Bài giảng Sinh học - Các loại bơm có trên màng sinh học tế bào

Trường THPT Chuyên Hà Nam CÁC LOẠI BƠM CÓ TRÊN MÀNG SINH HỌC TẾ BÀO Người thực hiện: Lê Tuấn Anh -c3k51 anhtuan_94_c3k51@yahoo.com.vnNội dung báo cáo gồmBơm ion Na+-K+ ATPaseBơm Ca2+ ATPase	Bơm proton ATP synthaseBơm ion Na+ -K+ ATPaseBơm Na + / K +-ATPase được phát hiện bởi nhà khoa họcJens Christian Skou vào năm 1957 tại Sở Sinh lý học, Đại học Aarhus, Đan Mạch.Năm 1997, ông được nhận giải Nobel Hóa học.1. Lịch sử ra đời ?2.	Vị trí, cấu trúc của bơm2.1 Vị trí Tập trung ở các thành phần màng ( như màng tế bào thần kinh, màng các mô, các cơ quan như gan, thận, cơ, mô não, mô các tuyến,...) 2.2 Cấu trúc Là một loại prtein gồm 4 đơn vị cấu thành( tetramer) liên kết kiểu 2α-2β, có khối lượng phân tử 270 Kdal Đơn vị lớn α (95 Kdal) có chứa một phần có chức năng cố định và thủy phân ATP, liên kết với ion Na+, một phần liên kết với K+ và các chất steroid cường tim Đơn vị bé β(40 Kda) là một glycoprotein, bổ trợ hoạt động của tiểu phần αMô hình bơm Na+,K+ATPase2.3 Cơ chế hoạt động của bơmBước 1: Với sự có mặt của ion Mg2+ bơm (tiểu phần α đã gắn với ATP) sẽ liên kết với 3 ion Na+ nằm trong tế bào chất.Bước 2: ATPase được kích thích hoạt hóa bởi ion Mg2+,...đồng thời xúc tác cho quá trình thủy phân ATP, tạo ra năng lượng, tiểu phần α bị phosphoril hóa.Bước 3: Bơm thay đổi hình dạng làm bộc lộ ion Na+ ra mặt ngoài màng.Bước 4: Tiểu phần α bị dephosphoril hóa, giải phóng 3 ion Na+ ra mô trường ngoại bào, đồng thời liên kết với 2 ion K+Bước 5: Bơm lấy lại hình dạng ban đầu, chuyển và giải phóng 2 ion K+ vào dịch nội bào, sẵn sàn cho chu trình mới. Hoạt động của bơm được điều khiển bởi một hệ thống phức tạp các con đường truyền tín hiệu nội bào, đặc biệt là các hormon. Hoạt động của bơm trên màng tế bào2.4 Chức năng của bơmHoạt động của bơm Natri-Kali giúp đảm bảo sự cân bằng giữa quá trình đẩy và hút các chất qua màng, giữ cho áp suất thẩm thấu trong tế bào ổn định, tế bào không bị trương và chết.Điện thế màng được tạo ra bởi bơm Na+-K+ATPase là cơ sở cho sự dẫn truyền thần kinh và hoạt động cơ. Sự loại bỏ Na+ ra khỏi tế bào bởi bơm Na+-K+ATPase cũng cung cấp lực kích thích sự hoạt động của các kênh vận chuyển khác để đưa glucose, các acid amin và một số dưỡng chất vào tế bào.II. Bơm Ca2+ ATPase 1. Vị trí, cấu trúc của bơm 1.1 Vị trí Bơm này thường gặp ở lưới SER của tế bào cơ và trên màng của tế bào hồng cầu.Bơm canxi màng sinh chất dạng 1 (PMCA1): phân bố trong các mô và các tế bào Bơm canxi màng sinh chất dạng 2 (PMCA2): loại này được tìm thấy chủ yếu ở hệ thần kinh trung ương, ở các mô cơ quan có chức năng đặc hiệu. Bơm canxi màng sinh chất dạng 3 (PMCA3): loại này được tìm thấy với mức độ cao nhất trong vỏ não và tiểu não. Bơm canxi màng sinh chất dạng 4 (PMCA4): chiếm 80% thành phần bơm canxi màng sinh chất của hồng cầu. 2.2 Cấu trúc của bơmcấu trúc của bơm ion canxi lưới cơ tương Bơm Ca2+ ATPase lưới cơ tương có hai chuỗi polypeptid đơn với khối lượng 110 Da, gồm hai tiểu đơn vị:Tiểu đơn vị lớn (trọng lượng gần 100.000 dalton) là tiểu đơn vị xúc tác- Tiểu đơn vị nhỏ kết hợp với đường (glycosylated) vẫn chưa rõ chức năng. Tiểu đơn vị lớn là chuỗi polypeptit chắc chắn 2.3 Các dạng bơm canxiBơm Ca2+ ATPase màng sinh chất (PMCA) đẩy canxi ra khỏi tế bào. Bơm Ca2+ ATPase lưới nội chất và lưới cơ tương có chức năng cô lập canxi trong xoang của các bào quan nội bào. Bơm canxi của con đường kích thích bài tiết (SPCA). 2.4 Hoạt động của bơm canxi ở lưới cơ tương Hai ion canxi từ dịch bào của tế bào cơ liên kết với các vị trí ái lực cao của bơm đồng thời thủy phân ATP để lấy năng lượng cho bơm Bước tiếp theo là bơm canxi vào trong xoangSau đó liên kết P- ATPase sẽ được thuỷ phân và bơm quay về dạng ban đầuVanadat kìm chế sự vận chuyển ion Ca và hoạt động của enzym ATPase . Sự kiểm soát của chu trình phản ứng được đảm bảo bởi sự kết cặp giữa các vị trí liên kết canxi với vị trí phosphoryl hoá.Bệnh tiểu đường liên quan đến SARCA - Ion Ca2+ là một yếu tố quyết định chức năng của tế bào β đảo tuỵ. - Nồng độ bất thường của ion canxi nội bào là một thiếu hụt chung trong cả hai týp bệnh tiểu đường. - Sự trao đổi ion canxi khác nhau cũng đã được nghiên cứu là do ảnh hưởng tới chức năng tế bào β đảo tuỵ, qua đó ảnh hưởng tới cả sự tổng hợp insulin. 2.5 Một số dạng bệnh lý có liên quan đến bơm ion canxi Bệnh Hailey- Hailey và bệnh Darier Bệnh Hailey- Hailey - Là một kiểu bệnh đột biến trội thể nhiễm sắc. - Bệnh này gây ra bởi sự đột biến trên gen ATP2C1 là gen mã hoá cho một bơm ion canxi khác thường.Bệnh Darier - Bệnh này gây ra sự kết dính nội bào tạo ra những vết bỏng rộp của biểu bì. - Bệnh Darier là do những đột biến trên gen ATP2A2, một gen mã hoá cho bơm ion canxi lưới nội chất/ lưới cơ tương thuộc bộ máy Golgi. III. Bơm proton ATP synthase Bơm này giải thích cơ chế enzym của quá trình tổng hợp ATP được hai nhà bác học tìm raPaul D. BoyerJohn E. Walker1. Vị tríĐây là enzyme màng Tìm thấy ở : - Màng plasma tế bào vi khuẩn - Màng thylacoid của lục lạp - Màng bên trong ty thể của tế bào nhân thật2. Cấu tạoGồm có hai phần F0 và F1Phần đầu F1 là phần ưa nước nhô ra từ màng nằm trong cơ chất, chứa đựng các phân tử xúc tác, thực hiện sự tổng hợp và thuỷ phân ATP. Bao gồm 3 chuỗi α xen kẽ nhau và các tiểu phần ß.Phần dải làm nhiệm vụ liên kết F1 vào Fo. F0 là một kênh proton, kéo dài hết độ dày của màng, là thành phần kỵ nước nằm ở trên màng. Thực hiện sự vận chuyển proton.Mô hình lắp ghép các đơn vị của ATPsynthase 3. Cơ chế hoạt động của bơmĐầu tiên là do có gradien ion HydroIon Hydro (Protons ) được vận chuyển về một phía của màngSau đó protons được di chuyển trong kênh của động cơ enzyme bằng các tiểu phần protein quayATP synthase là bơm proton làm việc theo kiểu hai chiềuMở cấu trúc: ATP được giải phóng, chu trình bắt đầuCấu trúc đóng:ADP, Pi liên kết chặt, tạo ATPMở cấu trúcCấu trúc mở, ADP, Pi liên kết yếu4. Chức năng của bơm Tạo ra ATP từ ADP và photphat vô cơ (Pi) ADP + Pi + năng lượng từ sự vận chuyển H+ qua màng ATPBơm phụ trách việc duy trì pH của tiêu thể bằng cách bơm ion H+ vào tiêu thể Ở màng thylakoit của lục lạp bơm tạo một gradient điện hóa giữa hai phía của màng thylakoit THANK FOR YOUR ATTENTION !!!THE END!!!