Giải Chi Tiết Bộ Câu Hỏi Ôn Tập Hóa Sinh Học

Nhiệt động lực học và Năng lượng sinh học

• Hiệu số năng lượng tự do ($\Delta G$):
  • Khi $\Delta G < 0$: Đây là phản ứng phát năng (exergonic reaction), phản ứng xảy ra tự phát theo chiều thuận.
  • Khi $\Delta G > 0$: Đây là phản ứng thu năng (endergonic reaction).
  • Khi $\Delta G = 0$: Hệ thống ở trạng thái cân bằng.

Enzym và Coenzym

• Bản chất và thuộc tính của Coenzym:

  • Coenzym là các phân tử hữu cơ hoặc các ion kim loại cần thiết cho hoạt động xúc tác của enzym.
  • Nhiều coenzym có thành phần là các vitamin tan trong nước.
  • Một coenzym có thể tham gia vào nhiều loại phản ứng khác nhau (không đặc hiệu tuyệt đối cho một loại enzym duy nhất nhưng đặc hiệu cho loại phản ứng).

• Mô hình trung tâm hoạt động của Enzym:

  • Mô hình liên kết cảm ứng (Induced-fit model): Vùng hoạt hóa (trung tâm hoạt động) không có hình dạng cố định mà sẽ thay đổi kích thước và cấu hình để phù hợp với cơ chất khi tiếp xúc.

• Cơ chế ức chế enzym:

  • Chất ức chế cạnh tranh: Là chất có cấu trúc gần giống với cơ chất, nó sẽ gắn trực tiếp vào trung tâm hoạt động của enzym, ngăn cản cơ chất gắn vào.

• Apoenzym:

  • Apoenzym là phần protein của enzym (trong trường hợp holoenzym).
  • Nó quyết định tính đặc hiệu của enzym đối với cơ chất.

• Phân loại và chức năng enzym:

  • Hydrolase: Nhóm enzym xúc tác cho các phản ứng thủy phân (phân cắt các liên kết bằng cách thêm nước).
  • Decarboxylase: Enzym xúc tác cho phản ứng loại bỏ nhóm carboxyl ($-COOH$) từ acid amin, giải phóng $CO_2$.
  • Xanthin oxidase: Enzym tham gia vào quá trình chuyển hóa purin. Allopurinol là một thuốc ức chế enzym này để điều trị bệnh Gout.

Vitamin

• Tổng hợp Vitamin:

  • Động vật có thể tự tổng hợp được Vitamin D dưới tác động của tia cực tím (UV) lên da (chuyển hóa từ các dẫn xuất cholesterol).

• Vitamin C (Acid Ascorbic):

  • Kích thích tổng hợp Collagen (protein cấu trúc quan trọng của mô liên kết).
  • Được sử dụng trong điều trị ngộ độc các chất oxy hóa gây Methemoglobin (MetHb) nhờ tính khử mạnh.

• Vitamin B2 (Riboflavin):

  • Là thành phần cấu tạo nên coenzym FAD+ (Flavin Adenin Dinucleotid), đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng oxy hóa khử.

• Hệ quả của thừa Vitamin D:

  • Gây tăng nồng độ Canxi ($Ca$) trong máu.
  • Dẫn đến lắng đọng canxi tại các cơ quan mềm và thành động mạch, gây sỏi thận hoặc xơ vữa mạch máu.

Glucid (Carbohydrate)

• Phân loại Polysaccarid:

  • Polysaccarid thuần (Homopolysaccarid): Cấu tạo từ các đơn vị monosaccarid cùng một loại (ví dụ: Glycogen, Tinh bột, Cellulose).
  • Polysaccarid tạp (Heteropolysaccarid): Cấu tạo từ nhiều loại monosaccarid hoặc dẫn xuất khác nhau.
  • Dextran: Là một loại polysaccarid phức tạp được tạo ra bởi vi khuẩn.

• Monosaccarid:

  • Các ví dụ điển hình: Glucose, Fructose, Galactose, Ribose.

• Tính chất hóa học của Glucid:

  • Phản ứng Phenylhydrazin: Dùng để định tính glucid dựa trên việc tạo ra các tinh thể Osazon có hình dạng và điểm nóng chảy đặc trưng. Phản ứng này tác động vào gốc carbonyl ($C=O$).
  • Phản ứng Fehling: Dùng để khảo sát tính khử của đường (tác động vào nhóm chức aldehyd hoặc ceton tự do).
  • Tính khử: Tất cả monosaccarid đều có tính khử. Đối với disaccarid, tính khử phụ thuộc vào việc còn nhóm $-OH$ bán acetal tự do hay không.

• Cấu trúc tinh bột:

  • Gồm hai thành phần: Amylose (chiếm 15-25%, mạch thẳng, xoắn ốc, cho màu xanh với iod) và Amylopectin (chiếm 75-85%, mạch nhánh, cho màu tím/đỏ tím với iod).
  • Lưu ý: Đơn vị cấu tạo của tinh bột là $\alpha$-D-Glucose (không phải $\beta$-D-Glucose).

• Đồng phân D và L:

  • Dựa vào vị trí nhóm $-OH$ trên carbon bất đối ($C^*$) xa nhất so với nhóm chức carbonyl (carbon mang chức alcol bậc II).

• Glycosaminoglycan (Mucopolysaccarid):

  • Là các mạch polysaccarid dài gồm các đơn vị disaccarid lặp lại.
  • Các thành phần chính: D-glucosamin, D-galactosamin, N-acetylglucosamin, glucuronic acid…
  • Proteoglycan: Là phức hợp giữa protein và glycosaminoglycan.

Protein và Acid Amin

• Liên kết Peptid:

  • Bản chất là liên kết Amid hình thành giữa nhóm $\alpha$-amino của một acid amin và nhóm $\alpha$-carboxyl của acid amin kế tiếp.
  • Thuốc thử Biuret: Để có phản ứng dương tính (tạo phức màu tím với Cu2+), peptid cần có tối thiểu 2 liên kết peptid (tương ứng với một tripeptid).

• Cấu trúc Protein:

  • Cấu trúc bậc 2: Được duy trì và ổn định chủ yếu bằng các liên kết Hydro giữa các liên kết peptid.

• Acid Amin thiết yếu và không thiết yếu:

  • Thiết yếu (cơ thể không tự tổng hợp được): Tryptophan, Lysin, Phenylalanin…
  • Không thiết yếu: Prolin.

• Tính chất lý hóa của Acid Amin:

  • Độ tan: Acid amin dễ tan trong các dung môi phân cực (như nước).
  • Điểm đẳng điện ($pI$):
    • Đối với Valin có $pK_1 = 2,29$ và $pK_2 = 9,74$.
    • Công thức tính: $pI = \frac{pK_1 + pK_2}{2} = \frac{2,29 + 9,74}{2} = 6,015 \approx 6,02$.

• Glutathion: Là một tripeptid gồm 3 acid amin: Glutamic acid, Cystein và Glycin. Trong đó, Cystein là thành phần mang nhóm chức $-SH$ (thiol).

• Phân tích Acid Amin: Khi dùng cột cationit (nhựa trao đổi cation) gắn $Na^+$ để phân tích hỗn hợp acid amin, pH của hỗn hợp cần được điều chỉnh về môi trường acid (thường là pH = 3) để acid amin tích điện dương và gắn vào cột.

Lipid và Lipoprotein

• Acid béo bão hòa (Saturated Fatty Acids):

  • Các ví dụ: Acid Palmitic ($C_{16}$), Acid Stearic ($C_{18}$), Acid Arachidic ($C_{20}$).
  • Acid Arachidonic là acid béo không bão hòa (4 liên kết đôi).

• Ký hiệu Acid béo:

  • Ví dụ: $18:1^t(\Delta^9)$. Con số 1 ở đây có ý nghĩa là phân tử có 1 liên kết đôi trong mạch carbon.

• Phân loại Lipid:

  • Glycerid: Là ester của acid béo và glycerol.
  • Cerid (Sáp): Là ester của acid béo với alcol mạch dài ($16C-30C$).
  • Cholesterid: Là ester của acid béo và cholesterol.
  • Sphingophospholipid: Có cấu trúc chứa khung Sphingosine liên kết với acid béo và gốc phosphat (có thể kèm theo amino alcol như Choline).

• Nhóm Eicosanoid:

  • Là dẫn xuất của acid arachidonic ($20C$).
  • Gồm 3 nhóm chính: Prostaglandin (PG), Thromboxane (TX) và Leukotrien (LT).
  • Chúng có tác dụng sinh học kiểu hormone nhưng chỉ tác động tại chỗ (autocrine/paracrine), không được vận chuyển xa trong máu.
  • $PGE_2$ thực tế là chất gây co cơ trơn (tùy vị trí) nhưng thường được biết đến với vai trò gây sốt và đau.

• Lipoprotein:

  • LDL (Low-Density Lipoprotein): Còn gọi là $\beta$-lipoprotein. Đây là loại cholesterol "xấu" vì nếu nồng độ cao sẽ tăng nguy cơ xơ vữa động mạch.

Hormon và Cơ chế truyền tin

• Cơ chế tác động:

  • Chất thông tin thứ nhất: Chính là bản thân các Hormon.
  • Chất thông tin thứ hai: Các phân tử tín hiệu nội bào như AMP vòng (cAMP), $Ca^{2+}$, $IP_3$…

• Thụ thể (Receptor):

  • Hormon tan trong nước (peptid, catecholamin): Thụ thể nằm trên bề mặt tế bào (màng tế bào).
  • Hormon tan trong dầu (steroid, hormon tuyến giáp): Thụ thể nằm ở bào tương hoặc nhân tế bào.

• Corticoid:

  • Có tác dụng kháng viêm mạnh.
  • Cơ chế: Ức chế enzym phospholipase A2, ngăn cản sự giải phóng acid arachidonic từ màng tế bào, từ đó ức chế toàn bộ quá trình tổng hợp eicosanoid (PG, TX, LT).

Acid Nucleic và Nucleoprotein

• Cấu tạo Nucleotid:

  • Gồm 3 thành phần: Acid phosphoric, đường pentose và base nitơ.
  • Acid phosphoric nối với đường pentose bằng liên kết ester.
  • Đường trong DNA là Deoxyribose.

• Cấu trúc polynucleotid:

  • Các nucleotid nối với nhau bằng liên kết $3', 5' \text{-phosphodiester}$.

• Quy luật bổ sung trong DNA:

  • Adenin (A) liên kết với Thymin (T) bằng 2 liên kết hydro.
  • Guanin (G) liên kết với Cytosin (C) bằng 3 liên kết hydro.

• Nucleoprotein:

  • Là phức hợp của acid nucleic và protein kiềm tính như Histone hoặc Protamine.

• Quá trình tổng hợp rRNA: Xảy ra chủ yếu tại nhân tế bào (cụ thể là hạch nhân/nhân con).

Heme và Hemoglobin (Hb)

• Cấu trúc Porphin: Gồm 4 vòng pyrol liên kết với nhau bằng các cầu nối methin ($=CH-$).

• Liên kết trong Hemoglobin:

  • Phần Hem liên kết với chuỗi globin thông qua các gốc acid amin Histidin E7 và Histidin F8.

• Ái lực với Oxy:

  • Deoxyhemoglobin (Hb ở trạng thái căng - T state) có ái lực yếu với oxy.
  • Oxyhemoglobin (Hb ở trạng thái giãn - R state) có ái lực mạnh với oxy.