1
Trung tâm xúc tác của hoạt động sống: Trao đổi chất tế bào và khám phá enzyme
BIOL1001C-PEP-CNLesson 5
00:00

Hãy tưởng tượng, mỗi tế bào của bạn là một nhà máy thu nhỏ không ngừng hoạt động. Mọi phản ứng hóa học diễn ra trong nhà máy đó mỗi giây, được gọi chung làtrao đổi chất tế bào (cellular metabolism). Nếu không có bất kỳ sự can thiệp nào, các phản ứng này ở nhiệt độ và áp suất thường diễn ra chậm đến mức gần như ngưng trệ. Tuy nhiên, sự sống có thể vận động mạnh mẽ là nhờ một "chất xúc tác sinh học" kỳ diệu —enzyme, chúng làm tăng tốc độ phản ứng lên hàng triệu lần.

Thời gian1773 SpallanzaniTiêu hóa hóa học nhờ dịch vịGiữa thế kỷ 19Tranh luận: Tế bào sống vs Chất hóa học1897 BuchnerChiết xuất enzyme: Lên men không cần tế bào sống1926 SumnerKết tinh urease: Bản chất là protein

Ran giới và vận chuyển trong trao đổi chất

Trước khi trao đổi chất bắt đầu, các chất phải đi qua màng tế bào. Phân tử nhỏ nhờprotein vận chuyển(protein mang và protein kênh) thực hiện khuếch tán có hỗ trợ hoặc vận chuyển chủ động; còn các đại phân tử như protein thì thông quaẩm bào (endocytosis)xuất bào (exocytosis), tận dụng tính linh động của màng để bao bọc thành túi vận chuyển "chuyển phát xuyên màng".

Bản chất của enzyme: Máy gia tốc của sự sống

  • Bản chất: Enzyme là chất hữu cơ có chức năng xúc tác do tế bào sống tạo ra, đa số là protein, số ít là RNA.
  • Nguyên lý: Chúng làm giảm đáng kể "năng lượng hoạt hóa" cần cho phản ứng hóa học, giúp quá trình trao đổi chất phức tạp vẫn diễn ra hiệu quả và ổn định trong môi trường nồng độ $H^+$ như $150\text{ mmol}\cdot\text{L}^{-1}$.
💡 Tư duy phản biện khoa học
Cuộc tranh luận giữa Pasteur và Liebig cho chúng ta thấy: Sự thật khoa học thường nằm ở điểm giao thoa của các quan điểm đối lập. Buchner, bằng phương pháp phá vỡ tế bào, vừa bảo toàn được "chất" mà Liebig chủ trương, vừa thừa nhận "nguồn gốc tế bào" mà Pasteur nghiên cứu.