Sự dịch chuyển Proton và tổng hợp ATP ở lục lạp và ti thể

Trường ĐH Sài Gòn Khoa SP KHTN Lớp DSI 1081 Bài thuyết trình Giảng viên: Hoàng Minh Tâm Thực hiện : nhóm 4 Thạch Cảnh Trung Lý Minh Tuấn Nguyễn Thị Trần Quyên Nguyễn Huỳnh Minh Ngọc Phạm Nguyễn Huệ Linh Trương Phước Kháng Huỳnh Diệp Đoan Hạnh Nguyễn Kim Hương SỰ DỊCH CHUYỂN PROTON TRONG TI THỂ Phức hệ I Các điện tử từ NADH được tái tạo trong cơ chất của ti thể trong chu trình axit citric đã được phức hệ I oxy hoá. Sau đó phức hệ I mạng điện tử tới ubiquinon ( UQ), 4 proton đã đã được bơm từ cơ chất xuyên qua màng trong và không gian giữa hai màng đối với môi cặp điện tử đi xuyên qua phừc hệ. Phức hệ II Phức hệ này xúc tác sự oxy hoá sucxinat trong chu trình axit citrit và các đương lượng khử được chuyển theo con đường đến FADH2 và nhóm các protein sắt – lưu huỳnh và ubiquinon. Phức hệ này không bơm các proton ( H+). Phức hệ III ( phức hệ xytocrom bc1) Phức hệ này oxi hoá ubiquinon khử ( QH2) và truyền điện tử theo con đường qua trung tâm sắt –lưu huỳnh, 2 xytocrom kiểu b và cytocrom c1 liên kết màng đến xytocrom c. phức hệ III này bơm proton(H+) cho mỗi cặp điện tử. Phức hệ IV ( xytocrom c oxydaza) Phức hệ này có 2 trung tâm chứa đồng( Cu A và Cu B) và các xytocrom a và a3. phức hệ IV là oxydaza cuối cùng và tịến hành khử 4 điện tử của O2 thành 2 phân tử H2O. hai proton được bơm đối với mỗi cặp điện tử. SỰ TỔNG HỢP ATP & CƠ CHẾ HÓA THẨM THẤU Sự tổng hợp ATP được kèm theo chuỗi truyền electron nhờ phức hệ ATP-sintetaza trong màng trong ty thể.ATP-sintetaza hoạt động như một bơm ion H+.Sự truyền electron qua chuỗi tạo lực để vận tải H+ từ chất nền qua màng vào xoang gian màng và đã tạo nên gradien H+(sự sai khác nồng độ) giữa hai phía đối lập của màng trong (giữa xoang gian màng và xoang chất nền),nghĩa là tạo nên điện thế màng.Điện thế này tạo nên dòng H+ từ xoang gian màng di chuyển xuyên qua phức hệ ATP-sintetaza vào matrix và là động lực thúc đẩy ATP-sinteteza hoạt động tổng hợp ATP từ ADP và P có trong chất nền.Cơ chế này được gọi là cơ chế hóa thẩm thấu (chemiosmosis) của sự tổng hợp ATP trong màng ty thể. ATP-sitetaza là phức hệ protein được cấu tạo từ 2 phần: -một phần từ polypeptide tạo thành. -một phần tạo nên phần cuống nằm trong màng trong -một đơn vị khác tạo nên cài mũ nằm nhô ra trong xoang nền có dạng hình nấm. Khi có dòng H+ từ xoang gian màng và chất nền xuyên qua phần cuống tạo lực làm xoay phần cuống đồng thời làm xoay phần mũ thu hút ADP và P liên kết tạo nên ATP. SỰ VẬN CHUYỂN PROTON VÀ TỔNG HỢP ATP Ở LỤC LẠP -Dòng truyền electron không vòng,có 8 giai đoạn: 1.Hai phân tử clorophyl a P-680 trong hệ 2 hấp thụ proton và trở thành trạng thái kích thích electron được giải phóng 2.Electron được thu bắt bởi chất nhận đầu tiên của trung tâm phản ứng . 3.Phân tử nước bị phân ly thành 2 ion hidro và 1 nguyên tử oxy nhờ enzyme 4.Electron mang năng lượng kích thích do ánh sáng được truyền từ phức hệ 2 sang phức hệ 1 thông qua chuỗi truyền electron. 5.Năng lượng được giải phóng do dòng electron rơi được sử dụng tạo ATP nhờ phức hệ ATP-sintetaza định khu trong màng thylakoid 6.Trong phức hệ 1,hai phân tử clorophyl a P700 của trung tâm phản ứng hấp thụ proton,electron được giải phóng và được truyền cho chất nhận đầu tiên của trung tâm phản ứng. 7.Electron mang năng lượng kích thích do ánh sáng được truyền từ chất nhận đầu tiên trong phức hệ 1 cho protein ferredoxin định khu trong màng thylakoid. 8.Enzyme NADP+ reductaza xúc tác chuyển electron từ protein Fd sang NADP+ để tạo thành NADPH Dòng chuyền electron vòng: _ Ngoài vòng electron không vòng, trong màng tilacoit còn tồn tại dòng chuyền electron vòng. Khác với dòng electron không vòng sử dụng cả 2 phức hệ, dòng chuyền electron vòng chỉ sử dụng phức hệ I và chỉ tạo ra được ATP. Dòng electron được chuyền từ P700 của trung tâm phản ứng của hệ I sang cho ferredoxin, qua cytocrom, plastoxianin lại quay về P700 làm thành vòng khép kín và chỉ tạo ra ATP. _ Vai trò của dòng electron vòng là để bổ sung ATP sử dụng cho quá trình tổng hợp chất ở pha tối trong trường hợp sự tổng hợp chất đòi hỏi cung cấp nhiều ATP hơn bình thường. Sự hoạt động phối hợp giữa 2 dòng chuyền electron có tác dụng điều chỉnh lượng cung cấp ATP cần cho pha tối của quang hợp. _ Cơ chế chuyển hóa năng lượng từ dòng năng lượng electron để tổng hợp ATP trong lục lạp cũng theo cơ chế hóa thẩm thấu giống với hô hấp trong ti thể. Năng lượng từ dòng electron “rơi” là động lực tạo nên gradien H+ (tức là điện thế màng) giữa 2 phía đối diện của màng tilacoit. Dòng prton sẽ đi xuyên qua phức hệ ATP-sintetaza có trong màng tilacoit, kích động chúng tổng hợp ATP từ ADP và P. phần mũ của ATP-sintetaza nằm thò ra phía chất nền cho nên ATP được tổng hợp glucoz xảy ra trong chất nền lục lạp.