Sinh Hoc Dai Cuong _ 2007

8/3/2019 Sinh Hoc Dai Cuong _ 2007

1/116

SINH HC I CNG 2007 TRANG 1

GIO TRINH SINH HC I CNG

4 VHT

M U

Chng I SINH HC - KHOA HC V S SNG

1.1. CC KHI NIM C BN V SINH HC

Sinh hc c th ni l khoa hc v s sng. Trong sinh hc bao gmnhiu lnh vc nghin cu nh thc vt hc, ng vt hc, vi sinh vt hc, t

bo hc, sinh l hc, di truyn hc, S pht trin ngy cng mnh cangnh khoa hc ny xut hin thm nhiu b mn mi ca sinh hc nh sinhhc phn t, cng ngh gen, cng ngh sinh hc, Sinh hc tp hp nhng

kin thc khng l v s sng.Sinh hc i cng cung cp cho sinh vin nhng kin thc v cu to

v hot ng ca t bo sng. L nhng lin thc c s quan trng v ssng, v cu to t bo, v s phn chia t bo to nn mt th h mi, vqu trnh chuyn ho v tch lu nng lng cng nh c s khoa hc v ccqu trnh vn ng sinh hc v qu trnh tin ho.

Sinh hc nghin cu s a dng ca cc c th sng, cu to chc

nng, tin ho, pht trin c th v nhng mi tng quan vi mi trngchung quanh ca chng [1].

Sinh hc l mt tp hp khng l v cc hc thuyt v c th sng.Trong ngnh khoa hc ny ngi ta thng phn chia ra thnh cc lnh vc

nh thc vt hc, ng vt hc, vi sinh vt hc - l kiu phn chia theoc im loi ca sinh gii, ngoi ra nghin cu v cu to bn trong c

th, chc nng v s pht trin, cc nh nghin cu cn phn chia thnh ccb mn nh gii phu hc, sinh l hc, phi sinh hc, di truyn hc, ... Tuyvy ton b cc sinh vt trn tri t, d l ng vt, thc vt hay vi sinh vtth mi c th u c to thnh t n v cu to ca s sng l t bo.

T bo mi c hnh thnh bng cch phn chia t cc t bo banu. C nhiu loi t bo, tuy nhin cc t bo u c nhng c im cu to

v thnh phn ho hc c bn ging nhau nh mng t bo, t bo cht v cc

bo quan.

Tai lieu chia se tai: wWw.SinhHoc.edu.vn



2/116


Cc sinh vt trn tri t u tun theo cc nh lut vt l v ho hc.Mc d cc qu trnh ho hc xy ra trong c th sng rt phc tp tuy nhincc kt qu nghin cu u chng minh rng nhiu qu trnh phc tp xy ra

trong t bo sng cng c th thc hin c bn ngoi c th trong nhng

iu kin thch hp. iu khng nh rng khi con ngi hiu bit mtcch y v cc h thng sng v cch vn hnh ca chng th con ngic th ti to c s sng t vt liu khng sng.

T bo lm nhim v chuyn ho nng lng, chng bin i nnglng ho hc ca thc n thnh nng lng c th s dng cho hot ngsng ca c th. Ch c cy xanh c cha dip lc l c th thu nng lng

nh sng, chng s dng nng lng mt tri cng vi cc cht v c nhnc, kh CO2 tng hp nn hp cht hu c nh ng, tinh bt, xenlulo,

thng qua qu trnh quang hp. Cy xanh l nhng sinh vt t dng c khnng chuyn nng lng nh sng thnh nng lng ho hc tch lu trongcc hp cht hu c. Tt c cc sinh vt di dng khc nh ng vt, vi sinhvt s dng cc cht hu c do cy xanh tng hp lm ngun thc n v t

bo lm nhim v bin i nng lng ho hc c mt trong thc phm thnhcc dng nng lng cn thit cho c th sng.

ng vt, thc vt v vi sinh vt, mi loi c nhng c im khc bitv cu to ca c th sng tuy nhin trong cu to t bo gia chng cng c

nhiu im chung ging nhau, i khi kh c th tch bit c, c v cuto v chc nng.

S tin ho ca cc sinh vt trn tri t nh th no cng l mt trong

nhng nhim v nghin cu ca sinh hc. Nhiu nh nghin cu trit hc vt nhin nu ra cc quan nim v s tin ho ca sinh vt, nhng ch saukhi S. Darwin xut bn cun sch "Ngun gc cc loi bng con ng chnlc t nhin" vo nm 1859 th hc thuyt tin ho mi c ch ti. Trongquyn sch ny Darwin gii thch v s tin ho ca cc loi thng qua

chn lc t nhin.Mt khi nim quan trng l s tng quan gia c th sng v mi

trng xung quanh. T nhng nghin cu t m v cc qun x thc vt, ngvt trn tri t ngi ta rt ra c rng cc c th sng phn b mt

vng nht nh u nm trong mi tng quan cht ch ln nhau v vi mitrng chung quanh. Khi qut ny cho thy cc dng cc dng ng vt vthc vt khc nhau khng phn b trn tri t mt cch ngu nhin m




3/116


chng c tc ng qua li vi nhau v vi mi trng sng bn ngoi. Giasinh vt sng v mi trng sng lun c mi quan h khn kht vi nhau. Vth nn khi ta nghin cu mt c th sng mt ni no th chng ta phi

quan tm n mi trng sng v phn tch mi quan h qua li gia

chng. Nghin cu v mi quan quan h qua li gia mi trng v c thsng l c bit quan trng. Con ngi cng c mt v tr quan trng trongth gii sinh vt, vai tr ca con ngi trong qu trnh chn lc nhn to, gpphn nh hng s pht trin ca mt s loi, v vy nn chng ta nn quantm n vai tr ca con ngi trong s pht trin ca sinh hc, c bit l

hin nay vi s hiu bit su sc v di truyn hc con ngi to ra nhiu

loi sinh vt c nhng tnh cht mi m thin nhin cha c.

1.2. LCH S PHT TRIN CA SINH HC

Sinh hc l mt ngnh khoa hc xut hin rt sm, t thi c xa conngi c th xc nh c loi ng vt no c th n c, loi nonguy him cho con ngi. i vi thc vt cng vy, con ngi tmnhng cy thuc cha bnh. Aristos (384-322 trc cng nguyn) l mt

trong nhng nh trit hc Hy lp v i nht. Trong cun sch "Historia

animalium" m t nhiu loi ng vt, ng nghin cu kh t m v spht trin ca mt s loi nh s pht trin ca g con, s sinh sn ca cmp, ca ong.

Nhn chung sinh hc m t chim u th trong thi gian pht trin banu. Cc nh nghin cu v ng, thc vt hc th m t cc loi, Cc nh

gii phu hc th m t cu to ca cc c quan trong c th...

Mt s nt c bn v s pht trin ca sinh hc c th m t nh sau:

- Giai on trc th k 17, quan nim cc t bo sng c hnh

thnh bng con ng t sinh. Nm 1680 Redi nh quan nim trnbng mt th nghim n gin sau y: ng dng 3 ci bnh sau cho

tht vo, bnh th nht ng h, bnh th hai ng dng vi mng mng btli, cn bnh th ba ng dng ming da thuc bt cht li. Sau khi mt thigian tht trong c ba bnh u b thi nhng di ch xut hin trong tht bnh h, bnh th hai th c xut hin mt t di pha trn vi mng bt, nhng

tht trong bnh th hai v bnh th 3 th khng c di. Nh vy Redi chng minh rng "con di" khng th t sinh ra trong tht thi c mchng n ra t trng ca do rui ra trn tht. Sau ny L. Pasteur cng




4/116


bng mt th nghim n gin chng minh rng cc vi sinh vt cngkhng th xut hin c bng con ng t sinh t vt cht khng sng.ng dng hai bnh cu trn c c, rt vo hai bnh mi trng dinh dng,

bnh th nht c thng h, bnh th hai ng ko cong c bnh thnh hnh ch

S. Mi trng dinh dng trong hai bnh c un si dit cc vi sinh vtc mt trong . Sau khi mt thi gian thy rng trong bnh c thng xuthin cc vi sinh vt, nhng vi sinh vt ny ri t bn ngoi vo, trong khi bnh c c hnh ch S khng xut hin vi sinh vt, mt d mi trng dinhdng cng khng tch bit vi khng kh bn ngoi nhng chng khng

xm nhp dc l do chng b gi li ng cong. Tip theo Pasteur cng

cng minh rng nu b gy ng cong th vi khun nhanh chng xut hin cnnu gi nguyn th c th lu di m khng c vi khun. Qua cho thycc vi khun khng xut hin bng con ng t sinh m chng c trongkhng kh v ri vo mi trng dinh dng cng vi cc ht bi.

A

B

C

Hnh 1-1: Cc th nghim ca Pasteur

Chng ta u bit rng hin nay khng c s t sinh ca s sng,nhng chc chn rng hin tng t sinh din ra hng t nm trc y khi

s sng xut hin ln u tin trn hnh tinh chng ta.

Cng vi s pht trin ca vt l hc knh hin vi c sng ch vhon thin, cho php cc nh sinh hc quan st c nhng vt th nh, pht

hin t bo, vi khun, virus, ... Trong th k 19 sinh hc t bo pht trin mtcch mnh m nh knh hin vi ngy mt hon thin vi phng i ngy

cng cao. Nm 1833, Brao m t nhn ca t bo thc vt. Nm 1880,




5/116


Flemin m t nhim sc th. Nhng pht hin ny l nn mng cho ccnghin cu pht hin ra cc giai on ca qu trnh phn bo nguyn phn vtip theo l gim phn. Cc lnh vc khc nh thc vt hc, ng vt hc,

phi sinh hc, vi sinh vt hc cng pht trin mnh m trong giai on ny.

S pht trin mnh m ca vt l, ho hc, ton hc to iu kinthun li cho cc nh nghin cu sinh hc. Trong th k 20, sinh hc pht

trin vi mt nhp iu phi thng, vi nhiu pht minh quan trng nh cuto ca protein, axit nucleic. Mt s ngnh sinh hc mi nh di truyn hc,cng ngh sinh hc xut hin.

1.3. CC NG DNG THC TIN CA SINH HC

Ngy nay, nhng kt qu nghin cu v l lun sinh hc c ng

dng vo nhiu lnh vc nh y, dc, nng nghip, cng nghip thc phm, bo v mi trng, ... Ngnh cng ngh sinh hc ng vai tr quan trng

trong nghin cu ng dng tin b sinh hc trong i sng v pht trin kinht.

1.3.1. ng dng trong nng nghip

S dng cc kin thc sinh hc v cu to t bo, sinh l thc vt, ditruyn, ... ngy nay, con ngi to ra c nhiu ging mi, xy dng ccphng php chn ging cy trng vt nui: nh vy m tng nng xut

cy trng, to ra nhng sn phm mi gp phn pht trin kinh t.1.3.2. ng dng trong sn xut

Mt s cht hu c nh axit xitric, axit axetic, axit glutamic v mt s

vitamin c sn xut bng con ng sinh hc thng qua s dng ccchng vi sinh vt c kh nng ln men.

1.3.3. ng dng trong y, dc

Khng sinh cha bnh hon ton c sn xut bng con ng

sinh hc. Nhng hiu bit v cu to v sinh l ca con ngi gip cc bcs chun on bnh cho bnh nhn v cha bnh. ng dng c gi tr u tin

ca sinh hc trong y t l tim vacine - kt qu nghin cu ca Pasteur. Ngynay, vic chun on bnh thng qua s dng k thut ADN cho kt qu rt

ng tin cy. Vic s dng cng ngh gen trong y hc m ra mt kh nngcha bnh bng liu php gen, ngha l sa cha nhng gen b h gy bnhthnh gen lnh.




6/116


1.3.4. ng dng trong cng ngh thc phm

Nhng nghin cu v hon thin cc qui trnh ln men da vo vic sdng cc chng mi, chn lc bng con ng sinh hc gip tng nng sut

v hon thin sn phm c thc hin trong sn xut thc phm, c bit l

sn xut cc sn phm sa ln men nh fomat, sa chua. Trc 1950 tinh btc thu phn ch yu bng axit, nhng hin nay ch yu c thu phn

bng enzyme. Trong cng ngh sn xut ru, cn v nc ung ln menhin nay cng ngy cng hon thin vi vic s dng cc ging mi c nngsut cao v hon thin qui trnh. Nh nhng kt qu nghin cu chn gingc hiu qu ln men cao bng cc con ng sinh hc gip cc nh sn

xut thc phm to ra cc sn phm c nng sut v cht lng cao.




7/116


Chng II SINH HC T BO

Sinh hc l mt tp hp khng l cc s kin v l lun (hc thuyt) vcc c th sng. sp xp khi ti liu khng l y, thng ngi ta tchbit s nghin cu thc vt (thc vt hc) vi s nghin cu ng vt (ngvt hc), tch bit s nghin cu cu trc ca c th (hnh thi hc hoc giiphu hc) vi s nghin cu chc nng ca c th (sinh l hc). Tt c s spxp v phn chia nh vy u l tng i - bi v, mc d c nhng s khcbit gia chng, vn c rt nhiu nhng ci chung i khi khng th no tchbit, nh khi nghin cu chc nng ca mt c quan no iu cn thit l

phi bit cu trc ca c quan . V th, c l tt hn c l phn chia sinhhc ph hp vi mc khc nhau ca t chc sinh vt.

S sng ch ra knh hin vi v vic p dng n vo u th k th 17 nghin cu cc c th sng to ra mnh t cho vic xut hin hcthuyt t bo - hc thuyt do Matriaxa Slyen v Teodo Soan xng vonm 1838. Hc thuyt ny pht trin mt cch mnh m vi s hon thin caknh hin vi. T bo l mt n v c bn v cu trc v chc nng ca vtcht sng.

S hon thin knh hin vi v s pht minh knh hin vi in t toiu kin cho vic pht hin ra nhng t chc mi - t chc di t bo nhriboxom, mitochondri v cc bo quan khc ca bo cht. Nh c knh hinvi in t, cng vi vic phn tch cc cu trc bng tia Rngen, bng cnghng in t ht nhn, ... cho php thu nhn c ngy cng r hn v hnhdng cc phn t cu to nn c th sng, kt hp chng li thnh nhng hpphn cu trc ln hn, v d nh mng. S pht trin mt cch nhanh chngcc phng php ha hc v vt l cho php xc nh trnh t sp xp ccaxit amin trong protein, cc nucleotit trong ADN v ARN, ...

Ngy nay sinh hc phn t lm sng t nhng bin i vt cht vbin i nng lng - l nhng bin i c trng cho cc hin tng sng.

Trong chng ny chng ta s i su nghin cu v cu trc t bo quacu trc ca mt loi n bo l vi khun, s sinh sn v pht trin cachng, s quan h qua li gia t bo sng v mi trng xung quanh.

2.1. CU TRC T BO




8/116


2.1.1. i cng v t bo

Ngi ta thng nh ngha sinh hc l "khoa hc v c th sng"nhng trc ht chng ta cn phn bit ci "sng" v ci "khng sng". Rtd dng thy rng, con ngi, cy tre, bi hng, con giun, con c, ... l nhng

vt sng - cn tng , hn si l vt khng sng.Hu ht tt c cc c th u cu to t nhng n v ring bit gi l

t bo. T bo l mt n v c bn v cu trc v chc nng ca vt chtsng. Mi mt t bo l mt n v c lp, cn nhng qu trnh din ratrong c th l mt s t hp cc chc nng c iu chnh ca cc t bo.Cc t bo c th rt khc nhau v kch thc, hnh dng v chc nng. Cth ca mt s ng vt nh nht ch gm mt t bo. Cc c th khc v dcon ngi c cu to t nhiu t t bo lin kt li vi nhau.

cc thc vt v ng vt khc nhau v cc c quan khc nhau cacng mt ng vt hay thc vt, cc t bo a dng v kch thc, hnh dng,mu sc v v cu to bn trong. V d nh cy xanh, t bo r cy honton khc vi t bo ca l, t bo r khng c mu xanh v n khng chacc ht sc t nh dip lc - cn t bo l, ngc li, cha cc ht sc t cbit l dip lc lm nhim v quang hp to nn cc cht hu c nuicy; hay c th ngi t bo gan khc vi t bo ca c bp v khc vi tbo ca mt, ... Bi v, i vi cc c th sng a bo nh cy xanh, conngi, ... th cc t bo mi c quan c nhim v v chc nng khc nhaunn v c im c to c nhng im khng ging nhau.

Tuy vy, tt c cc t bo u c mt s cc c im chung gingnhau nh: mi t bo u c mng t bo (l b phn tip xc vi mi trngsng xung quanh), bn trong mng t bo l cht nguyn sinh, nhn t bo vcc bo quan khc nhau nh ti th, mng li ni cht, phc h Gongi,lizoxom, trung th, ...

Da vo mc t chc ca t bo - c bit l nhn, ngi ta phnbit hai loi sinh vt:

- Prokaryot - gm vi khun, vi rut (nhn s),

- Eukaryot - gm nm men, nm mc, cc loi to v tt c cc sinh vta bo bc cao (nhn chun).

2.1.2. Cu trc ca cc t bo n gin(prokaryot)

c im chnh phn bit cc t bo prokaryot l chng cha cmng nhn r rng ngn cch vi t bo cht, v tr m , nh v nhim




9/116


sc th (ADN) ngi ta gi l th nhn, t bo vi khun thng c mt nhimsc th chnh.

2.1.2.1. T bo vi khun

Theo c im hnh thi th nhm vi khun c ba loi l cu khun,

trc khun v xon khun. Trong phm vi ca gio trnh ny chng ta ch isu nghin cu cu trc ca t bo vi khun nh mt v d tiu biu, i dincho kiu t bo nhn s (prokaryot).

Ngi ta c th tm thy vi khun khp mi ni trn tri t, ngay c chiu su 5m trong t, trong nc, trong khng kh, ...

Vic phn bit ra hai loi vi khun gram dng v vi khun gram mc xut t nm 1884 bi nh vi khun hc an mch Christian Gram.Mun nhum gram trc ht ngi ta nhum tiu bn vi khun bng tm kt

tinh (Cristal Voilet), sau x l bng hn hp I2 -KI, ri ty mu bng cnhoc axeton. Cui cng nhum li bng Fuchsin hay Salranin. Vi khun cgi l gram dng nu khng b ty mt mu bng cn hoc axeton (mutm). Vi khun c coi l gram m nu khi ty b mt mu ca thuc nhumth nht v sau bt mu ca thuc nhum th hai (mu hng). Ch mt st loi vi khun l khng cho phn ng mu n nh khi nhum gram. Vikhun gram m v gram dng c nhiu c im khc nhau:

1,-Kch thc

T bo vi khun rt nh b, chiu di thng nh hn 1 ti 10 micron,chiu rng t 0,2 n 1 micron. Phn ln vi khun c dng n bo, nhng mt s loi cc t bo c th kt vi nhau thnh chui.

2,- Vch t bo

T bo vi khun c bao bc bi mt lp v nhy (capsule), di lpv nhy l lp thnh t bo (cell wall), hay cn gi l mng t bo, lp trongcng, tip xc vi t bo cht l mng nguyn sinh cht (cytoplasmicmembrane).

-Lp v nhy c chiu dy thay i, vi chiu dy ln hn 0,2 micronth c th nhn thy di knh hin vi, cn nu nh hn 0,2 micron th khngthy c di knh hin vi thng m ch thy di knh hin vi in t.Chiu dy ca lp v nhy thay i ph thuc vo iu kin mi trng sngv ph thuc vo chng loi. V d nh vi khun Azotobacter chroococcumkhi nui cy trn mi trng cha nhiu nit th lp v nhy mng cn nuicy trn mi trng cha t nit th lp v nhy dy. C vi khun (trc khun




10/116


than) ch hnh thnh v nhy sau khi xm nhp vo c th ngi v ngvt, ...

V nhy c tc dng gp phn bo v t bo vi khun - v d: ph cukhun (Streptococcus pneumoniae) khi c v nhy s trnh c tc dng

thc bo ca bch cu do c kh nng gy bnh, cn khi mt kh nnghnh thnh v nhy thi s nhanh chng b bch cu tiu dit. V nhy cn lni tch ly cht dinh dng, trong trng hp ngoi mi trng cn kit chtdinh dng th vi khun s dng v nhy thay cho ngun dinh dng v vvy v nhy b tiu bin dn i. Vi khun c v nhy s to thnh nhngkhun lc trn, t, bng. Loi khng c v nhy th khun lc x x, kh,cn nhng vi khun c lp dch nhy rt dy th khun lc s nhy nht.

Thnh phn ha hc ca v nhy l nc v polysaccharid, nc chimmt t l cao, c th ln ti trn 90%. Thnh phn v cu to ca

polysaccharid thay i theo tng chng loi vi khun v ph thuc vo iukin dinh dng ca chng. Polysaccharid c th l homo- hayheteropolysaccharid ch yu l glucan, mannan, phn t c phn nhnh chach yu cc lin kt (c th , ) 1-3 , 1-4 , 1-6.

nhiu vi khun gy bnh, tnh cht ca cc thnh phn polysaccharidkhc nhau trong v nhy c lin quan trc tip i vi tnh khng nguyn vtnh gy bnh ca chng.

- Thnh t bo: Thnh t bo vi khun c kch thc khc nhau ty

chng loi. Ni chung vi khun gram dng c thnh t bo dy hn vikhun gram m. Thnh t bo c tc dng bao bc, che ch cho t bo vikhunv lm cho vi khun c nhng hnh dng nht nh.

Thnh phn cu to ca thnh t bo gm: Glycopeptit(hm lng can bin i trong mt phm vi rng t trn 90% mt s vi khun gramdng n 510% mt s vi khun gram m) -c bit, thnh t bo vikhun gram dng c axit teichoic (teichos ngha l mng).

Axit teichoic c lin kt vi glycopeptit nh lin kt phosphodiester

gia gc phosphat ca axit vi gc axit muramic ca glycopeptit. Mng tbo cn c phospholipit. Thnh t bo vi khun gram m thnh phn ha hcphc tp hn. Chng cha t glycopeptit nhng nhiu lipit hn v khi thyphn th thu c cc loi axit amin c trong thnh phn protein.

- Mng nguyn sinh cht(cytoplasmic membrane) hay cn gi l mngnguyn sinh cht - Mng nguyn sinh cht m nhim bn chc nng sau:

Duy tr p sut thm thu ca t bo,




11/116


m bo s vn chuyn cc cht dinh dng cho t bo v o thi ccsn phm trao i cht ra ngoi t bo,

L ni xy ra cc qu trnh tng hp mt s thnh phn ca t bo, nhtl cc thnh phn ca thnh t bo v v nhy,

L ni cha cc enzyme m bo cho qu trnh vn chuyn v tng hp.3,- Cc t chc bn trong t bo

Pha trong mng l t bo cht - l thnh phn chnh ca t bo vikhun. l mt khi cht keo bn lng, cha t 80 n 90% nc. Thnhphn hu c ca t bo cht ch yu l lipoprotein. nht ca t bo chtvi khun cng thay i ty thuc vo iu kin bn trong v bn ngoi t bo.Khi tng nhit hoc khi nng cao nng cc ion Ca+2 ; Mg+2 ; Al+3 trongmi trng c th lm tng nht ca t bo cht. Khi cn non, t bo cht

c cu to ng nht, bt mu ging nhau khi nhum mu. Khi gi, do xuthin khng bo v cc th n nhp (th vi, granula inclusion) m t bo chttr nn c dng ln nhn, bt mu khng ng du.

Trong t bo cht ca cc vi khun trng thnh, ngi ta quan stthy c nhiu c quan con khc nhau nh: riboxom, mezoxom, khng bo,cc ht sc t ( mt s vi khun), cc ht d tr ni bo v cc cu trc canhn. Khc vi t bo cc sinh vt bc cao ch l khng c ti th v mngli ni cht.

- Riboxom: Thnh phn ha hc ca riboxom tng t nh cc sinhvt khc. Riboxom ca vi khun c cha khong 4060% ARN v phn cnli l protein v mt phn nh lipit v cc enzyme nh ribonucleaza. Trong tbo vi khun phn ln riboxom nm t do trong t bo cht, cn mt phnnh bm trn mng nguyn sinh cht (trong t bo ng thc vt, riboxomthng lin kt vi mng li ni cht). Riboxom tn ti di dng nhnght gm hai tiu th di n v c kch thc khc nhau.

Tiu th ln ca riboxom c hng s lng l 50S (S l n v Svedberg,1S = 10 -12 cm/giy) cn tiu th nh c hng s lng l 30S. Riboxom gm

c hai tiu th c hng s lng l 70S, cn khi hai riboxom dnh lin nhau(gm 4 tiu th) th c hng s lng l 100S. Mi t bo vi khun c trn1.000 riboxom. Trong mi t bo vi khun ang pht trin mnh m c th cn 15.000 riboxom. Riboxom l trung tm tng hp protein ca t bo.

Nhng khng phi mi riboxom u c kh nng tng hp protein nhnhau. Trong t bo ch khong 510% riboxom trn ton b riboxom ca tbo l trc tip tham gia tng hp protein (riboxom hot ng).




12/116


-Mezoxom: L th hnh cu, nm vch ngn ngang v ch xut hin vi khun khi phn chia t bo. Mezoxom c vai tr quan trng trong qu trnhphn chia t bo.

- Cc ht d tr ni bo:Trong t bo vi khun thng gp mt s ht

c hnh dng v kch thc khng ging nhau. Cc ht ny i vi chng nhl cc ht d tr, v cc ht ny thng hnh thnh khi mi trng dinh dngdi do, t bo tng hp tha cc cht hu c. Ngc li cc ht ny c sdng khi ngun dinh dng thiu.

Cc ht thng gp l:

Hydrat carbon (ht tinh bt, glycogen) - khi tc dng vi iot th cho muxanh, hoc nu,

Git m: mt s vi khun c kh nng tch ly cc git m trong t bo.

Cc git m ny xut hin nhiu khi nui cy vi khun trn mi trngcha nhiu ng, glixerin hay cc hp cht carbon d ng ha,

Git lu hunh: loi ny thng c trong cc t bo vi khun cha luhunh. Nhng git lu hunh c vi khun lu hunh s dng lmngun nng lng khi s dng ht H2S trong mi trng xung quanh(v khi oxy ha, H2S s gii phng nng lng).

Volutin: tr mt s loi vi khun (nh Mycobacterium) l thng xuyncha ht volutin trong t bo giai on sinh trng cui cn ni chung,vi khun ch tch ly volutin trong iu kin dinh dng bt thng.Thnh phn ca ht volutin gm c lipoprotein, ARN, polyphosphat vion magie.

Ngoi cc ht k trn trong t bo ca mt s vi khun cn c "tinh thgit cn trng".

4,-Nhn

Nhn ca t bo vi khun khng phn ha thnh khi r rt nh cct bo bc cao. Ngy nay s hiu bit v nhn vi khun gn lin vi nhngthnh tu khoa hc trong lnh vc di truyn, v knh hin vi in t. Ngi ta xc nh rng cu trc cha ADN ca vi khun cha phi l nhn tht sm l th nhn. Th nhn c coi nh nhim sc th cu to bi si ADNxon kp rt di. Nhim sc th ca vi khun c dng hnh trn. cu khunthng c mt nhn cn trc khun c th c hai hay nhiu th nhn. Thnhn vi khun khc vi nhn tht ch cha c mng nhn, th nhn ca vikhun tip xc trc tip vi t bo cht. Nhim sc th m nhn mi chc




13/116


nng nh ca nhn cc t bo bc cao. E. coli cha mt phn t ADN(mt nhim sc th) c dng vng trn.

Mt s vi khun c kh nng di ng, c quan di ng l tim mao.Tim mao l nhng si nguyn sinh cht rt mnh, chiu rng ch khong

0,01 n 0,05 micron, con chiu di th thay i ty theo tng chng loi.2.1.2.2. S sinh sn ca vi khun

Vi khun thng sinh sn bng con ng v tnh: nhn i t bo. Snhn i t bo c nhiu im ging s phn bo nguyn nhim, nhng vikhun cu trc nhn cha hon chnh nn trong qu trnh phn bo cngkhng xy ra mt cch hon thin nh sinh vt bc cao. Qu trnh phn bocng tin hnh nhn i nhim sc th, phn chia th nhn, phn chia t bocht. Tuy nhin s nhn i nhim sc th v phn chia min nhn khngphi lun lc no cng xy ra mt cch ng thi vi s phn chia cc phncn li ca t bo. V vy c th gp mt s trng hp trong mt t bo c 1hoc nhiu th nhn. S hnh thnh vch ngn phn chia t bo lm i th vi khun hnh que v hnh xon vch ngn hnh thnh theo b ngang ca tbo, cn cu khun th vch ngn c to nn theo bt k mt ng knhno.

Phn ln vi khun sau khi phn chia cc t bo con tch khi nhau,nhng mt s khc t bo con khng la nhau m xp thnh chui. S phnchia t bo vi khun xy ra rt nhanh chng - i vi mt s vi khun c

2030 pht chng li phn chia mt ln. Vi tc sinh sn nh vy, nutrong iu kin rt thun li cho chng trong khong thi gian 6 gi th tmt t bo vi khun c th to thnh 250.000 t bo. Vi tc sinh sn nhvy cho nn chng ta d dng hiu v sao ch c mt s lng nh vi khungy bnh xm nhp vo c th m chng bao lu sau c th xut hin triuchng bnh tt. Tng t vy nu sn phm thc phm b nhim khun thcng s nhanh chng b h.

Mt s nghin cu cho thy thnh thong vi khun c th c hintng ging nh sinh sn hu tnh. Khi xy ra s lin kt gia hai t bo

v trao i cc nhn t di truyn. Cc t bo vi khun bnh thng u l nbi. Khi sinh sn hu tnh th nhim sc th t t bo c mt phn hoc tonb chuyn sang t bo ci v kt qu l hnh thnh nn t bo lng bi. Sphn li nhim sc th tip theo s dn ti s hnh thnh cc t bo n bi th h con.

2.1.2.3. Phn ng ca vi khun i vi s thay i ca mi trng




14/116


S hnh thnh bo t vi khun c nhiu nh nghin cu quan tm.a s cc nh nghin cu cho rng trong iu kin bt li nh mi trngdinh dng cn kit, nhit , pH khng thch hp, mi trng tch ly nhiusn phm c hi, ... vi khun c kh nng hnh thnh bo t.

Khi hnh thnh bo t, vi khun s dng mt phn ln nguyn sinhcht trong t bo. Lc u t bo cht v cht nhn tp trung li mt v trnht nh trong t bo. V tr ny gi l vng bo sinh, t bo cht b mtnc t do v c li to thnh tin bo t. Tin bo t sau c bao bcbi cc lp mng v bt u khc t bo dinh dng. Tin bo t pht trindn v tr thnh bo t. Mi t bo vi khun ch c mt bo t. Trong rt ttrng hp (nh xon khun Spirillum volutans) c th thy trong t bo cti hai hoc nhiu bo t. Bo t ca vi khun khng bao gi c chc nngca c quan sinh sn nh ca nhiu loi vi sinh vt khc.

Bo t ca vi khun c th gi c sc sng rt lu, nm 1911 mtnh sinh hc Lin x (Omelianski) tm thy bo t vi khun xc mt convoi mamut vi su trong bng tuyt hng nghn nm. Bo t cng c th chung c kh cao cc iu kin bt li ca ngoi cnh. Kh nng ny khngging nhau i vi tng loi vi khun.

V d: bo t vi khun gy ng c thc n (clostridium botulinum) cth chu c nhit 180C trong thi gian 10 pht, cn bo tBac. subtilis nhit 100C c th chu c 180 pht. Mun tiu dit bo t vi khun

phi kh trng nhit 121C trong 20 pht (sc nng t).Cc bo t khi gp iu kin thun li s ny mm v pht trin thnh

mt t bo dinh dng mi.

Ngy nay, c mt s tc gi cho rng khng th ni v iu kin bt lim t bo vi khun sinh bo t v ngi ta tm thy c mt s vi khun chobo t nhiu hn trong iu kin dinh dng thun li so vi iu kin btli, cng nh tc ng ca thong kh, pH, nhit , cht c, ... ukhng phi l nguyn nhn trc tip. Do vn nguyn nhn v nghaca vic hnh thnh bo t vn cn l vn tranh lun.

2.1.2.4. Cc vi khun c li v c hi cho con ngi

Vi sinh vt c c trng bi s ph bin rng ri v kh nng traoi cht c bit c hiu xut cao. Vic ng dng vi sinh vt ni chung, vikhun ni ring c t rt lu. y chng ta cp ch yu l vi khun,cn phm vi ng dng ca vi sinh vt th rt rng ln.

1,-Mt s vi khun c li cho con ngi




15/116


Vi khun c ng dng rng ri trong nghnh thc phm, trong y-dc v mt s ngnh sn xut cng nghip, sau y l mt s dn chng cth nu ln nhng ng dng ca vi khun:

ln men lactic ngi ta s dng mt s chng nh: Lactobacillus

bulgaricus; L. delbruckii; L. brevis; Leuconostos mesenteroides, ... ln menlactic c s dng trong vic sn xut cc sn phm t sa (sa chua, vngsa, phomai) hay trong sn xut cc loi thc phm mui chua. sn xutdm (axit axetic) ngi ta dng vi khunAcetobacter suboxydans

i vi y hc cc sn phm ln men cng ng vai tr quan trng, cbit l trong k ngh dc. Vi khun cng c s dng sn xut mt sch phm nhE. coli c s dng sn xut Asparaginaza l mt enzymec s dng km hm mt s khi u v bnh bch cu. Leuconostosmesenteroides s dng sn xut cht thay th huyt tng (dextran).

2,-Mt s vi khun c hi

Vi khun khi xm nhp vo thc phm ca ngi v ng vt s lmcho thc phm nhanh chng b hng, v nh chng ta bit vi khun c mttc sinh sn rt nhanh chng, iu chng t rng vi khun s dngngun dinh dng trong mi trng rt mnh, cho nn nu thc phm bnhim khun th s b ph hy nhanh chng.

V d: vi khunBacillus stearothermophilus l loi thng lm hng hp. Bo t ca chng c kh nng chu nhit cao nn nu kh trng hp

khng k th bo t tn ti trong hp v sau pht trin lm hp b hhng.V vy trong bo qun lng thc v thc phm ngi ta thng tmcc bin php trnh s ph hy ca vi sinh vt ni chung v vi khun niring.

Ngoi ra, mt s vi khun l nguyn nhn gy ra mt s bnh chongi v ng vt khi chng xm nhp vo c th. Di y l mt s th dc th v mt s vi khun gy bnh:

Bnh bch hu do vi khun Corynebacterium diphtheriae; bnh un

vn do trc khun Clostridium tetani; trc khun Cl. botulinum thng gyng c thc n, ngoi ra mt s vi khun nh Staphylococcus aureus, Staph.emidermidis cng l nhng vi khun gy ng c thc n; bnh t do vikhun Vibrio cholera; bnh thng hn do Salmonella, ...

2.1.3. Cu trc ca t bo eukaryot

2.1.3.1. Cu trc

1,-Mng sinh cht




16/116


Mi t bo u c bao bc bi mt lp mng mng, n hi, lpmng ny tip xc vi cht nguyn sinh pha trong t bo. Ging nh phn vi khun chng ta cp n cc chc nng ca mng sinh cht. Nichung v chc nng th mng sinh cht ca t bo prokaryot cng ging nh t bo eukaryot. Mng t bo ng vai tr cc k quan trng trong viciu chnh thnh phn ca dch ni bo, bi v cc cht dinh dng cng nhcc cht thi i vo v i ra u qua mng t bo.

2,- Cc t chc bn trong t bo

Trong mng t bo l cht nguyn sinh. l mt khi cht keo bnlng cha 80 n 90% nc. Trong t bo cht c nhng c quan chc nngnh:

*Mng li ni cht

Hnh 2-1: Li ni cht v cc vi th

L mt h thng mng, nhng mng ca li ni cht gn cht vo

nhau to thnh cc knh phc tp ng knh gn 50100 nm. Mng li nicht thng c hai loi l loi trn v loi ht. Loi trn ch gm c mt loimng cn loi ht mng ca chng c nhiu riboxom l ni tng hp protein.Cng mt t bo c th cha mng li ni cht trn hoc ht. Chc nngca mng li trn cha c bit r, c th chng tham gia vo qu trnhtng hp mt s cht c trng ca t bo.

*Riboxom

V cu to ca Riboxom ging nh vi khun m chng ta cp

n gm hai tiu n v c hng s lng khc nhau. Riboxom cha ARN-Riboxom, protein, enzyme. im khc nhau gia t bo prokaryot veukaryot ch Riboxom t bo prokaryot thng nm trong t bo chtch khng gn vo mng nh t bo eukaryot. Riboxom c tng hptrong nhn v c chuyn ra bo cht, y, chng thc hin chc nng camnh.

*Nhn




17/116


Mi t bo thng c mt nhn, nhn c th hnh cu hoc hnh trng.Trong mt s t bo nhn thng c v tr nht nh gia t bo, nhngcng c trng hp nhn khng nh v nht nh mt ch m c th ding nn c th tm thy nhng v tr khc nhau. t bo eukaryot, nhntch bit vi t bo cht bng mng nhn. Mng nhn iu ha s chuyn vncc cht t nhn i ra t bo cht v ngc li. Mng nhn c cu to thai lp v c cc l, qua cc cht c th vn chuyn qua.

Thnh phn chnh ca nhn l cc nhim sc th - chng c cu tot ADN, protein. S lng nhim sc th c nh i vi tng loi sinh vt -v d: nh rui dm c 8 nhim sc th (bn cp), ngi c 46 nhim scth (23 cp), ng 20 nhim sc th (10 cp).

T bo c hai b nhim sc th hon chnh gi l t bo lng bi (tcmi loi c hai nhim sc th ging nhau). T bo ch c mt b nhim sc

th (mi loi ch c mt nhim sc th) gi l t bo n bi. T bo n bithng l t bo gii tnh nh tinh trng, trng; thc vt nh: phn hoa,non hoa. Trong nhn c mt th hnh trn gi l hch nhn (nhn con). phn ln t bo, hch nhn rt dao ng, n thay i hnh dng, lc xut hin,lc bin i (khi t bo chun b phn chia).

Trong nhn c th c mt s hch nhn, nhng thng th t bo miloi ng vt, thc vt c s lng nhn con nht nh. Nhn con tham giavo qa trnh tng hp axit nucleic. Nu ph hy hch nhn bng tia Rngenhoc tia t ngoi th s phn chia t bo b c ch.

* Th Golgi

Hnh 2-2: B my Golgi

L mt thnh phn ca t bo cht, c trong hu ht cc loi t bo (trtinh trng v hng cu) chng c cu trc mt h mng li nhng knhc lt bi cc mng. Chng thng nm cnh nhn v bao quanh trung t.Di knh hin vi in t, phc h Golgi c cu to t cc nhm mngsong song vi nhau, khng c ht, nhng phn ring bit cc khong giacc mng c th c ko di ra to thnh nhng bng nh. Theo mt s nhnghin cu th phc h Golgi dng bo qun tm thi cc cht c sn




18/116


xut ra trong mng li ni cht, cn cc knh ca n ni lin vi mng sinhcht - iu lm cho vic tit nhng sn phm c d dng.

* Ty th(Mitochondrie)

Hnh 2-3: Cu to ty th

Ty th c kch thc t 0,2 n 5 micron, hnh dng ca chng daong t hnh cu, hnh que, hnh si. S lng ty th trong t bo c th khcnhau t vi ty th ti hng nghn. Ty th thng tp trung phn t bo m s trao i cht din ra tch cc nht. Ty th c bao bc bi lp mngkp, lp ngoi mng to thnh b mt nhn, cn lp trong c nhiu phn lira chy song song n su vo trung tm ty th, i khi phn li xut pht thai hng ngc nhau kt hp vi nhau. Cc np li gi l mao rng lc, ccha cc enzyme tham gia vo h thng chuyn vn in t.

Cht lng bn trong ty th l cht nn - cha cc enzyme ca chutrnh Crebs. Chc nng ca ty th l chuyn ha nng lng thnh dng sinhhc c ch nn ngi ta i khi gi chng l trm nng lng ca t bo.

Trong ty th cn c ADN ca ty th- l ADN ngoi nhn.*Lp th

L mt th nh t bo thc vt, din ra s tng hp hoc tchly cc cht hu c. Lp th quan trng nht l lc lp c cha clorofil lmcho cy c mu xanh v c vai tr quan trng trong qu trnh quang hp.Di knh hin vi in t, lc lp c cu to t cc mng xp song songkht cht vo nhau. Lc lp c th phn chia v ln ln thnh cc lc lp con.Lc lp cng l c quan c cha ADN ngoi nhn. Ngoi lc lp ra cn cbch lp l lp th khng mu cha tinh bt v cc cht khc; sc lp l lpth c cha cc sc t khc nhau lm cho hoa qu c mu sc.

*Lisoxom

Nhm cc bo quan c t bo ng vt, c kch thc gn nh ty thnhng km vng chc hn. Lisoxom c gii hn bi cc mng, n chanhiu loi enzyme khc nhau c kh nng thy phn cc thnh phn i phnt ca t bo nh polysaccharid, protein, axit nucleic. Khi t bo cn sng,




19/116


cc enzyme c iu tit qua mng, ngc li khi t bo b cht, mngLisoxom b ph hy, nhng enzyme c gii phng ra nn n thy phnnhanh chng cc protein, polysaccharid lm t bo d b tiu hy.

* Trung t

Trong t bo ng vt v mt s thc vt bc thp c hai th nhnhum mu mnh nm gn nhn gi l trung t. Trung t c vai tr mnhtrong s phn chia t bo: khi bt u phn chia hai trung t tch khi nhauv chuyn v hai cc i nhau ca t bo v gia chng hnh thnh thoi phnbo. Trung t c dng hnh tr, thnh hnh tr c xp 9 nhm ng dc, minhm gm 3 ng. Trong trng hp in hnh, hai trung t thng xp thnggc vi nhau theo trc tr dc.

*Lng v roi

Tng t nh phn vi khun m chng ta cp ti, mt sng vt nguyn sinh (nh trng roi) cng di chuyn nh tim mao. mt ssinh vt, tim mao cn c chc nng na l gip cho c th bm c tt trnb mt c cht. ng vt bc cao c khuynh hng hnh thnh cc m (lmt nhm hay mt lp t bo chuyn ha nh nhau cng thc hin mt chcnng ny hay khc), v ta cng gp cc biu m lng (biu m l m l mxp thnh tng lp ph ngoi thn th hoc mt trong xoang thn th). Trnb mt t do ca biu m lng c rt nhiu lng bng cht nguyn sinh ccnh gi l tim mao, s chuyn ng nhp nhng ca chng lm cho cc cht

trn b mt t bo chuyn ng theo mt hng. ngi v ng vt, phnln ng h hp c loi biu m lng ny, nhng lng ca n dng loi trcc ht bi v cc vt l khc.

2.1.3.2. Nc, hm lng v trng thi ca nc

Nc l thnh phn quan trng khng th thiu c ca t bo. Trongt bo, hm lng ca nc thng trn 60% - mt s loi ln ti 90%nc trong t bo nh: ngi 5860% ; sa 9699% ; rau qu 8094% ;nm men 5483% ; vi khun 7588%. Nc ng vai tr quan trng trong t

bo - nc ng vai tr l cht phn ng v n tham gia hng lot cc phnng sinh ha nh phn ng thy phn, phn ng tng hp, phn ng oxyhakh, ... Nc va l dung mi, mi trng m din ra v vn phn ngsinh ha, ...

Nc tham gia hng lot nhng qu trnh sng cn bn nh tiu ha,h hp, bi tit, quang hp, ...

* Cu to phn t nc




20/116


a, - Gc gia 2 lin kt OH

b, - Cu trc ca m my in t ca phn t nc

Hnh 2-4: S cu trc m my in t

Cu to phn t nc n phn l mt tam gic cn, nh l nguyn toxy, hai gc ca y l hai proton, gc gia hai lin kt OH bng 104,5 . di gia ht nhn ca nguyn t oxy v hydro trong lin kt OH bng

0,96 ( 0,96 x 10

-7

mm).Trong nc, ngoi cc phn t nc n gin cn cha cc phn t

nc lin hp, c biu din bng cng thc tng qut [H2O]x - gi tr xlun lun thay i ty thuc vo trng thi ca nc. Khi un nng s linhp ca cc phn t nc b ph hy v khi nhit t 100C th hu htcc phn t nc tn ti di dng n phn. Nguyn nhn c bn ca shnh thnh nhng lin hp phn t nc l do lin kt hydro to thnh giahai phn t nc.

* Trng thi ca nc trong t bo

Nc trong t bo tn ti di hai dng chnh l nc t do v nclin kt. Trong nhm nc lin kt th ngi ta thy cch thc v mc linkt ca chng cng khc nhau. C th phn chia cc trng thi ca nc nhsau:

1,-Nc cu trc

Nc lin kt vi cc hp phn hu c ca t bo bi cc cuhydrogen. Loi nc ny khng ng vai tr nh dung mi hoc tc nhnphn ng. S lng ca loi nc ny b v khng th tch ra m khng lm

thay i cu hnh ca hp cht hu c (v d nh protein).

2,-Lp nc n phn t

Nc ny b hp ph trn b mt ca cc phn t mang in tch (v dnh protein)- v, nh chng ta bit: phn t nc l mt phn t lngcc. Nc ny thng khng c kh nng hoc rt t kh nng ng vai trnh l dung mi.




21/116


Nc cu trc v nc n phn t thng khng ng c khi hnhit thp.

3,-Nc mao qun

Loi ny nm trong cc mao qun hay gia cc phn t protein gn

nhau trong t bo. nc ny c kh nng ng vai tr nh dung mi v chtphn ng, nc ny c th tch ra khi cc mao qun ca chng, nhng cnc nng lng ln.

4,-Nc hydrat ha

Loi ny gp phn to cu hnh protein, loi ny kh xc nh hmlng ca chng v n nm trong phn cu trc.

5,-Nc hydrat ha thy ng hc

Bao bc xung quanh cc phn t hu c, nc ny c xem nh nct do.

Tuy nhin, s phn chia nh trn cng ch l tng i v ranh gii cacc trng thi nc khc nhau khng th c nh mt cch chnh xc v phthuc nhiu vo iu kin ngoi cnh ca mi trng v trng thi ca t bo.

2.2. MNG T BO

Mng t bo c tc dng bao bc, che ch cho t bo v lm cho t boc hnh dng nht nh. cc loi sinh vt n bo th mng t bo l ranh

gii gia t bo vi mi trng bn ngoi, n tip xc trc tip vi mitrung. Mng t bo ng vai tr quan trng trong qu trnh trao i chtgia t bo vi mi trng. Phn ln t bo eukaryot c cc cu trc di tbo nh lysoxom, th Golgi, ty th, ... mi mt tiu th nh vy u c mtmng ring ngn cch, cn t bo prokaryot h thng mng ch yu lmng t bo v mng sinh cht.

Thnh phn chnh ca mng t bo l lipit, protein v polysaccharid.T l gia chng thay i ty thuc vo chng loi mng v chng loi visinh vt. Polysaccharid thng lin kt vi protein to thnh glycoprotein

hoc lin kt ng ha tr vi lipit to thnh lipopolysaccharid.2.2.1. Nn tng lipit ca mng

Lipit c trong thnh phn mng t bo ch yu l phospholipit, ngoira cn c lipit trung tnh, glycolipit v c bit l trong mng t bo ng vtcn c cholesterol.

*Phospholipit




22/116


Nhm u ccChui hydrocacbon

Hnh 2-5: Phospholipit

Phospholipit l loi hp cht c phn t lng cc. u c nhmphosphat v cc gc nh ph khc l u cc ha v a nc cn u chagc carburhydro khng phn cc v k nc. Chnh cu trc phn t c bitnh vy nn khi cho phospholipit vo trong nc th ta thy ch c mt phnrt nh phospholipit tn ti dng n phn t, cn phn cn li chng tothnh lp phospholipit n phn t trn b mt ca nc vi u a nc

hng vo nc, to thnh cc micelle v c bit l chng to thnh cc''bong bng" vi lp mng phospholipit hai lp.

* Tm phospholipit 2 lp[Hnh 2-6]

Tm phospholipit hai lp gm hai lp phn t, u khng phn cc cahai lp phn t phospholipit hng vo nhau cn u phn cc ca hai lpquay ra ngoi. S hnh thnh tm phospholipit l mt c tnh caphospholipit m chng ta cp trn y. S c mt ca tm phospholipit2 lp l mt im c trng ca mng t bo. Thc ra th mng khng c cutrc ng b nh vy, ngy nay ngi ta chng minh rng trn mng cncha protein, enzyme v mt s cht lm chc nng vn chuyn.




23/116


Nhm c cc

Protein ngoi

Gc carburhydro

40

OH

OH

OH

OH

OH

OH

Hnh 2-6: Tm Phospholipid 2 lp

2.2.2. Cu trc ca mng sinh cht

Mng sinh cht c cu to ba lp, ngoi cng v trong cng l hai lpprotein cn gia l tm phospholipit hai lp. Hin nay nhiu nh nghincu cho rng mng sinh cht c cu to khm, cc khi protein nm xen vo

gia mng phospholipit hai lp.c bit trn mng sinh cht c loi protein-enzyme c tc dng ch

ng vn chuyn cc cht qua mng t bo gi l permease. Theo gi thuytca mt s tc gi th ti v tr c phn t permease, cc phn t phospholipits hng u a nc vo nhau to thnh l h cha phn t permeaseny.

mng sinh cht cn c h thng si nng . Cc si ny c cu trcrt mnh vi ng knh khong 50, cc si ny c cu to t nhng t

bo si tng t nh actin trong cc c bp ng vt. H si nng nyc hai dng: dng li - cc si lin kt vi nhau to thnh dng mng nhli ni vi miosin v tropomiosin ca sinh cht; dng b - tn ti tng nhmchy st pha di thnh sinh cht. C hai dng ny u lm chc nng nng ca mng sinh cht v ng vai tr quan trng trong qu trnh co, gin(kh nng bin dng) ca mng t bo.




24/116


t bo eukaryot (v d nh t bo nm men) cn c mng t bo.Mng t bo vi khun chng ta xt phn trn, y chng ta xt cu trcmng ca t bo eukaryot.

Hnh 2-8 biu din m hnh cu to mng ca t bo eukaryot. Mt

ngoi cng ni tip xc vi mi trng l lp oligo- hoc polysaccharid,polysaccharid ny lin kt vi protein hoc lipit mng to thnh glycoproteinv glycolipit, nn ch l phnpolysaccharid lun lun hng ra ngoi mitrng ch khng phi mt tip xc vi nguyn sinh cht.

Glycolipid

Gc ng

Glycoprotein

Hnh 2-7: M hnh cu to mng ca t bo eukaryot

Khi thy phn glycoprotein v glycolipit ca mng t bo eukaryotngi ta nhn c mt s loi ng n gin sau: mannose, galactose,glucose, glucosamin, galactosamin v axit sialic. Lp tip theo l tm lipit hailp, trong c cc phn t protein.

2.2.3. Tng tc gia t bo vi mi trng qua mng t bo

Mng t bo l b phn lin h trc tip gia t bo vi mi trngxung quanh (i vi cc th n bo). Mi thng tin nh s thay i pH,nhit , s thay i thnh phn dinh dng, ... t bo tip nhn c uqua mng t bo. Trong s trao i vt cht gia t bo v mi trng, mngt bo c kh nng hp th chn lc, ngha l n c th cho hoc khng chomt s cht i vo t bo v i ra khi t bo. Cc cht dinh dng, nc it mi trng vo t bo v cc cht thi c a ra khi t bo. Ngoi ra

gia t bo vi mi trng cn c s trao i kh, s trao i ny cng thngqua mng t bo. V d: t bo da ch c kh nng hp th O2 v thi CO2,khi gp tit tri nng, da kh li v s h hp cng dng li; hay t bo phicng lm chc nng h hp tc trao i kh vi mi trng.

2.2.4. S vn chuyn ca cc phn t i ra v vo t bo

2.2.4.1. S thm thu v p sut thm thu




25/116


Nhng cht trao i gia t bo v mi trng thng ha tan trongnc. Do s chnh lch v nng m nc c th v cc cht ha tan c ththm qua mng t bo. Hin tng ny xy ra nh p xut thm thu. hiur hn ta xt v d sau y:

1,-Phn bit cc loi mng Mng thm: Mng c h thng l m bt k cht no cng qua c.

Mng khng thm: Khng cho bt k cht no i qua.

Mng bn thm: Ch cho mt s cht ch khng phi tt c. Mng t bothuc vo loi mng bn thm.

2,- Chun b th nghim

Ly mt ci ti colodion (c cc l mng khng qu nh phn tng v nc c th i qua c) ng y dung dch ng 5% v vocc nc, sau mt thi gian ng trong nc bao quanh ti s bng nng ng trong ti. iu chng t ng trong ti i qua mng ti vo ccv nc t cc i vo trong ti. Nu ly mt ti khc c kch thc l nh chcho nc i qua m khng cho phn t ng qua c sau ta cng dung dch ng 5% vo v ct ming ti vo mt ng thy tinh v cho vocc nc. Sau mt thi gian ta thy nc dng ln ct thy tinh (Hnh 2-8).

S khuych tn nh vy ca cc phn t nc hay ca dung mi nokhc qua mng gi l thm thu. Mc nc trong ng thy tinh s dng ln

cao sao cho p sut do ct nc trong ng gy ra bng vi lc bt nc ivo trong ti. p xut ca ct nc c dng lm mc o p sut thm thu.S thm thu xy ra khi c s chnh lch v nng gia dung dch trong vngoi mng. S khuch tn ca cc phn t cht ha tan qua mng bn thmcn gi l s thm tch; cn s khuch tn ca cc phn t dung mi quamng bn thm gi l thm thu.

Mng t bo hot ng nh mt mng bn thm. Khi cho t bo vocht lng c cng p sut thm thu nh trong t bo th nc khng i vov i ra khi t bo v vy t bo khng b phng ln m cng khng b co

li, cht lng nh vy gi l cht lng ng trng. Dung dch mui n0,85% l ng trng so vi t bo ca ngi v mt s ng vt (dung dchsinh l).

3,-Th nghim biu din p sut thm thu

A - dung dch ng 5% vo ti lm bng mng bn thm (xenlofan) treotrong nc. Cc phn t nc khuych tn vo ti lm cho ct nc trong




26/116


ng thy tinh dng ln cao. Cc phn t ng ln hn, v v vy, khngth i qua mng xenlofan.

B - Khi t cn bng, p sut ca ct nc trong ng bng ng vi p sutthm thu ca dung dch ng v dng lm mc o p sut y.

Hnh 2-8: M hnh biu din p sut thm thu

4,-S khuch tn

Chng ta u bit cc phn t cht lng, rn, kh u lun chuyn

ng. S sai khc nhau gia ba trng thi rn, lng, kh c xc nh bibc t do chuyn ng gia cc phn t. Cc phn t cht lng v kh chuynng mnh hn so vi cht rn, do s chuyn ng nh vy m s phn bca cc cht trong cht lng v cht kh sau mt thi gian s t trng thicn bng. S khuch tn c ngha l s chuyn dch ca cc phn t theo ttc cc hng, nu dung dch c s chnh lch nng th sau mt thi gians c phn b u. C th hiu nm na s khuch tn l s phn b ccphn t t ni c nng cao n ni c nng thp hn, do chuyn ngnhit ca chng gy ra. Cc cht khc nhau cng trong mt dung dch

khuch tn khng ph thuc vo nhau.Thm tch v thm thu ch l hai dng c bit ca khuch tn.

2.2.5. S vn chuyn c chn lc ca cc phn t

2.2.5.1. S khuch tn c chn lc

Nh chng ta cp phn trn y rng t bo c kh nng tipnhn v o thi mt cch c chn lc cc cht. c tnh chn lc ny chnh




27/116


l ca mng t bo, v tt c s trao i u qua mng. Ngy nay ngi ta chorng s chn lc ny l do:

1,-Kch thc ng knh l ca mng

Nhng cht i qua mng c l nhng cht c ng knh cc phn

t tng quan vi ng knh l ca mng. V d t bo qun cu thn cacc loi th c ng knh l t 1850 nn n khng lt t mu vonc tiu cc phn t protein c khi lng qu 40.000 Dalton. Nhng lmng ca qun cu thn ca chut ng l 6070 nn n cho qua cc phnt protein c khi lng 60.000 Dalton.

2,- Cht vn chuyn

Trn mng c cha cc cht lm nhim v vn chuyn. Cc cht ny ckh nng tip nhn mt cch c chn lc.

3,-S vn chuyn tch cc

S khuych tn l hc, cc cht ha tan i t ni c nng cao nni c nng thp. i vi cc t bo sng s hp th v thi mt s chtc th ngc li vi dc nng , tc l cc cht c th i t ni c nng cao sang ni c nng thp v d thn nng ur trong nc tiu mc gp 65 ln trong mu, nng phosphat gp 16 ln trong mu, nhng cccht y vn thm t mu vo qua mng t bo vo nc tiu; cn ti ng thntuy nng glucose thp hn mu, nhng glucose vn c thu hi li, tc lthm qua mng t bo vo mu.

Nh vy mng t bo sng c th ch ng vn chuyn mt s chtngc chiu vi s khuch tn l hc. l kh nng hot ti ca mng tbo.

Mng t bo cn c th thc hin s trao i cht nh s bin dngtch cc ca n. i vi mt s cht (thc n) c kch thc ln khng ltqua cc l mng c th ti ni tip xc vi chng th mng t bo lm voto thnh ti bc ly chng v sau khp li to thnh khng bo cha chtly vo. T bo s tit enzyme phn hy cht ly vo thnh phn nh v

hp th qua mng.

2.2.6. S tip nhn thng tin qua mng t bo

Nhng sinh vt n bo nh vi khun, nm men, ... th t bo lin htrc tip vi mi trng, mi thng tin c tip nhn qua mng t bo,nhng s phn ng ca chng i vi nhng bin i yu t, th ng vcha c s phn ha v chc nng nh nhng sinh vt a bo. sinh vt abo s lin h gia t bo vi mi trng xung quanh v vi nhng t bo




28/116


khc trong c th cn thit c nhng m chuyn ha tip nhn v dntruyn cc tn hiu thng tin (m thn kinh). Nhng kch thch c cc tbo thn kinh tip nhn v truyn v h thn kinh trung ng, ng thi tbo thn kinh cng dn truyn nhng tn hiu phn x ca h thn kinh trungng. Qu trnh tip nhn v dn truyn cc tn hiu thng tin u c s thamgia trc tip ca mng sinh cht ca t bo thn kinh. Mng t bo thn kinhc tnh thm chn lc i vi ion K+ v Na+ (mng t bo d cho ion kali iqua hn Na). Khi c s chnh lch v nng ion gia trong v ngoi mngth s c mt th nng in ha. (C ch ca qu trnh tip nhn v dntruyn cc xung ng di dng sng ca mt chui qu trnh cc ha camng).

2.3. PROTEIN V VAI TR CA PROTEIN I VI S SNG

- Protein l nhng cht c trong c th sng, c trng lng phn t ln,chng c to thnh t axit amin v khng ha tan trong dung dchaxit Tricloaxetic 10%.

- L vt cht c bn nht ca t bo.

- Lm nhim v xc tc c bit cho c th sng.

- Protein l nhng cu t quan trng nht v mt s lng ca tt c ccc th sng, c bit l c th c t chc cao. Trong cc m ca ngvt c v, Protein chim 1020% cn Gluxit v Lipit ch chim 15%.

Protein c nhiu c tnh khng c bt k hp cht hu c no nhtnh a dng v mt cu trc, tnh c hiu loi rt cao, kh nng phn ngln, kh nng thch ng i vi tc dng ca mi trng ngoi v ti lptrng thi ban u khi ngng tc dng Chnh nhng c tnh ny m bochc nng '' c s s sng '' ca Protein.

- Protein rt khc nhau v cu trc, tnh cht v c bit l vai tr sinhl, trong c th Protein l:

1- cht to hnh to thnh cc m,

2- l chtxc tc (enzyme),3- l khng th, tham gia to thnh cc hocmn, iu ha qa trnh sng.

- Trong tt c cc Protein u c cha 4 nguyn t C, H, O, Nngoi racn mt s lng rt t S, Fe, Cu, ....

2.3.1. Cu to ca phn t Protein




29/116


Khi thy phn Protein - v d nh un si chng vi axit hoc kimhoc cho thy phn bng cc Enzyme - ch yu l 20 axit amin (c 80 axitamin trong t nhin) v 2 amit. Thy phn bng axit, v d: HCl 6N, H2S04 ...s lm phn hy mt s axit amin, ch yu l Triprophan. c bit, khi thyphn cc Protein c cha Gluxit s to thnh sn phm ph c mu nu mgi l Humin l cht c th lin kt 1 phn vi cc axit amin.

Thy phn bng kim, gi c Triprophan nhng nhiu axit amin bracemic ha tc l s chuyn t dng L sang dng D, v vy, thy phn bngEnzymin l u vit nht.

Axit amin l dn xut ca axit caboxylic trong 1 hoc 2 nguyn t hydro cagc Alcyl c thay th mi nhm amin- Cng thc tng qut:

COOHR

H2

CH

Trong phn t ca mt s axit amin, ngoi nhm NH2 v COOH cn

c cha cc gcHydroxil(OH), gcPhenil(C6H5 ), gc Thiol(SH). Trong20 axit amin v 2 amit thng gp trong thnh phn ca Protein c 10 axitamin khng thay th:

Leucine (Leu.); Izoleucine (Ileu.); Methionine (Met.); Valin (Val.);

Lysine (Lys); Threonine (Thr.); Phenylalanine (Phe.); Tryptophan (Try.),

Cc axit amin ny trong c th ngi v ng vt khng t tng hp

c m phi thu nhn qua ng thc n - i vi cc c th tr angpht trin cn c Arginine (Arg) v Histidine (His),

S cn li l cc axit amin c th thay th; tc l c th ngi v ngvt c th t tng hp c: Glycine (Gly.); Alanine (Ala.); Serine (Ser.);Cysteine (Cys.); Glutamine (Glu.) - Aspactic (Asp.); Tyrosine (Tyr.);Proline (Pro.); Cystine; Hydroxy proline; Asparagin (AspNH2 hayAsn.); Glutamine (GluNH2 hay Gln.).

2.3.2. Cu trc phn t Protein

Hin nay ngi ta phn bit 4 bc cu trc ca phn t Protein khcnhau bi mc phc tp v dng lin kt trong ni ti phn t ca chng.

2.3.2.1. Cu trc bc 1

Nhng cng trnh nghin cu cho thy rng, mt Protein nht nh cacng mt loi th sng c to nnt nhng axit amin nh nhau v trongphn t ca Protein, trnh t kt hp ca cc axit amin l hon ton xcnh.




30/116


- Cc phn t Protein u l cc Polypeptit do hng chc, c khi hngtrm phn t axit amin kt hp vi nhau bng lin kt Peptit.

- Lin kt Peptit c to thnh do kt qu tc dng ca nhm cacboxylca axit amin ny vi nhm amin ca axit amin khc.

V d:

COOH COOHCOOH C Ch

O H

NNH2

NH2

NH2

CH3

H o3

CH3

Ch2

Ch2

CH

Glyxin Alamin Glyxilalamin

Dipeptit ny c th tc dng vi 1 axit amin th 3 na to thnh mtTripeptit, sau vi axit amin th 4, th 5, ... to thnh cc Peptit tngng: Tetrapeptit pentapeptit, ... - gi l Polypeptit.

- V nguyn tc gi tn nh sau: Tn cc axit amin c nhm Cacboxyl

tham gia phn ng vn cui u c i thnh " il ", cn axit aminc nhm Cacboxyl khng tham gia phn ng gi nguyn tn gi:

Glyxin + Alamin Glyxil alamin Alamin + Glyxin Alamil glyxin

- Ta thy axit amin c th kt hp theo nhiu cch to thnh ccpeptit.

- Trn nguyn tc: nu c n axit amin s c n cch kt hp v dn nta c n ng phn. Mch polypeptit l dng cu trc u tin v c

gi l cu trc bc I ca phn t protein.

- Qua kt qu ca nhiu nghin cu cho thy rng: nhng axit amin c 2nhm NH2 th ch c nhm NH2 trong lin kt peptit l nhm -amin.

- Thnh phn ca protein v trnh t cc axit amin kt hp vi nhaubng lin kt peptit trong n c gi l cu trc bc I.

- xc nh cu trc bc I ca mt protein, ngi ta dng tripxin thy phn (v n phn gii cc lin kt peptit nht nh) sau sck v in di c c cc vt phn b mt cch c trng cho mtprotein (fingerprint).

- V lin kt peptit lun lun c to nn gia nhm amin v nhmcacboxil ng cnh nn trong mi chui polypeptit c trc ct nhnhau trong protein.




31/116


- Cc chui polypeptit ca nhng protein khc nhau ch khc nhau tnhcht ca gc R gn vi trc ct ca chui polypeptit.

- Khi nghin cu cu trc, tinh th ca cc axit amin v peptit cho thykch thc ca nhm peptit cha mt s amin nh nhau th gn nh

bng nhau - khng k l n c to thnh bi cc axit amin no. Ktqu xc nh khong cch gia cc gc ha tr gia cc nguyn t C,H, O, N nh sau:

H O

O

H

C C C C C C

{ }H

{H}

N123C 114C

N N N CH

R1

R2

O H

1,47 1,47

1,32 1,53 1,47 1,53

1,24 1,24

R1

R2

- di 1,24 gia C O ln hn bnh thng ( 1,21 )

- di 1,32 gia

O

N C nh hn bnh thng ( 1,47 )

- l kt qu ca hin tng h bin dn ti thnh dng enol (khong40%) ca lin kt peptit:

HO OH

C CN N

- Nhm peptit c th tn ti di 2 dng ng phn "cis" v "trans":

O OO

trans cis CC CH

HC CN N

- V vy, trong protein thng ch tn ti dng " trans " ( bn ).

2.3.2.2. Cu trc bc II

- Hu nh tt c cc axit amin u cha nguyn t cacbon bt i - nncc gc axit amin c kh nng quay t do quanh mi lin kt v tr .Kt qu lm cho mch polypeptit c khuynh hng hnh thnh cu trcxon.

- Trong vic hnh thnh cu to xon ca mch polypeptit th lin kthydro gi mt vai tr quan trng gia hai nhm:




32/116


O

O

v C

H

HC NN

- T nhng nghin cu trn, Pauling v Kory (1955) xut ra mtm hnh cu to xon ca cc mch polypeptit. L thuyt ny c

chng minh trc tip v c tha nhn rng ri.

5

4

3

2

1

10,1

27

5,4

18 gc

3,6 gc

Theo thuyt th:

Mi vng xon gm 3,6 gc axitamin;

5 vng xon bao gm 18 gc axitamin;

Khong cch gia 2 vng xon l5,4 (1,5 cho mi axit amin);

ng knh trong l: 10,1;

Cc gc bn ca cc axit amin khngtham gia trc tip v vic to thnhmch polypeptit u hng ra ngoi.

Chng minh cho s tn ti ca lin kt hydro: un nh dn nmt nhng tnh cht sinh hc ban u - mc d nhng tc ng ny khnggy nhng bin i trong lin kt peptit hay trong cu disulfit (do lm tlin kt hydro).

S tn ti ca lin kt hydro c xc nhn nh ngi ta pht hinc rng: protein c th b bin tnh bng nhng cht m bn thn chng rt dng to nn lin kt hydro. Ngay nhit rt thp c th lm bintnh nhiu protein m khng gy nhng bin i trong cc lin kt ng hatr.

1,- Tng tc k nc trong Protein

Trong thi gian gn y ngi ta cho rng cc lc lin kt trong lngprotein xut hin khng nhng c hnh thnh bng lin kt hydro m cnnh s tng tc ca cc nhm k nc.

Ngi ta tm tht rng cc axit amin ca phn t hemoglobin c ccgc k nc nh valine, leucine, phenylalanine c phn b trong lng




33/116


phn t cn cc axit amin phn cc c phn b trn b mt, v vy cctng tc k nc chnh c vai tr quan trng trong vic duy tr cu trckhng gian ca phn t protein.

2,- Cu trc bc 3

Khi nghin cu cu trc phn t ca mt s protein dng hnh cu nhalbumin ca huyt thanh, Hemoglobin, ... ngi ta thy nu ch da vothuyt cu to xon thi th cha gii thch c.

V d: Phn t albumin

c to nn bi 600 gc axit amin, nu da theo l thuyt cu toxon th di mi axit amin l 1,5 1,5 x 600 = 900, ng knhtrong ca cu to xon l 10,1,

Nh vy, s liu tnh theo l thuyt - t l trc ln trn trc nh s l:

900/ 10,1 = 90 nhng trn thc t ch c 4, iu cho thy phn t ccu trc dng cu

Nh vy:

S sp xp khng gian ca nhng phn xon v v nh hnh ca mchpolypeptin theo mt trt t nht nh to thnh dng cu c gi l cutrc bc III ca phn t protein.

Cc phn t c cu trc bc III: Albumin, Mioglobin, Kimotrip-xinogen, Ribonucleaza.

3,- Cu trc bc 4

Kt qa nghin cu ca nhng nm gn y cho thy, ngoi cu trcbc 3, nhiu Protein cn c c cu trc bc 4.

- Cu trc bc 4 ca phn t Protein l do hai hay nhiu tiu n v c cutrc bc 3 kt hp to thnh.

- V d: Hemoglobin, phn t ca n c hnh thnh t 4 tiu n v, 2mch v 2 mch hay insulin (2 tiu n v), pepxin, aminlaza (12tiu n v).

- Cu trc bc 4 c hnh thnh v n nh nh cc lc tng tc giacc nhm bn phn b trn b mt ca cc tiu n v protein hnh cu,nh cc lin kt hydro, lin kt "Van-der-walls", tnh in, ....

Cu trc bc cao l mt trong nhng c im phn bit protein vicc hu cht hu c khc.




34/116


2.3.2. Mt s tnh cht c trng ca axit amin

2.3.2.1. Tnh cht

1,- Khi kt tinh cho tinh th mu trng, bn nhit 2025C.

2,- Tnh tan trong nc ca chng rt khc nhau, tan tt nht lProline kmnht l Tyrosine v Cysteine. S c mt ca mui nh hng n tnh tan caaxit amin trong nc. Nhiu axit amin tan tt hn khi thm 1 lng nhmui, nhng kt ta khi tng mnh lc ion ca dng dung dch.

3,- a s cc axit amin bn trongdung dch axit mnh - tr Triptophan bphn hy hon ton v cc axit amin c cha lu hunh nh Cysteine Cystinv cha nhm OH nh Serine,Threonine s b oxy ha t 1030%.

- Trong dung dch kim mnh (NaOH : 4 - 8N) th cc axit amin chanhm OH (Serine, Treomine) b deamin ha, cc axit amin cha nhm

lu hunh nh Cysteine, Cistin b ph hng, Arginine b phn hy va s cc axit amin b Raxemic ha, ngha l chuyn t dng L sangdng D.

- Di tc dng ca kim xy ra s chuyn bin thun nghch ca nhmCaboxyl thnh dng enol dn ti lm mt tnh bt i ca nguyn tCabon qa trnh i c th biu din nh sau:

C COOHCOOH

OH

OHH

H

H

R RR C CC

NH2

NH2

NH2

4,- Tnh hot quang: Tr Glycine, cn tt c cc axit amin khc u l chthot quang, c th tn ti di 2 dng hot ng quang hc - dng D vdng L.

Cht chnh dng xc nh dng ca cc phn t l Lserine, c cutrc khng gian ging cu trc khng gian ca Laldehyt glyxerinic, dng Dv dng L c biu din nh sau:

Dng D Dng L

Mt s cc axit amin c 2 nguyn t Cacbon bt i, chng c 4 ng phn quang hc, trong trng hp ny k hiu L v D c dng ch ccdng ng phn gp trong thnh phn ca protein, 2 dng ng phn cn li




35/116


ch thu c bng phng php tng hp ha hc, c k hiu l Dallo vLallo axit amin - V d nh Isoleucin:

COOH COOHCOOH COOH

H

Isoleucin Allo isoleucin

HH H

H HH H

C CC C

C CC CC H2 5 C H2 5C H2 5 C H2 5

NH2 NH2NH2 NH2

CH3 CH3CH3 CH3

- Tt c cc axit amin c trong thnh phn ca Protein u thuc dng L;ng v thc vt khng c kh nng hp thu axit amin dng D; khngnhng th, i khi cn c nh hng xu n qa trnh trao i cht.

5,- Tnh in ly lng tnh

- Axt amin c tnh in ly lng tnh v do trong phn t c cha ng

thi nhm COOH (cacboxyl ) v nhm NH2 .- Trong dung dch nc n c th tn ti ng thi di hai dng: dngphn t v ch yu di dng ion lng cc.

COOHR C

NH3+

- S phn ly trong mi trng axit v kim xy ra nh sau:

COOH

COOH

COO

COO

H3+

H+ OH

H N3+ H N3

CH2

CH2

CH2 CH2

NH2

Nh vy trong cc dung dch axit mnh ca axit amin tn ti dngion dng v ngc li trong kim mnh th dng ion m, ti min trungtnh, phn t khng c in tch nhng tt nhin n vn phn cc mnh.

pI - gi l im ng in ca phn t axit amin, vy:

Gi tr pH, ti phn t trung ha in, c gi l im ng in pI.

Ta thy ga tr pI ca cc axit amin khc nhau th khng ging nhau, vvy mt ga tr pH thch hp, cc axit amin s chuyn v cc m hay ccdng vi nhng vn tc khc nhau phng php in di dng phntch hn hp axit amin.

2.3.2.2. Cc phn ng c trng quan trng

1,-Phn ng vi axit nitr




36/116


- Cc axit amin (tr Prolin v Oxyprolin) u phn ng vi axit nitr gii phng kh nit v to thnh Oxyaxit tng ng:

RCOOH COOH HNO2 N2 H O2CH CH

NH2 OH

- Phn ng ny c Van-Slyke dng nh lng axit amin bng cchxc nh lng N2 to thnh.

2,-Phn ng vi formalin(Phn ng Sorensen )

- Khi thm mt lng d formalin trung tnh vo dung dch axit amin,focmalin s tc dng vi nhm NH2 ca axit amin:

R RCOOH COOHH CHO

CH OH2

CH CH

NH2 NH

y l c s ca phng php nh lng Sorensen cho cc -amin.nh lng bng phng php chun nhm COOH bng NaOH-0,1N

3,-Phn ng vi ninhydrin

- Khi un nng, a s axit amin tc dng vi Ninhydrin to thnhCO2, NH3 v andehyt tng ng:

OH HN

OH OH

O O OH

O O O

NH3

3 H O2

O

O

OH OH

OH OH

O O

O

Ninhydrin

Mu xanh tm

Hydrindantin

O

COOH

R

H N2 H N2 RCHO CO2CH

- Ta c th nh lng amin tham gia phn ng thng qua xc nh

lng kh CO2NH3 hoc Aldehyl to thnh.- KhiPHca mi trng phn ng ln hn 4 s xy raphn ng ngng

t tip theo vi NH3 mi to thnh, to thnh mt hp cht c mutm xanh - phn ng ny c dng nhiu trong phn ng nh tnh vnh lng axit amin trong cc phng php sc k v in di trn giy- tr 3 axit amin:

Axit aspactic + Ninhydrin cho 2 phn t CO2 ,




37/116


Prolin v oxy prolin khi tc dng cho hp cht mu vng vkhng to thnh NH3 .

4,-Phn ng to phc vi cc kim loi

- Hu ht cc axit amin u c kh nng to phc vi cc ion kim loi

ha tr 2:O

ONH

NHO

OR

RMe

C

CCH

CH

- bn ca cc phn ng tng theo trt t:

Mg+ 2 < Mn+ 2 < Fe+ 2 < Cd+ 2 < Co+ 2 < Zn+ 2 < Cu+ 2




38/116


Chng III NNG LNG HC

3.1. NNG LNG V S TRAO I CHT

3.1.1. Nng lng t do

Vt cht v nng lng trong v tr lin quan vi nhau theo phngtrnh ni ting ca Anhxtanh: e = mc2 ( e l nng lng m l khi lng v cl tc ca nh sng - l mt i lng khng i). Trong cuc sng th haikhi nim nng lng v vt cht tch bit nhau. Vt cht chim mt khongkhng gian nht nh v c trng lng - cn nng lng, l kh nng gyra nhng bin i vt cht, hoc lm cho vt cht chuyn ng, ngha l ckh nng sinh ra cng. Nng lng c xc nh nh kh nng sinh ra cngc th l nhit nng, nng lng nh sng, in nng, c nng hoc hanng. Cc nh vt l cn phn bit ng nng v th nng. Th nng l khnng sinh ra cng c xc nh bi v tr hoc trng thi ca mt vt th.ng nng l nng lng chuyn ng. Mt hn nm trn dc n c mtth nng c xc nh bi v tr ca n, khi n ri xung th th nngchuyn thnh ng nng.

Ngi ta cn phn bit ra nng lng t do, tc l nng lng c kh

nng sinh ra cng trong iu kin ng nhit v nng lng khng c khnng sn ra cng trong iu kin ng nhit l entropi - trng thi hn nca nng lng bn trong. Theo nh lut bo ton nng lng th khi lngchung ca nng lng trong bt k mt h thng cch ly no l khng i.Nh vy nng lng t do v entropi ph thuc ln nhau; tng entropi trongqu trnh khng thun nghch km theo vic gim nng lng t do. Nnglng t do l nng lng c li - cn entropi l thc o nng lng khngdng c. Tt c nhng qu trnh vt l v ha hc xy ra vi s gim nnglng t do cho ti khi m chng cha t ti trng thi cn bng, trong

nng lng t do ca h thng l cc tiu cn entropi l cc i.3.1.2. Oxy ha kh

Theo quan nim hin i, qu trnh mt in t hoc proton (H) caphn t cht no gi l s oxy ha, cn ngc li: qu trnh np in thoc proton ca mt phn t cht no gi l s kh.

Cht nhng in t v proton gi l cht b oxy ha, cht nhn in tv proton gi l cht oxy ha.




39/116


S oxy ha v s kh lun lun xy ra ng thi v lin h cht chvi nhau thnh mt phn ng oxy ha kh thng nht.

3.1.2.1. Phn ng oxy ha kh sinh hc

C th sinh vt oxy ha cc sn phm dinh dng bng oxy, chuyn

ha chng thnh CO2 v H2O ng thi s dng nng lng gii phng ra p ng nhu cu hot ng sng. Khi , hydro c gii phng khi hpcht hu c v kt hp vi oxy km theo s ta nng lng.

Phn ng oxy ha kh c tin hnh trong c th sng vi s tham giaca nhng h enzyme c bit - l phn ng oxy ha kh sinh hc.

Cc qu trnh oxy ha kh sinh hc thuc loi cc phn ng d hakhng nhng ch l ngun nng lng quan trng dng thc hin cc phnng tng hp khc nhau, m cn l ngun cung cp cc hp cht trung gian

lm nguyn liu cho cc phn ng tng hp v ng vai tr ht sc quantrng trong vic lin hp cc qu trnh trao i cht.

* S khc nhau gia oxy ha kh sinh hc v oxy ha kh thng thng:

- S oxy ha sinh hc khng phi l phn ng pht nhit mt giai onnh s chy m l mt chui phn ng - trong , nng lng c giiphng ra mt phn di dng nhit, cn phn ln c tch ly di dnglin kt cao nng.

- Qu trnh oxy ha sinh hc lun c enzyme xc tc.

- Khi t chy cc cht hu c ngoi c th, nng lng gii thot ranh s oxy ha carbon n CO2. Trong lc , phn ng oxy ha tng bchydro n H2O xy ra trong qu trnh oxy ha sinh hc c th li l phnng cung cp nng lng. Phn ng oxy ha ny iu kin thng l phnng n.

3.1.2.2. Th oxy ha kh

S chuyn dch in t c th thc hin c khi trong t bo c chtc kh nng thu nhn in t, ngha l c i lc i vi in t. Trong phnng oxy ha kh, cc cht tham gia phn ng c i lc i vi in t khcnhau. Cht no c i lc i vi in t ln hn th cht l cht nhn.

Ngi ta o i lc i vi in t cho tng cht trong mch in th k viin cc chun hydro c in th bng khng. i lng ny phn nh kh nngthu hay nhng in t, tc l kh nng oxy ha kh ca cht v c gi l thoxy ha kh.




40/116


Th oxy ha kh c th tnh c theo phng trnh sau:

RT [dng oxyha]E = Eo + ln

nF [dng kh]Trong :

E : Th oxy ha kh ca mt cht nht nh trong nhng iu kin xcnh

Eo: Th oxy ha kh cc iu kin tiu chun (nng ca hai dngbng nhau)

R: Hng s kh (1,98 calo/ mol. C )

T : Nhit tuyt i

n : S in t c di chuyn

F : S Faraday (95.500 culong/ptg hay 23,066 Kcalo/mol

Th oxy ha kh cn c th dng tnh nng lng t do c giiphng ra trong qu trnh oxy ha kh bng phng trnh sau:

G nF . E

Trong : G: Nng lng t do

E: Hiu th oxy ha kh ca hai h

3.1.3. Nng lng hot ho

i vi bt k mt phn ng ha hc no, thm ch i vi phn ngta nhit vi G m cng c hng ro nng lng phi vt qua trc khiphn ng bt u. Hng ro nng lng y gi l nng lng hot ha.

lm tng tc phn ng cn phi lm tng nng lng ca phnln s phn t trong qun th vt qua hng ro nng lng. Nng lnghot ha cng cao, phn ng cng kh thc hin (tc phn ng cng nh),ngc li nng lng hot ha nh, phn ng d thc hin (tc phn ngln). Cc cht xc tc c tc dng lm tng vn tc phn ng, nh vy cht

xc tc bng con ng no lm gim nng lng hot ha ca phn ng.Cht xc tc thc hin c iu y bng cch to thnh phc hp trung giankhng bn vng vi c cht, gy nhng bin i trong ni phn t c chtlm cho c cht d dng tham gia vo phn ng v sau phc hp y phnhy thnh sn phm ca phn ng v gii phng cht xc tc t do

3.1.4. Enzyme

3.1.4.1. i cng v enzyme




41/116


Enzyme l hp cht protein c kh nng xc tc c hiu cc phn ngha hc. Chng c trong tt c cc t bo ca ng thc vt v vi sinh vt, vthng c gi l cht xc tc sinh hc.

3.1.4.2. Bn cht ca enzyme

Bn cht ha hc ca enzyme l protein hay ni cch khc enzyme lnhng protein c hiu lm nhim v xc tc cc phn ng ha sinh hctrong c th sng.

1,-Enzyme c y mi tnh cht ca protein:

Tnh tan: a s tan trong H2O, dung dch mui lng,

Khng bn i vi tc dng ca nhit ,

Mt kh nng hot ng nu protein b bin tnh di tc dng l, hakhc nhau,

Tnh lng tnh - c th phn tch bng phng php in di.

2,- Cu trc: Da vo cu to phn t enzyme ngi ta chia enzyme thnh 2nhm:

Enzyme mt cu t l nhng enzyme m trong phn t ch cha protein.

Enzyme hai cu t: L nhng enzyme m ngoi protein, trong phn tcn c cha mt nhm ngoi khng c bn cht ca protein. Phn proteinc gi l Apoenzyme cn phn khng phi protein c gi l

Coenzyme hay cn gi l nhm ngoi. Trong phn t enzyme, phn protein v phn Coenzyme c lin kt cht ch vi nhau - V d:Enzyme 1 cu t nh Pepxin, Amilaza, Ureaza, ...

i vi cc enzyme 2 cu t th coenzyme trc tip tham gia phn ngxc tc, gi vai tr quyt nh kiu phn ng m enzyme xc tc cnapoenzyme c tc dng nng cao lc xc tc ca coenzyme v quyt nhtnh c hiu ca enzyme - V d enzyme 2 cu t nh: Catalase, Peroxydase(2 enzyme ny c nhm ngoi ging nhau - nhn Hem.Fe ) nhng phnapoenzyme khc nhau nn xc tc 2 phn ng ha hc khc nhau:

Catalase: phn ly 2 H2O2 2 H2O + O2

Peroxidase: phn ng oxy ha kh 2 H2O2 2 H2O + 2 O

Trong nhm enzyme 2 cu t, nhiu enzyme c coenzyme l nhng vitamin:

Coenzyme ca aminotransferase l vitamin B6

Dehydrogenase hiu kh cha vitamin B2




42/116


Dehydrogenase k kh cha vitamin PP

3,- Cu trc trung tm hot ng ca enzyme:

Trong qu trnh xc tc ca enzyme c giai on to thnh phcenzyme c cht.

S kt hp c hiu gia enzyme v c cht ch xy ra trn mt phnxc nh ca phn t enzyme. Phn ca enzyme tham gia trc tip vo phnng kt hp vo c cht c gi l trung tm hot ng ca enzyme.

cc enzyme 1 cu t, trung tm hot ng ca enzyme do 1 s nhmchc ca axit amin trong thnh phn phn t ca enzyme phi hp tothnh (thng qua cc cu trc bc 2, 3, 4 m cc nhm chc c iu kinnm k nhau), cc nhm nh : OH, SH, COOH, NH2 , ...

cc enzyme 2 cu t, ngoi phn mch polypeptit thc hin nhim v

kt hp, c bit tham gia vo vic to thnh trung tm hot ng, cn ccc nhm chc ca coenzyme hoc nhm ngoi ca phn t enzyme.

mt s enzyme, trong phn t c th cha 2 hoc nhiu trung tm hotng - V d: Alcoldehydrogenase ca nm men c 4, ca gan c 2 (tth).

Gia cc nhm chc tham gia to thnh tm hot ng ca enzymethng phn bit cc nhm ca" tm xc tc" tham gia trc tip vo hotng xc tc ca enzyme v cc nhm ca " min tip xc" lm nhim vm bo tnh c hiu ca enzyme, ngha l s kt hp c hiu to

thnh phc ES. S phn bit ny ch l tng i v lc no cng c tcdng tng h.

Ngoi ra, mt s enzyme cn c "tm d khng gian"- l phn caenzyme,khikt hpvi cc cht c phn t nh no th cu trc bc 3ca ton b phn t enzyme s b bin I dn n lm bin i cu trcca tm hot ng, do km theo s bin i hot tnh ca enzyme.

mt s loi enzyme cn tn ti di dng tin enzyme (dng khnghot ng c) gi l cc Zimogen, v d: Pepxinogen, Tripxinnogen,

Kimo tripxinogen, ... chuyn chng sang dng hot ng, phi qua qu trnh hot ha:

qu trnh ny thng xy ra s t mt s lin kt peptit trong phn tzimogen. Loi b i on peptit c tc dng km hm hoc bao vy cc nhmhot ng ca enzyme - khi ct b on peptit km hm i dn n s spxp li ni ti phn t, hnh thnh trung tm hot ng.

3.1.4.3. Cng lc xc tc ca enzyme




43/116


Tc ca mt phn ng ha hc c xc nh bi gi tr ca nnglng ha hc (nng lng d tha) m cc phn ng phi c trn mc nng lng t bo ca cc phn t c th ph v cc lin kt c trongchng v sau c th xut hin cc loi mi. Nng lng ha hc ca phnng no cng ln, tc ca phn ng s cng nh v ngc li nnglng ha hc cng nh, tc phn ng ha hc s cng ln - nh vy, chtxc tc bng con ng no lm gim nng lng ha hc ca phn ngha hc. c th hnh dung c c th v s sai khc ca nng lng gianng lng t do u v cui phn ng, chng ta so snh vi th nng camt vt nng bt k no : nu vt nng ny nm sn ni trong cc h thlc u phi nng n ln ti ming h ri sau khi ln xung thp n schuyn vo mt h khc t ti trng thi n nh.

I - Nng lng hot ha

II - S thay i nng lng t do

A - Phn ng khng c xc tc

B - Phn ng c xc tc

- Cht xc tc c tc dng h thp nng lng ha hc lm tng vntc phn ng (cc cht xc tc khng nh hng n trng thi cnbng ca phn ng).

- Trong cc phn ng sinh hc th enzyme l nhng cht xc tc. So vicc cht xc tc v c th enzyme c cng lc xc tc mnh hnnhiu ln. V d nh s thy phn ng ma:

Bng ion H+ th nng lng hot ha l 25.600 kcal/phn t

Bng fructofuranolidase ca nm men : 9.400 kcal/phn t

Bng fructofuranolidase ca i mch: 13.000 kcal/phn t

3.1.4.4. Tnh tc dng c hiu ca enzyme

Khc vi cht xc tc v c, enzyme ch tc dng ln mt c c cht

v kiu ni ha hc nht nh trong phn t: tnh cht c gi l tnh chiu.

Ngi ta phn bit cc dng c hiu sau:

1,- c hiu quang hc




44/116


Enzyme ch c kh nng tc dng ln mt dng ng phn quang hcnht nh (hoc l dng D hoc l dng L, c th l dng Cis hoc dngTrans, ...). V d:

Axit L-malic

Trans axit fumaric

Fumarathydeatase

HOOC H

H

+H O2

H O2

CHOHC C

COOH

COOHCOOH

CH2

Axit L-malic

Axit fumaric

Fumarat-

dehydeogenaseHOOCCH CH

CH

OH

COOH

COOH COOH

CH2

Enzyme ny khng tc dng ln dng D ca axit malic - v trung tmhot ng ca enzyme c cu trc tng ng vi c cht dng ng phn L(to ES).

Theo thuyt a i lc ca Berman v Fruton trong c ch c hiu quang hc lE phi kt hp vi c cht t nht 3 im.

2,-c hiu tuyt iEnzyme ch c kh nng tc dng ln mt c cht nht nh:

COOHThay

Dng este

L arginin

L ornitinU r

ArgininaseNH

NH

H O2C CHC

O COOH

CH

NH2

NH2

NH2 NH2

(CH )2 3

(CH )2 3

NH2

COOCH3

NH2




45/116


Trong trng hp ny th cu trc trung tm hot ng ca enzymetng ng cht ch vi c cht, nu c mt s sai khc nh no th cng lm cho enzyme khng th sai khc c.

Nu ta thay i bt k nhm no trong phn t th cng lm cho

phn t enzyme khng hot ng c nh dng este metylic ca arginin.3,-c hiu tng i

L trng hp enzyme c kh nng tc dng ln mt kiu ni ha hcnht nh m khng ph thuc vo bn cht ha hc ca cc cu t tham giato thnh mi lin kt .

V d: lipase thy phn tt c cc lin kt este

aminopeptidase thy phn nhiu lin kt peptit

4,-c hiu nhm

Enzyme c kh nng tc dng ln mt kiu ni ha hc nht nh viiu kin mt trong hai cu t tham gia to thnh lin kt phi c cu to xcnh.

V d: Enzyme protease ct u hoc cui chui protit:

CH CHCO COOHCONH2 NH

RAminopeptidase Cacboxypeptidase

R

CO

3.1.4.5. Cc yu t nh hng n hot tnh ca enzyme

1,-nh hng ca nng c cht

Nu lm thay i nng ca c cht v xc nh xem iu nhhng th no ti tc ca phn ng enzyme th ni chung s thy rng, vimt lng E khng i, pH khng i, lc ion khng i, t c tc ban u cc i cn phi c mt lng tng i ln c cht. i vinhiu enzyme, nng nng cao hn so vi nng ca cc cht nht nhca c th. Tnh trng ny rt quan trng v n chng t rng: Enzyme trongiu kin ca c th thng tc dng t hiu qu hn so vi trng hp cnhng iu kin nhn to, , enzyme c bo ha bi mt lng c chtln.

S ph thuc gia tc ca phn ng enzyme v nng ca c chtc gii thch nh thuyt ca Michaelis v Menten:

Ek1k2

k3S P (1)EES




46/116


Trong :

k1 hng s vn tc ca phn ng to phc " ES "

k2 hng s vn tc ca phn ng phn ly phc " ES "

k3

hng s vn tc ca phn ng phn ly phc " ES " to thnh snphm

Gi: v1 l vn tc ca phn ng to thnh phc " ES ",

v2 l vn tc ca phn ng phn ly phc " ES ",

v3 l vn tc ca phn ng phn ly to thnh sn phm,

Ta c: v1 = k1 [ E ] [ S ]

v2 = k2 [ E S ]

v3

= k3

[ E S ]

Khi h t ti trng thi cn bng, ngha l s phn ly ca phc " ES "theo phn ng (3) v (2) cn bng vi s to thnh phc cht theo phnng (1), ta c:

k2 [ ES ] + k3 [ ES ] = k1 [ E ] [ S ] ( 2 )

[ ES ] ( k2 + k3 ) = k1 [ E ] [ S ]

Gi nng ca enzyme khi bt u phn ng l Eo, ta c:

[ E o ] = [E ] + [E ] ( 3 )

[ E ] = [ E o ] [ ES ]

Thay E ca phng trnh (3) vo phng trnh (2), ta c:

[ ES ]( k2 + k3 ) = k1 ([ Eo ] [ ES ]) [ S ]

k1 [ Eo ] [ S ] k2 + k3[ ES ] = t: = km , ta c:

k2 + k3 + k1 [ S ] k1

1 k2 + k3 + k1 [ S ] km 1 = = + [ ES ] k1 [ Eo ] [ S ] [ Eo ] [ S ] [ Eo ]

[ E o ] [ S ][ ES ] =

km + [ S ]




47/116


Mt khc, vn tc ca phn ng enzyme tnh theo s to thnh snphm, ta c:

[ Eo S ]v = k3 [ E S ] v v = k3 x ( 4 )

km + [ S ]

Nng ca phn ng cng cao km nng ca ES cng ln v ln cc i s bng nng ca enzyme ban u l Eo :

v max = k2 [ Eo ] ( 5 )

Thay (5) vo (4) ta c:v max [ S ]

v = ( 6 )km + [ S ]

Phng trnh (6) biu din s ph thuc ca vn tc phn ng E vonng ca c cht ng biu din c dng hyperbol:

Vmax

V

km [S]

V

km : gi l hng s Michalic v c trng cho mi enzyme, n c trngcho i lc ca enzyme vi c cht

km c tr cng nh th i lc ca enzyme i vi c cht cng ln, ngha lvn tc ca phn ng enzyme cng ln

v maxT phng trnh (6), ta thy khi: v = th km = (S)

2

Vy hng s Michalis c tr s bng nng ca c cht khi vn tcphn ng bng mt na vn tc cc i.

* km: khng ph thuc vo nng E

ngha ca hng s Michalis l:

nh gi c im ca E,




48/116


Cho php tnh c tc dng ca E trong nhng trng hp khi takhng th xc lp c bng phng php thc nghim.

Gi thit ca Michaelis-Menten:

- Nu k2 >> k3 th km = k2 / k1

- Khi [E] + [S]v[ES] trng thi cn bng - th s to thnh sn phms t v gi tr kms t l nghch vi i lc ca enzyme vi c cht -Ngha lkmcng nh th i lc ca enzyme vi c cht cng ln.

- Nuk2


49/116


2,-nh hng ca nhit

Cng nh cc phn ng ha hc, thng vn tc ca phn ng tng khitng nhit . Tuy nhin, do enzyme c bn cht protein nn n khng bni vi tc dng ca nhit, a s enzyme b mt kh nng hot ng nhit

trn 70C.Trong trng hp phn ng enzyme, khi tng nhit : mt mt, vn

tc phn ng tng theo quy lut thng thng; mt khc, tng nhit timt mc no cng ng thi c tc dng ngc li, lm gim vn tcphn ng do s bin tnh ca enzyme do nhit gy ra.

ng biu din s ph thuc ca vn tc phn ng v nhit nh sau:

T ( C)

V

Nhit ti thch ca cc enzyme khng ging nhau nhng a s nmtrong khong 35C60C (ng vt l 3550C, thc vt l 4560C).

* Nhit ti thch ca mi enzyme khng phi l mt hng s m ph thucvo nhiu yu t khc, c bit l thi gian tc dng. Thi gian tc dng cngdi, nhit ti thch ca enzyme cng thp. Ngoi ra, nng enzyme, nng c cht, dng tn ti ca enzyme cng nh hng n nhit ti thch

ca enzyme.3,-nh hng ca pH

pH

V

Mi enzyme ch hot ng mnh nht mt vng pH xc nh gi l

pH ti thch (pH optimum). Hnh trn l ng biu din nh hng ca pHn hot ng ca enzyme.

Cng nh nhit , pH ti thch ca mi enzyme khng c nh, c ththay i ty theo tnh cht v nng ca c cht.

Khi thay i pH thay i trng thi in ha ca cc nhm chc trongtrung tm hot ng v ng thi n cng lm thay i trng thi ion ha cac cht v v vy, lm thay i hot ng ca enzyme.




50/116


V cc nhm chc ca trung tm hot ng ca enzyme ch c th honthnh chc nng xc tc khi trng thi ion ha thch hp nht nh nnbng cch xc nh hng s ion ha ca cc nhm c th nhn bit cs c mt ca nhm ny hoc nhm khc trong trung tm hot ng caenzyme.

c cht l casein pH opitimum = 1,8V d: pepxin

c cht l hemoglobin pH opitimum = 2,2

Thng qua nghin cu s ph thuc ca vn tc phn ng enzyme vpH mi trng, c th xc nh c nhm chc no ca phn t enzyme tham gia qu trnh xc tc.

4,-nh hng ca cc cht hot ho

Cht hot ha l nhng cht c tc dng lm cho enzyme t trng thikhng hot ng tr thnh hot ng hoc t trng thi hot ng yu trthnh hot ng mnh hn.

Cht hot ha c bn cht rt khc nhau, c th l:

Cc cht hu c phc tp lm nhim v vn chuyn mt nhm no trong qu trnh phn ng, v d: NAD, NADP (chuyn H2).

Nhng cht c kh nng ph v mt s lin kt trong phn t tinenzyme (zimogen) loi b mt s lin kt ph th b bao vy ca

cc nhm hot ng trong trung tm hot ng ca enzyme tr lidng hot ng.

Cc cht c tc dng lm phc hi nhng nhm chc hot ng catrung tm hot ng ca enzyme.

V d: Trung tm hot ng ca enzyme papain c cha nhm SH:

Di tc dng ca nhm oxy ha, nhm SH s chuyn thnh SS .

Enzyme mt kh nng hot ng. Nu thm vo mi trng cc cht

hot ha c tnh kh, nhm SH c phc hi v enzyme s hot ng trli.

5,-nh hng ca cc cht km hm

Cht km hm l cht c kh nng lm yu hoc lm chm dt honton tc dng ca enzyme.

Cc cht km hm c bn cht ha hc khc nhau c th l cc ion kimloi, cc anion, cc hp cht hu c phn t nh hoc l protein.




51/116


Cht km hm c th phn ng thun nghch (km hm thun nghch)hoc khng thun nghch (km hm khng thun nghch) vi enzyme.

Thng phn bit 2 loi km hm thun nghch l km hm thunnghch cnh tranh v thun nghch khng cnh tranh.

a,-Km hm thun nghch cnh tranhXy ra khi enzyme thiu tnh c hiu tuyt i. Trong trng hp ny,

cht kim loi c cu to rt ging cu to ca c cht. N kt hp vi phn tenzyme cng ti trung tm hot ng m enzyme dng kt hp ti c cht.

V d: Axit malonic l cht km hm cnh tranh ca enzyme sucxinatdehydrogenase, l enzyme xc tc qu trnh oxy ha axit sucxinic thnh axitfumaric, n c cu to gn ging cu to ca axit sucxinic:

Axit suxinicxit suxinic Axit fumaric

COOH COOH COOH

COOH

COOH COOH

CH2 CH2 CH

CH2 CH

i vi trng hp trong phn ng c mt ca cc cht km hm, victnh ton vn tc phn ng enzyme phc tp hn nhiu.

Cht km hm v c cht cng c kh nng kt hp vi trung tm hot

ng - ta c 2 phng trnh:k1 k3 ki + 1

E + S E S E + P v E + I E Ik2 ki + 1

Bng cch tnh ton nh phn trc ngi ta rt ra:

Vmax x [ S ]Vi =

km (1 +[ I ]/k i ) + [ S ]

Vit di dng phng trnh ng thng:

1 km 1 [ I ] 1 = x x ( 1 + ) +

Vi Vmax [ S ] ki Vmax [ Ii ]

[ Ii ]Nh vy khi c cht km hm cnh tranh, ga tr ca Km tng ln (1 + )ln, c ngha l khi , i lc gia enzyme v c cht gim, kt qa kivn tc ca phn ng enzyme gim. ng biu din vn tc:




52/116


Vmax

V

km [S]

V

1/V

V

Khng ckm hm

k k

max

mi [S]

Vmax = Vi max

1[ ]S

[ ]I .V0V1

km

k

kmi

b,-Trong trng hp km hm khng cnh tranh

Trong trng hp ny, cht km hm c th gn c vo enzyme t docng nh vo phc hp enzyme - c cht theo phn ng sau:

k1E + S E S E + P

k2 ki + 1E + I E I

ki + 2 ki + 3E S + I I E S

ki + 4 ki + 5E I + S I E S

ki + 6

Gi thit rng k+3 rt nh so vi k+1 v k+2, phc " E S " khng to thnh snphm bng cch tnh ton, ngi ta rt ra:

Vmax [ S ]Vi =

(km + [ S ] ) (1 +[ I ]/ ki )

Cng c th vit ra di dng ng thng:

1 km 1 [ I ] 1 [ I ] = x (1 + ) + (1 + )Vi Vmax [S ] ki Vmax ki

th biu din trong trng hp ny c dng:




53/116


Vmax Khng c km hm

km [S

1

2

]

1/V

VKhng ckm hm

C cht km hm

max

[S]

1

2

So snh vn tc khi khng c cht km hm vi vn tc phn ng khic cht kmhm, ta c:

Km hm cnh tranh Km hm khng cnh tranh

Vo km / ki = 1 + [ I ]

Vi km + [ S ]

Vo [ I ] = 1 +

Vi ki

S bin i hot tnh ph thuc vonng c cht v nng cht kmhm

Khng ph thuc vo nng c chtv ph thuc vo nng cht km hm

3.2. H HP T BO

3.2.1. i cng v h hp t bo

H hp t bo l mt tp hp nhng qu trnh xy ra trong tng t bo

do enzyme xc tc, kt qu ca nhng qu trnh y l cc phn t gluxit, axitbo v axit amin cui cng b phn hy n kh cacbonic v nc, cn nnglng sinh hc gii phng ra mt phn c s dng cho cc hot ng sngca t bo, phn cn li c t bo tch ly li di dng cc lin kt caonng.

Tt c cc hot ng sng: vn ng, cm ng, sinh trng, sinh snvv... u cn n nng lng. Nng lng cn thit t bo ly t cc linkt phosphat cao nng trong phn t ATP (cc lin kt y c nng lng t

do thy phn tng i cao). Qu trnh h hp t bo hay qu trnh phn giicc hp cht hu c trong t bo c th tm tt nh sau:

- c th ng vt v vi sinh vt gluxit, lipit, protein b phn giithnh cc cu t hp phn di tc dng ca cc h enzyme ni v ngoi bo.Tip cc n cu t c thm vo t bo nh cc c ch c bit. Cchp phn ca protein, gluxit, lipit nh glucose, axit amin v axit bo di tcdng ca cc enzyme c hiu u to thnh mt sn phm chuyn ha nhnhau l axetilcoenzyme A.




54/116


- Axetilcoenzyme A c tip tc oxy ha trong chu trnh kn gi lchu trnh xitrat (chu trnh Krebs hay chu trnh axit xitric). Trong chu trnhKrebs, axetilcoenzyme A b oxy ha hon ton, gii phng ra CO2 cn ccnguyn t hydro gii phng ra nm trong cc coenzyme kh NAD.H 2,NADP.H2 v coenzyme flavin kh.

- Sn phm cui cng th hai l H2O c hnh thnh do s oxy hacc coenzyme kh trn. S oxy ha ny km theo s gii phng nng lngv qu trnh ny xy ra qua h chuyn vn in t v proton gi l chui hhp. Trong giai on ny xy ra s tng hp ATP hp cht cha lin kt caonng. Qu trnh gii phng nng lng trong giai on ny l do s kh hahydro trong chui h hp. Sn phm cui cng l H2O.

S 3-1 minh ha chui cc phn ng trao i cht, trong qu trnhca cc phn ng in t c chuyn t c cht n oxy v nng lng

c tch ly di dng lin kt cao nng trong phn t ATP.

Isocitric

Cis-aconitic

Oxaloacetic

Oxalosuxinic

-Cetoglutaric

Malic

Suxinic

Fumaric

NADPH2 FAD.H2

FAD.H2

CoQ Cytb Cytc Cyta Cyta3H O2

FS 2H+

FN O2

0,32 0,06 0,00

0,26 0,06 0,26 0,03 0,24 0,02 0,27

1 0 0 311 0 0 11

0,26 0,29 0,53 0,55 0,82E (v)0E

e e e e e

TH

ATP -

ATP -

Kh nng l thuyt:

c thc t:

THNADH

Citric

Ghi ch:b, c, a, a3: L nhng xitocrm

Hnh 3-1: S chui cc phn ng trao i cht

3.2.2. Glicolis - Chu trnh ng phnGlicolis l qu trnh phn gii ng trong t bo. S ng phn nm

trong qu trnh d ha. Cc phn t ng, di tc dng ca cc enzyme boxy ha trong t

Sinh Hoc Dai Cuong _ 2007

Documents

Transcript of Sinh Hoc Dai Cuong _ 2007