CHUYỂN HÓA LIPID
Hình 9.4. Quá trình thoái hóa acid oleic r (Hình 9.4).
(Hình 9.4).
Các acid béo không bão hòa cổ 1 liên kết đôi khác cũng được thoái hóa tương tự như acid oleic. Quá trình thoái hỏa các acid béo không bão hòa có nhiều liên kết đôi cổ thêm vai ữò của enzym 2,4-dienoylCoA reductase. Hình 9.5 thể hiện một ví đụ (quá trình oxi hóa acid linoleic). Sản phẩm thu được vẫn là n phân tử acetylCoA từ một phân tử acid béo không bão hòa có 2nC.
OtaoyHioA 3 vòng jj 0» hứa 3 Aosíyi-CGA AJ^*-«ia^C oA Isgmerase '3-C oA đs-i?- Doòacsnoyl-CoÀ 6 vỏng p OXJ hóa 6 Acetyt-CoA S-CoA H trans^í?- Doòecenoyt-CoA
2.3.4. Các kiểu thoái hỗa đặc biệt khác cửa acỉd bểo A A r ^ W v c" s ' “ Llnoleyt-CoA 3 vòn* p-oxy bót 3 Acatyt-CoA cis cis y / / v V v v " Aí -cJt8-A*-c/5-Dtenoyl-CoA
/ V V ^ V Ẳ
7 } CoA C o ^ s —CoA A*-í/an*->4*-ci*-Oỉenoyí-C«AMặc đù p oxi hóa là con đường thoái hóa phổ biến nhất của các acid béo nhưng ữong một số trường họp, đặc biệt là khi cổ những bất thường của các
thành phần tham gia quá trình
ệ oxi hóa (ví dụ như thiếu hụt
camitin), sự thoái hóa aciđ béo đi theo con đường co oxi hóa. Cón đường này xảy ra ở lưới nội chất của tế bào gan, thận, với cơ chất chủ yếu là acid béo 10-12C. Quá trình oxi hóa bắt đầu với
c
xa nhất so với nhóm carboxyl (Cffl). Kết quả cuối cùng là tạo ra các aciđ béo có 2 nhóm carboxyl ở 2 đầu như acid succinic, acid adipic...Đối với những acid béo có niióm thế CH3 ở Cp, quá trình p oxi hóa bị cản ừở, thay vào đó, sự thoái hóa xảy ra trong peroxisom theo kiểu a oxi hóa. Sau khi được gắn nhỏm coenzymA, cơ chất được hydroxyl hóa ở nhóm CH3 nói ửên rồi tiếp tục được biến đổi sao cho tạo thành một acid béo với Cp không chứa nhóm thế nào. Khi đó, quá trình tiếp tục tương tự như chuỗi phản ứng Ị3 oxi hóa nhưng với sản phẩm là propionylCoA thay vì acetylCoA.
h *
Acatyỉ-CaA/ w
%
' f C '-o S - C o A * ìĩ O Aa-í»w»-A'*-cỉ«-Dfenoyỉ-CaA’*— H* ♦NADPH NADP A4-c/»-Enoyl-CoA mama A / V W A*-ừan» >Enoyt-CoA A A A / ^ //_ p r o s —CoA A*-inans-Enoyỉ-CoA 5 AcsM-CoA2.3.5. Các con đường thoải hóa tiếp thẹo của acetylCoA
AcetylCoA, sản phẩm thoái hóa của acid béo, có thể được tiếp tục biến đổi trong nhiều con đường khác nhau. Khi cơ thể có nhu cầu về năng lượng, acetylCoA đi vào chu trình Krebs để được oxi hóa hoàn toàn thảnh CO2, H20 và
cho Dăng lượng. Khi cơ thể dư thừa năng lượng, acetylCoA được dùng làm
nguyên liệu tổng hợp cholesterol hoặc tái tạo acid béo, để sau đó tiếp tục tổng hợp lipid dự trữ cho cơ thể.
Ngoải ra, ở gan, acetylCoA có thể đi vào con đường tạo thành các hợp chất cetonic (Hình 9.6).
Sản phẩm cuối cùng của quá trình tạo hợp chất cetonic (bao gồm acetoacetat, aceton, D-ị3- hydroxybutyrat) được giải phóng vào máu để cung cấp cho các mô ngoại vi. Ở mô ngoại vi, D-P- hydroxybutyrat bị oxi hóa trở lại thành acetoacetat nhờ có D-ị3- hydroxybutyrat dehydrogenase. Acetoacetat tiếp tục qua 2 phản ứng để cuối cùng tạo ra 2 phân tử acetylCoA. AcetylCoA có thể đi vào chu trình Krebs để tạo năng lượng. Như vậy, các hợp chất cetonic này được sử dụng như một nguồn nguyên liệu cung cấp năng lượng ở các tố chức ngoài gan. Ngay cả não, mặc dừ thường xuyên
sử dụng glucose làm “thức ăn” chủ Hình 9.6. Quá trình tạo các thể cetonic ở gan yếu, nhưng trong điều kiện thiếu
glucose, não sử dụng năng lượng chủ yếu từ sự thoái hóa cửa acetoacetat và D-P- hyđroxybutyrat Riêng gan, mặc dù là nơi sản xuất và cung cấp các hợp chất cetonic cho các mô ngoại vi nhưng không sử dụng được các chất này tạo năng lượng do ở gan thiếu enzym D-Ị3-ketoacylCoA transferase nên không biến đổi được acetoacetat ừở lại thành acetylCoA. Tuy nhiên, con đường tạo cetonic ở gan còn có một ý nghĩa quan trọng là tạo ra coenzym A tự do để cung cấp cho quá trình p oxi hóa. Gan chỉ chứa 1 lượng nhất định coenzym A, khi phần lớn
o 0 CH3—Ó' * C H j-c* S-CoA S-CoA 2 Acatyí-CoA ™ ° ,aS®"s^'C oA -S H o o CH3—C — ch2-c V coA Acstoaoetyt-CoA HMGCoA k Acetyi-CoA + H20 synthase CoA-SH Ũ ỌH o \ ' I // C - C H j- C - C H z - C ~Ó CH3 S-CcA p-Hyđroxy-p-methyỉgkrtaryt-CoA HMGCũA 1
ỉyas* p^A cetyt-CcA
0 Ọ. C -C H 2 -C -C H 3 'o Acetoacetat * s g ~ y / COj nao" ^ o o OH CH3- C - C H3 C -C H2- C H - C H3 Aceton ^ _ D-p+lydroxybutyrat
coenzym nảy ở dưới dạng acetylCoẠ, quá trình oxi hóa acid béo sẽ chậm lại. Do đó, phải cần quá trình tạo cetonic ở gan để tái cung cấp coenzym A tự đo.
Ở người bình thường, các hợp chất cetonic được tạo thành ở gan với số lượng nhỏ. Khi đổi kéo dài hoặc khi bị bệnh đái tháo đường, thoái hỏa glucid giảm, cơ thể phải tăng cường thoái hóa lipid -dự trữ để bù đắp nhu cầu năng lượng, tạo ra nhiều acetylCoA. Điều này dẫn đến sự gia tăng tạo thành các hợp chất cetonic do các nguyên nhân sau:
- Thiếu NADPH, coenzym được tạo ra từ chu trình pentose và cần thiết cho quá trình tổng hợp lipid từ acetylCoA.
- Thiếu oxaloacetat, một sản phẩm của thoái hóa glucicL Đây là chất mồi cần thiết để acetylCoA có thể đi vào chu trình Krebs.
Như vậy, trong trường hợp bệnh lý nêu trên, acetylCoA chủ yếu đi vào con đường tạo cetonic ở gan, lượng cetonic tăng lên quá cao, vượt quá khả năng sử dụng ở các mô ngoại vi, dẫn đến tăne nồng độ trong máu vởi biếỉi chứng thường gặp là hôn mê đo nhiễm toan ceton. Hiện tượng này là một minh chứng cho sự mẩt cân bằng trong chuyển hóa glucid và chuyển hóa lipid.
3. TỎNG HỢP LIPID
3.1. TỔNG HỢP ACID BÉO
Acid béo cỏ thể được tổng hợp ở nhiều mô khác nhau như gan, thận, não, phổi, ruột, mô mỡ và tuyến vú. Nguyên liệu tỗng hợp acỉd béo cỏ thể xuất phát từ nguồn lipid hoặc không phải lipid. Ví dụ như khi cơ thể dư thừa năng lượng từ thức ăn glucid, quá trình tổng hợp acid béo diễn ra rất mạnh. Trong những thí nghiệm sử đụng glucose đánh dấu bằng nguyên tử carbon đồng vị phóng xạ đưa vào cơ thể, carbon đánh dấu nhanh chóng được phát hiện thấy ở mô mỡ. Trong tế bào, acid béo được tổng họp chủ yểu ở bào tương.
3.1.1.Tỗng họp acid béo ở bào tương
a) Các yểu tổ cần thiểt cho quá trình tổng hợp acid bẻo ở bào tương
- AcetyỉCoA: Nguyên lỉệu cơ bản cho quá trinh tổng hợp acid béo ở bào tirơng là acetylCoA. AcetylCoA là sản phẩm thoái hóa của glucid, acid béo và một số acid amin, do đó tập trung nhiều trong ty thể. Vì vậy, để có thể ra bào tương tham gia tổng hợp acid béo, acetylCoA được vận chuyển qua màng trong của ty thể dưới dạng trung gian citrat, tạo thành từ phản ứng sau:
G'trat synthase
AcetylCoA + oxaloacetat -> citrat + CoASH
Citrat ra bào tương lại phản ứng với coenzym A để trở lại thành
acetylCoA: citratiyase
Citrat + ATP + CoASH -> oxaloacetat + ADP + Pi + acetylCoA
- MalonylCoA; Một nguyên liệu nữa tham gia tổng hợp acid béo ờ bào tương là malonylCoA, được tạo thảnh từ acetylCoA dưới sự xúc tác của acetylCoA carboxylase. AcetylCoA carboxylase là một enzym gồm 3 vùng chức năng: protein mang biotin, biotin carboxylase, transcarboxylase vả cũng là enzym giữ vai trò quan trọng ữong điều hòa tổng hợp acid béo. Quá trình phản ứng gồm C H a - C O ^ S - C c A
Aceiyỉ-CoA
Enr — ttotin -|pỢG^ ẼTỈ2 —bioijn
>C§-ơ'V-CO'"uS—CoA Malonyl-CoA .
A D P + P i - * ATP^SệỊỊị
2 bước:
+ Carboxyl hóa biotin vớỉ sự tham gia của ATP
+ Vận chuyển nhóm carboxyl tới acetylCoA để tạo thành malonylCoA. - Các enzym: Chu trình tổng họp acid béo có vai trò quan trọng của 6 enzym xúc tác. Điểu đặc biệt ỉà trung tâm hoạt động tương ứng vcd 6 hoạt tính
Vtí enzym này nằm trong 1 chuỗi
Hình 9.7. Cấu trúc phức hợp enzym tổng hợp acid béo
Tất cả các trung tâm hoạt động nằm ở những vị trí khác nhau trong một chuỗi poỉypeptỉd lớn dvy nhất. Cảc hoạt tỉnh
enzym bao gôm: P-ketoacyỉ ACP
synthase (KS),malonyưacetyỉ-CoA-ACP transferase (MAT), ỊÌ-hydroxyacyl-ÀCP tot dehydratase(DH), enoyl-ACF reductase (ER), fi-ketoacyl-ACP reductase (KR),
^ t h i o e s t erase (TE) và vùng thử 7 ỉà
ACP. Trong hình vẽ này, vị trí của ACP
polypeptid duy nhất được gọi tên là phức
hợp enzym tổng hợp acid béo (fatty acid synthase complex) (Hình 9.7). Phức hợp này bao gồm 6 enzym và protein mang gốc acyl (ACP). Trong phức hợp enzym