NĂNG LƯỢNG SINH HỌC (Lipid Metabolism (TRAO ĐỔI LIPID)

NĂNG LƯỢNG SINH HỌC (Lipid Metabolism (TRAO ĐỔI LIPID)

NĂNG L ƯỢ NG SINH H C Ọ

Lipid Metabolism (TRAO Đ I LIPID) Ổ

Trong c th s ng Lipid d tr mô m chi m t 70 – 90 ơ ể ố ự ữ ở ỡ ế ừ

% Trong t y s ng, não hàm lủ ố ượng Lipid cũng khá cao chi m ế

t 14 – 20% kh i lừ ố ượng tươi, ngoài ra còn có trong tr ng, ứ

tinh trùng,… Trong các h t có d u, hàm lạ ầ ượng Lipid r t cao ấ

nh h t th u d u có kho ng 65 – 70%, v ng 48 – 63%, l c ư ạ ầ ầ ả ừ ạ

40 – 60%, đ u tậ ương 18% Hàm lượng d u trong th c v t ầ ự ậ

thay đ i nhi u theo gi ng, cách chăm bón và th i gian thu ổ ề ố ờ

- Là thành ph n c u t o quan tr ng c a các ầ ấ ạ ọ ủ

màng t bào ế

- Gi vai trò sinh h c c c kì quan tr ng: làm ch t ữ ọ ự ọ ấ

tr giúp (cofactor) ho t đ g xúc tác c a enzyme, ợ ạ ộ ủ

ch t v n chuy n đi n t , là s c t h p thu ánh ấ ậ ể ệ ử ắ ố ấ sáng, y u t nh hóa, hormon và các ch t v n ế ố ữ ấ ậ

chuy n thông tin n i bào ể ộ

Lipogenesis and Lipolysis

Lipid thu nầ :

+ glixerin: este c a glixerin và axit béo.ủ

+ Xerit (sáp):este c a axit báo v i ancol có kh i lủ ớ ố ượng phân

t l n.ử ớ

+ Sterit : este c a axit béo v i ancol m ch vòng (cholesterol)ủ ớ ạ

Lipid t pạ :

+ Phospholipid: có ch a thêm m t g c axit phosphoric, thông ứ ộ ố

thường kèm theo các bazo nit và các nhóm th khác.ơ ế

Glixerolphotpholipit: ancol là glixerin

Sphingophotpholipit: ancol là Sphigozin

+ Glicolipit: có ch a m t axis béo, sphingozin, và đứ ộ ường

+ Các Lipid ph c t p khác: Sulfolipit, aminolipit, lipoprotein ứ ạ

4 Phân lo i: ạ g m 2 ồ

lo i ạ

M T S AXIT BÉO SINH H C QUAN TR NG Ộ Ố Ọ Ọ

II TRAO Đ I LIPID: Ổ (Lipid Metabolism)

1 Năng l ượ ng phân gi i Lipid: ả

Phân gi i ch t béo bao g m 2 ph n: là phân gi i ả ấ ồ ầ ả

ph n glixerin hay sphingozin và ph n axit béo ầ ầ

T ng ph n riêng cũng có nh ng v n đ r t ph c t p ừ ầ ữ ấ ề ấ ứ ạ

nh phân gi i axit béo no, axit béo không no, axit béo ư ả

có s cacbon ch n, axit béo có s cácbon l , axit béo ố ẵ ố ẻ

đ n gi n, axit béo ph c t p… gi a chúng ít nhi u ơ ả ứ ạ ữ ề khác nhau trong cách phân gi i ả

Ví d : Năng l ụ ượ ng c a quá trình ủ  -oxy hóa axit béo

V nguyên t c cũng tề ắ ương t nh oxy hóa glucose là ự ư

c n năng lầ ượng đ ho t hóa ban đ u Nh ng quá trình này ể ạ ầ ưkhác oxy hóa glucose nh sau:ư

- Khi ho t hóa m t phân t ạ ộ ử

axit béo tiêu hao năng lượng

trong m i liên k t ố ế  –

phosphat c a ATP ủ

- Giai đo n đ u ho t hóa, năng ạ ầ ạ

lượng chuy n t ATP đ n axit ể ừ ế

béo không đ phosphoril hóa ể

3 4

α

β γ

fatty acid with a cis- ∆ 9 double bond

- Sau khi phân t axit béo đử ược ho t hóa dạ ướ ại d ng liên k t ếcoenzyme Athì l n lầ ượt trãi qua các ph n ng ti p theo K t ả ứ ế ế

qu c a m t vòng là t o thành axetyl – CoA và axit béo có ả ủ ộ ạ

s cacbon ng n h n hai so v i s cacbon c a axit béo ban ố ắ ơ ớ ố ủ

đ u Quá trình l p l i nhi u l n có tính chu kì xo n c cho ầ ặ ạ ề ầ ắ ốnên khi c t axit béo có s cacbon ch n chuy n hoàn toàn ắ ố ẵ ể

thành axetyl CoA, còn axit béo có s cacbon l thì s n ph m ố ẻ ả ẩ

cu i cùng là propionyl - CoA (CH3CH2CO~ScoA) ố

-S n ph m c a propionyl – CoA này có th qua con ả ẩ ủ ể

đường metylmalonyl đ chuy n thành succinyl-CoA và đi ể ểvào chu trình Krebs

- Nh v y b ng con đư ậ ằ ường - oxy hóathì ph n l n năng ầ ớ

lượng trong m ch cacbon c a axit béo tích lũy vào liên k t ạ ủ ếthioester c a axetyl-CoA Sau đó axetyl-CoA có th đi vào ủ ểchu trình Krebs hay chu trình glyoxilic và nhi u con đề ường khác đ ng th i cũng gi i phóng m t lồ ờ ả ộ ượng khá l n các H+ ớ(proton) đ kh các c ch t khác nhau, ch y u là t o ể ử ơ ấ ủ ế ạ

thành NADH + H+ và FADH2

- Trên c c nguyên t c này, chúng ta có th tính ra đơ ở ắ ể ược

s năng lố ượng khi oxyhoa b t kì m t axit béo mà bi t s ấ ộ ế ốcacbon trong phân t c a chúng theo công th c :ử ủ ứ

∆G = 5( n/2 -1) + (12 n/2 -1)

Trong đó n là s cacbon c a axit béo ố ủ

2 Phân gi i Lipid : ả

2.1 S th y phân Lipid đ n ự ủ ơ

Do tác d ng c a enzyme lipase có s n trong c th ụ ủ ẵ ơ ể

đ ng v t và th c v t nh ng h t có d u hàm ộ ậ ự ậ Ở ữ ạ ầ

l ượ ng lipase tăng cao khi n y m m đ ng v t ả ầ Ở ộ ậ

ph n ng th y phân x y ra nhanh h n nh quá trình ả ứ ủ ả ơ ờ nhũ hóa các axit m t ậ

5 10

15

2.3 S phân gi i glixeril ự ả

Nh enzyme glixerin kinase xúc tác, glixeril thành ờ

glixerril-3 phosphat, sau đó b oxy hóa ti p thành ị ế

2.4 S oxy hóa axit béo ự 2.4.1 Ho t hóa axit béo: ạ

2.4.2 Phân gi i ả  c a axit béo ủ

Ph ươ ng trình t ng quát: ổ

CH3-(CH2)n- CO-SCO-A +FAD +NAD+ + CoA-SH

CH3-(CH2)n -2 - CO-SCO-A +FADH2 +NADH + H+ + CoA

3

α β

H+ + NADH

NAD+

O O

α β

H+ + NADH

NAD+

O O

α β

H3C (CH2)n C CH2 C SCoA

O O

T ng quát ổ

Ví d : ụ Phân gi i ả - đ i v i axit stearic đố ớ ược th hi n nh ể ệ ưsau:

* T ng k t năng l ổ ế ượ ng trong quá trình - oxy hóa c a axit ủ béo:

M t vòng xo n c a quá trình th y phân t o ra độ ắ ủ ủ ạ ược 1 FADH2

tương đương 2 ATP và 1 NADH tương đương 3ATP t ng ổ

c ng 5 ATP ộ

M i phân t axit béo có n s nguyên t cacbon, v i n ch n thì ỗ ử ố ử ớ ẵ

s vòng này là (n/2)-1 và sinh ra n/2 phân t Axetyl-CoA ố ử

M t phân t Axetyl-CoA đi vào chu trình Krebs s t o ra ộ ử ẽ ạ

12ATP

Ho t hóa axit béo lúc đ u c n 1 ATP V y toàn b năng ạ ầ ầ ậ ộ

lượng được gi i phóng ra khi phân gi i ả ả  c a axit béo là ủ

Năng l ượ ng (tính b ng ATP): 5(n/1-1) + 12n/2 -1 ằ

2.4.3 Phân gi i ả  c a axit béo (axit béo có s cacbon l ) ủ ố ẻ

- Cũng phân gi i nh trả ư ường h p ợ  c a axit béo ủ

- Tuy nhiên, đ n trế ước vòng phân gi i cu i cùng còn l i 5 ả ố ạ

nguyên t cacbon ử

- Ti p t c vòng phân gi i này ta đế ụ ả ược m t axetyl-CoA và ộ

propionyl-CoA

- Nh enzyme propionyl-CoA-cacboxylase đ ng th i có s ờ ồ ờ ự

tham gia c a biotin và ATP s t o thành Metyl-malonyl-ủ ẽ ạ

CoA - Nh xúc tác c a m t enzyme đ ng phân là metyl-ờ ủ ộ ồ

malonyl-CoA-mutaza (có coenzyme d ng cobamit, d n xu t ạ ẫ ấ

c a vitamin B12) s t o ra succinyl-CoA là s n ph m trung ủ ẽ ạ ả ẩgian trong chu trình Krebs

Metyl-malonyl-CoA-mutaza

Propionyl-CoA Metyl-malonyl-CoA Succinyl-CoA

2.4.4 Phân gi i c a axit béo không no ả ủ

Ví d : axit oleic đụ ược ho t hóa thành oletyl-CoA Sau đó trãi ạqua 3 vòng xo n c a quá trình phân gi i ắ ủ ả , t o nên 3 phân t ạ ửAxetylCoA và m t phân t axyl-CoA ch a m t liên k t đôi ộ ử ứ ộ ế

gi a v trí ữ ị  và  do đó có c u hình cis ấ

-Nh m t ph n ng đ ng phân hóa liên k t đôi chuy n sang ờ ộ ả ứ ồ ế ể

v trí ị  và , nên có c u hình trans ấ

- Quá trình phân gi i ả  l i ti p t c Trạ ế ụ ường h p axit béo có ợ

n i đôi, ví v axit Linoleic ố ị

- Cu i cùng qua 4 vòng xo n c a quá trình phân gi i ố ắ ủ ả  cho các axetyl- CoA.

- Qua 3 vòng xo n c a quá trình phan gi i ắ ủ ả  gi ng nh đ i ố ư ố

v i axit oleic ta thu đớ ược C12 axyl-CoA v i 2 c p n i đ i ớ ặ ố ố ở

C3 – C4 và Cở 6- C7

- Đ ng phân hóa nôi đôi sang C3 - C2 v i d ng cis và transồ ớ ạ

2.4.5.Phân gi i c a axit béo m ch nhánh ả ủ ạ

Ví d : Axit ụ  metyl- butylic

II T ng h p Lipid ổ ợ

1 T ng h p axit béo no ổ ợ

Con đường chính đ t ng h p axit béo no trong c th s ng ể ổ ợ ơ ể ố

b t đ u b ng s ng ng t c a malonyl –CoA và axetyl –ắ ầ ằ ự ư ụ ủ

CoA

2 T ng h p axit béo không no ổ ợ

Có 2 h th ng enzyme xúc tác t o thành axit béo không no ệ ố ạtrong h th ng hi u khí và k khí.ệ ố ế ị

h th ng hi u khí cho phép t ng h p các axit béo

không no m ch dài Có m t liên k t đôi đạ ộ ế ược đ a vào gi a ư ữcacbon 9 và cacbon 10 c a axit panmitic (C16) và stearic ủ(C18) Đ c đi m c a h enzyme xúc tác quá trình này là ặ ể ủ ệ

c n có oxy phân t và m t coenzyme kh (NADPH +H+) ầ ử ộ ửtham gia

3 T ng h p glixerophotpholipit ổ ợ

4 Sinh t ng h p sterit ổ ợ

K T LU NẾ Ậ

• T ng h p và phân gi i lipid là m t trong nh ng qúa ổ ợ ả ộ ữ

trình chuy n hóa năng lể ượng r t đ c tr ng c a t bào ấ ặ ư ủ ế

Nó là ngu n cung c p và d tr năng lồ ấ ự ữ ượng ch y u ủ ế

c a t bào.ủ ế

• Phân gi i ch t béo bao g m 2 ph n: là phân gi i ph n ả ấ ồ ầ ả ầglixerin hay sphingozin và ph n axit béo T ng ph n ầ ừ ầriêng cũng có nh ng v n đ r t ph c t p nh phân ữ ấ ề ấ ứ ạ ư

gi i axit béo no, axit béo không no, axit béo có s ả ố

cacbon ch n, axit béo có s cácbon l , axit béo đ n ẵ ố ẻ ơ

gi n, axit béo ph c t p… gi a chúng ít nhi u khác ả ứ ạ ữ ề

nhau trong cách phân gi i.ả

• Trên c s nghiên c u s phân gi i và t ng h p ơ ở ứ ự ả ổ ợlipid chúng ta đã hi u sâu h n b n ch t ngu n g c ể ơ ả ấ ồ ố

năng lượng c a t bào Ngu n năng lủ ế ồ ượng mà t bào ế