. Đường phân, chu trình Krebs , và con đường pentozophotphat cung cấp 12 tiền chất trao đổi cơ bản mà từ đó toàn bộ các đại phân tử và các cấu trúc tế bào có thể được hình thành. Một số vi sinh vật như E. coli có thể tổng hợp toàn bộ 12 tiền chất; các cơ thể khác như con người phải lấy một số tiền chất trong khẩu phần thức ăn của mình

     Nhiều con đường trao đổi chất đồng hoá diễn ra theo chiều ngược lại với con đường trao đổi chất dị hoá mà chúng ta đã thảo luận, do vậy nhiều trong số các nguyên liệu kể ra sau đây đã được thảo luận chỉ theo một nghĩa trong phần nói về dị hoá. Các phản ứng có thể tiến hành theo cả hai hướng – đồng hoá và dị hoá – được gọi là các phản ứng hai chiều. Các phần sau đây sẽ thảo luận về quá trình tổng hợp các hiđratcacbon, lipit, amino axit và nucleotit.

 trao đổi chất đồng hóa


Sư sinh tổng hợp hiđratcacbon

     Như chúng ta đã thấy, đồng hoá bắt đầu ở các sinh vật quang hợp bằng sự cố  định cacbon nhờ các enzim của chu trình Calvin- Benson để tạo thành các phân tử G3P. Các enzim sẽ sử dụng G3P như là điểm khởi đầu để tổng hợp các loại đường, các polisaccarit phức tạp như tinh bột, xenluloza dành cho thành tế bào b tảo và peptiđoglican cho thành tế bào của vi khuẩn. Động vật và nguyên sinh động vật tổng hợp phân tử glicogen dự trữ.

     Một số tế bào có khả năng tổng hợp các loại đường từ các tiền chất phi hiđratcacbon như các amino axit, glixerol, và các axit béo bởi các con đường trao đổi chất tập hợp lại được gọi chung là sự tái tạo mới glucoza. Hầu hết các phản ứng tái tạo mới glucoza đều là các phản ứng hai chiều, diễn ra bằng cách sư dụng các enzim của con đường đường phân ngược, song bốn phản ứng trong số này đòi hởi các enzim không thuận nghịch. Sự tái tạo mới glucoza gồm những phản ứng thu nhiệt cao và chỉ có thể diễn ra nếu có đủ nguồn năng lượng.





Từ khóa tìm kiếm nhiều: bài tập sinh học, quang hợp

Các con đường trao đổi chất dị hóa

Sự phân giải lipit

      Lipit hay tham gia nhất vào sự sản sinh ATP và chất trao đổi là các chất béo, được cấu tạo từ glixerol và các axit béo. Trong bước đầu tiên của sự phân giải chất béo, các enzim có tên là lipazasẽ thủy phân các liên kết nối glycerol với các chuỗi axit béo.

      Các phản ứng tiếp theo sẽ phân giải tiếp tục các phân tử glicerol và axit béo. Glicerol được chuyển hoá thành DHAP, chất này, như là một cơ chất của con đường đường phân sẽ được oxi hóa thành axit piruvic. Các axit béo được phân giải trong một quá trình dị hóa có tên là beta-oxi hóa (“Beta” là một phần trong tên của quá trình này là vì các enzim sẽ phân giải liên kết nằm ở nguyên tử cacbon thứ hai nếu tính từ đầu tận cùng của một axit béo, đồng thời beta cũng là từ thứ hai trong bảng chữ cái chữ Hy Lạp). Trong quá trình này, các enzim sẽ cắt nhiều lần các cặp nguyên tử cacbon đã được hiđro hóa và nối từng cặp này với coenzim A để tạo thành acetyl-CoA cho đến khi toàn bộ axit béo được chuyển hóa thành các phân tử acetyl-CoA. NADH và FADHj sẽ được sinh ra trong quá trình beta-oxi hóa và các phân tử này sẽ được sinh ra nhiều hơn khi acetyl-CoA được sử dụng trong chu trình Krebs để phát sinh ATP. Giống như trong trường hợp của chu trình Krebs, các enzim tham gia vào sự beta-oxi hóa nằm trong tế bào chất ở các sinh vật nhân sơ và trong ti thể ở các sinh vật nhân chuẩn.


axit béo


Sự phân giải protein  

      Một số vi sinh vật, đặc biệt là các vi khuẩn làm hỏng thực phẩm, các vi khuẩn gây bệnh, và nấm, thường phân giải như là một nguồn năng lượng và chất trao đổi quan trọng. Hầu hết các vi sinh vật khác chỉ phân giải protein và các amino carbon thành phần của chúng khi nguồn hoặc chất béo không được cung cấp.

       Nói chung, protein quá lớn để có thể qua màng tế bào, do vậy ví sinh vật tiến hành bước đầu tiên trong quá trình phần giải protein ở bên ngoài tế bào bằng cách tiết ra các proteaza – enzim phân giải protein thành các amino axit thành phần của chúng. Khi đã được giải phóng ra nhở hoạt động của các proteaza, các ammo axit sẽ được vận chuyển vào bên trong tế bào ở đó các enzim đặc hiệu sẽ cắt các nhóm amin trong một phản ứng được gọi là loại amin hóa. Các phân tử nhận được sẽ đi vào chu trình Krebs còn các nhóm amin sẽ được tái quay vòng để tổng hợp các amino axit khác hoặc được tiết ra dưới dạng các chất thải có chứa nitơ như amoniac (NH,), ion ammoni (NH4+), hoặc oxit trimetylamin (chất này có cồng thức hoá họq là (CH,)3NO và được viết tắt là TMAO. TMAO giữ một vai trò đáng chú ý trong sự sản sinh ra mùi mà chúng ta gọi là “mùi cá”.

       Cho đến nay, chúng ta đã nghiên cứu sự phân giải các hiđratcacbon, lipit, và protein. Bây giở chúng ta sẽ chú ý vào sự tổng hợp các phân tử này bằng cách khởi đầu với các phản ứng đồng hoá của quang hợp.


Từ khóa tìm kiếm nhiều: hô hấp ở thực vật, lên men