Bài giảng Trao đổi Lipid

Chương 10
Trao đổi Lipid
10.1. Sự phân giải lipid
10.1.1. Phân giải glycerid
	Glycerid dễ dàng bị thủy phân do sự xúc tác của các loại lipase.
	Ở động vật sự thủy phân glycerid xảy ra nhanh chĩng nhờ sự tác động của muối acid mật làm nhũ tương hĩa glycerid nên dễ bị thủy phân.
10.1.2. Sự oxi hĩa acid béo
	Acid béo bị phân giải bằng nhiều con đường:
- a oxi hĩa.
- b oxi hĩa.
- w oxi hĩa.
Trong đĩ con đường phổ biến và quan trọng nhất là b.oxi hĩa.
10.1.2.1. b.oxi hĩa acid béo
	Sự phân giải acid béo bằng cách cắt dần từng cặp C, tức là tại vị trí Ca của chuỗi carbon. Các acid béo cĩ mạch carbon chẵn và các acid béo cĩ mạch carbon lẻ cĩ cơ chế b.oxi hĩa khác nhau ở giai đoạn cuối. Acid béo no và acid béo khơng no cĩ sự khác nhau ở giai đoạn sau.
* Đối với acid béo no cĩ mạch C chẵn: 
	Quá trình b.oxi hĩa xảy ra qua nhiều phản ứng phức tạp:
Các enzyme tham gia xúc tác các phản ứng trên là:
1. Acyl-CoA-Synthetase.
2. Acyl-CoA-Dehydrogenase.
3. Enoyl-CoA-Hydratase.
4. Hydroxy-acyl-Thiolase.
Qua một chu kỳ phân cắt, phân tử acid béo ngắn bớt đi 2 carbon, kết quả cuối cùng của các chu kỳ phân cắt b.oxi hĩa của acid béo là các phân tử acetyl-CoA . Nếu phân tử acid béo cĩ n nguyên tử C thì sẽ tạo ra n/2 phân tử acetyl-CoA. Các phân tử acetyl-CoA tiếp tục bị phân giải qua chu trình Krebs để tạo CO2 và H2O.
	Về mặt năng lượng, quá trình b.oxi hĩa tạo nên nguồn năng lượng lớn cung cấp cho các họat động sống của tế bào.
	Mỗi lần phân cắt bớt 2C sẽ tạo nên 1 NADH2, 1FADH2, qua chuỗi hơ hấp sẽ tổng hợp được 5 ATP. Đồng thời mỗi phân tử Acetyl-CoA bị phân giải thơng qua chu trình Krebs sẽ tạo ra được 12ATP. Từ đĩ người ta tính được tổng số ATP được tạo ra do sự phân giải phân tử acid béo no, mạch cacbon chẵn cĩ n nguyên tử C là:
* Đối với acid béo no cĩ mạch C lẻ
	Đối với các acid béo no cĩ mạch C lẻ, quá trình phân giải theo phương thức b.oxi hĩa xảy ra giống với acid béo no cĩ mạch carbon chẵn nĩi ở trên nhưng sau lần phân cắt cuối cùng khơng phải tạo ra 2 phân tử Acetyl-CoA mà cho ta 1 phân tử Acetyl-CoA và 1 phân tử propionyl-CoA.
	Từ propionyl-CoA lại tiếp tục biến đổi thêm một chu kỳ b.oxi hĩa nữa để tạo ra 1 phân tử CO2 và 1 phân tử Acetyl-CoA.
	Các enzyme xúc tác giống như ở chu trình trước
* Đối với acid béo khơng no.
	Với acid béo khơng no, quá trình phân giải xảy ra tùy vị trí nối đơi.
- Nếu vị trí nối đơi đúng vào vị trí b thì quá trình xảy ra giống như đối với acid béo no nhưng khơng xảy ra phản ứng 2.
- Nếu vị trí nối đơi ở vị trí khác thì trước khi phân giải, acid béo khơng no bị khử để thành acid béo no tương ứng rồi tiếp tục phân giải theo con đường b.oxi hĩa. 
10.1.2.2. a.oxi hĩa
	Phương thức a.oxi hĩa là sự phân giải acid béo xảy ra tại vị trí Ca, mỗi lần phân giải mạch C bị cắt ngắn đi 1 nguyên tử C và tạo ra CO2. 
10.1.3. Phân giải glycerin
	Sau khi giải phĩng khỏi lipid đơn giản, glycerin tiếp tục được biến đổi bằng nhiều cách để tạo nên các sản phẩm khác nhau
	Từ ALPG biến đổi thành pyruvic acid như trong quá trình đường phân, sau đĩ pyruvic acid bị phân giải tiếp thơng qua chu trình Krebs để tạo CO2 và H2O.
	Như vậy sự phân giải glycerin xảy ra qua quá trình đường phân và qua chu trình Krebs để tạo sản phẩm cuối cùng là CO2 và H2O. Năng lượng giải phĩng trong quá trình phân giải này được dùng để tổng hợp ATP cung cấp cho các họat động sống của tế bào.
10.1.4. Phân giải glycero phospho lipide
	Các glycero phospholipide bị phân giải qua nhiều giai đoạn tạo ra nhiều sản phẩm trung gian tham gia vào nhiều quá trình trao đổi chất. Quá trình phân giải này do nhiều enzyme thủy phân xúc tác.
	- Phospholipase A1 thuỷ phân liên kết giữa glycerin và acid béo thứ nhất.
	- Phospholipase A2 thủy phân liên kết giữa glycerin và acid béo thứ hai.
- Phospholipasse B thủy phân cả hai loại liên kết trên.
- Phospholipase C thủy phân liên kết giữa glycerin và H3PO4.
- Phospholipase D thủy phân liên kết giữa H3PO4 với choline, ethanolamine hay serine.
Phối hợp tác dụng của tất cả các loại enzyme nĩi trên, phân tử glycero phospholipid sẽ bị phân giải thành glycerin, acid béo, H3PO4 và choline (hay ethanolamine, serine)
10.2. Tổng hợp lipid
10.2.1. Tổng hợp acid béo
	Acid béo được tổng hợp từ acetyl-CoA. Sự tổng hợp acid béo no và khơng no ở giai đoạn đầu giống nhau. Trước hết acid béo no được tổng hợp sau đĩ hình thành acid béo khơng no bằng cách oxi hĩa các acid béo tương ứng.
	Quá trình tổng hợp acid béo từ acetyl-CoA xảy ra ngược với quá trình β.oxi hĩa. Từ các acetyl-CoA được nối dần lại với nhau thành chuỗi trung bình rồi dẫn đến việc tạo thành Stearic acid (cĩ 18C) là loại acid béo no chủ yếu của các mơ. Từ Stearic acid cĩ thể tiếp tục kéo dài thêm chuỗi carbon tạo nên các acid béo cĩ mạch C dài hơn.
Trước hết từ acetyl-CoA và CO2 kết hợp với nhau để tạo nên malonyl-CoA. Quá trình này được xúc tác bởi acetyl-CoA-carboxylase.
Để tiến hành phản ứng ngưng tụ giữa acetyl-CoA với malonyl-CoA cần cĩ sự tham gia của một loại protein cĩ vai trị vận chuyển nhĩm acyl, đĩ là protein vận chuyển gốc acyl-ACP.
	Tiếp theo acetyl-SACP và malonyl-SACP ngưng tụ với nhau với sự xúc tác của enzyme acyl-synthetase. Khi các phân tử acetyl-ACP và malonyl-ACP tác dụng với enzyme acyl-synthetase sẽ xảy ra sự chuyển các gốc acetyl và malonyl từ nhĩm SH của ACP sang nhĩm SH của enzyme đồng thời CO2 được giải phĩng.
Từ CH3COCH2CO ~ SACP (aceto acetyl-ACP) bị khử thành β.hydroxy-butyryl-ACP. 
Phản ứng tiếp theo là β.hydroxy butyryl-ACP bị khử nước để tạo nên crotonyl-ACP.
Crotonyl-ACP bị khử tạo nên butyryl-ACP
	Từ butyryl-ACP tiếp tục một chu kỳ mới ngưng tụ với malonyl-ACP để cho ta phântử cĩ 6 nguyên tử C. Quá trình cứ tiếp diễn như vậy cho đến khi tạo ra đủ số C cần thiết của acid béo, sau đĩ Acyl-ACP này sẽ biến đổi trở lại thành Acyl-CoA và cuối cùng tạo ra acid béo no bằng cách cắt bỏ CoA-SH.
	Như vậy acid béo cĩ mạch cacbon chẵn với n nguyên tử C thì quá trình sẽ diễn ra chu kỳ.
	Nếu acid béo cĩ mạch C lẻ thì trong các lần nối dài mạch C nĩi trên, lần đầu tiên khơng phải phản ứng xảy ra từ 2 Acetyl CoA mà xảy ra từ Acetyl-CoA và propionyl-CoA để tạo ra acyl-CoA cĩ 5 nguyên tử C. Từ đĩ cứ mỗi chu kỳ lại nối thêm 1 phân tử Acetyl-CoA làm cho phân tử acid béo dài thêm 2 nguyên tử cacbon để cuối cùng tạo nên phân tử acid béo cĩ số nguyên tử cacbon lẻ.
	Các acid béo khơng no được tạo ra từ các acid béo no tương ứng bằng cách bị oxy hĩa bới FAD.
10.2.2. Tổng hợp glycerin
	Glycerin được tổng hợp bằng nhiều con đường. Con đường phổ biến là từ các sản phẩm trung gian của quá trình trao đổi glucose là AlPG và PDA biến đổi thành 
10.2.3. Tổng hợp glyceride
	Từ các acid béo và glycerin đã được tổng hợp sẽ tạo thành glyceride theo các phản ứng sau đây:
10.2.4. Tổng hợp glycero phospholipid
	Từ photphatidic acid sẽ tạo nên các loại phospho lipid khác nhau
10.2.5. Tổng hợp sterid
	Sterid được tạo nên bởi sterol và acid béo. Nguyên liệu để tổng hợp sterol là acetyl-CoA. Quá trình sinh tổng hợp sterol cĩ thể chia làm 3 giai đoạn với nhiều phản ứng rất phức tạp.
- Giai đoạn chuyển acetyl-CoA thành mevalonic acid.
- Giai đoạn tổng hợp squalen.
- Giai đoạn chuyển squalen thành cholesterol.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu tiếng Việt
1. Trần Thị Ân (chủ biên). 1979. Hĩa sinh đại cương (tập I, II). NxB KH&KT. Hà Nội.
2. Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng. 2000. Hĩa sinh học. Nxb Giáo dục. Hà Nội.
3. Nguyễn Bá Lộc. 1997. Hĩa sinh. Nxb Giáo dục. Hà Nội
Tài liệu dịch
1. Musil J.G., Kurz .K., Novakava .O. 1982
Sinh hĩa học hiện đại theo sơ đồ. Nxb Y học. Hà Nội.
Tài liệu tiếng nước ngồi
1. Farkas G. 1984. Nưvényi anyagcsereélettan. Akadémiai Kiadĩ Budapest.
2. Lehninger A. L., 2004. Principle of Biochemistry, 4th Edition. W.H Freeman.