Khái quát trao đổi chất và năng lượng sinh học
Nội dung • Trao đổi chất: Qúa trình đồng hóa và dị hóa • Khái niệm về năng lượng sinh học: các hợp chất cao năng thường gặp • Phosphoryl hóa oxi hóa
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Khái quát trao đổi chất và năng lượng sinh học, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
KHÁI QUÁT TRAO ĐỔI CHẤT VÀ
NĂNG LƯỢNG SINH HỌC
Ths. Lê Thụy Bình Phương
Nội dung
• Trao đổi chất: Qúa trình đồng hóa và dị hóa
• Khái niệm về năng lượng sinh học: các hợp
chất cao năng thường gặp
• Phosphoryl hóa oxi hóa
Khái quát về trao đổi chất (1)
Sự trao đổi chất (TĐC) là chuỗi các phản ứng hóa học
(pathway), thường được xúc tác bởi enzyme, xảy ra trong
tế bào sống - Sự TĐC bao gồm 2 quá trình đồng hóa và dị
hóa.
• Mỗi bước trong chuỗi phản ứng sản xuất một sản phẩm
(chất chuyển hóa / trung gian) khác với chất tham gia phản
ứng ban đầu.
• Enzyme xúc tác chuỗi các phản ứng hóa học có chức
năng như một phức hệ enzyme (multienzyme complexes).
Note: phức hệ enzyme (multienzyme complexes)?
Khái quát về trao đổi chất (2)
• Trao đổi chất xảy ra trong tế bào
• Đồng hóa và dị hóa: mâu thuẫn nhưng hỗ trợ thống nhất
trong sự chuyển hóa chất.
• Các p/ư dị hóa: phá
vỡ các phân tử lớn
thành các phân tử
nhỏ hơn và cung cấp
năng lượng cho tế
bào
• Các p/ư đồng hóa:
Sử dụng nguồn NL
ATP để xây dựng các
phân tử lớn.
Quá trình dị hóa
Gđ1: (Tiêu hóa và
thủy phân) phân
tử lớn phân tử
nhỏ hơn máu
Gđ 2: (sự thoái biến)
Các phân tử ếp
tục bị phân cắt
nhỏ hơn và oxi hóa
thành các hợp chất
có 2-3 carbon.
Gđ3: (oxi hóa) bị oxi
hóa trong chu
trình acid citric và
phosphoryl hóa để
cung NL ATP
Các cơ quan tham gia vào quá trình
trao đổi chất của cơ thể
Các hợp chất cao năng thường gặp
trong mô bào ĐV
• Hệ thống ATP/ADP
• Hệ thống creatinine phosphate/creatine
• Các Coenzyme vận chuyển điện tử (NAD+ ,
NADP+ FAD+ ,FMN+ )
Các hợp chất cao năng
• Hệ thống ATP/ADP: hợp chất cao năng quan trọng nhất, dùng
chuyển tải năng lượng từ p/ư giải phóng NL p/ư thu NL
• ATP có ở mọi mô bào của giới SV dưới dạng liên kết với Mg2+
Các hợp chất cao năng
• Hệ thống creatinine phosphate/creatine: giữ vai trò thứ cấp
trong ch trữ ~P
• Khi NL phóng thích nhiều, hệ ATP/ADP không ch trữ hết, NL
sẽ ch trữ trong creatine creatine phosphate (CP). Khi
cần năng lượng, CP sẽ nhả NL để ADP ATP
Các Coenzyme vận chuyển điện tử (NAD+ , NADP+
FAD+ ,FMN+ )
• Các coenzyme có thể nhận electron (bị khử)
• Các coenzyme này cũng có thể nhường electron
khi có yêu cầu
• Vai trò: chuyển giao electron điện tử cho chuỗi
vận chuyển điện tử trong quá trình hô hấp mô
bào để thành lập năng lượng ATP
Quá trình phosphoryl hóa oxi hóa (1)(oxidative
phosphorylation)
• Quá trình bắt đầu với tham gia của các electron vào
chuỗi hô hấp mô bào (Quá trình vận chuyển điện tử)
• Các điện tử này đến từ đâu ? các phản ứng được xúc tác
bởi enzyme dehydrogenases thì một cặp hydrogen
được tách ra từ cơ chất, một trong hai nguyên tử
hydrogen này được gắn trọn vẹn trên chất nhận điện tử
coenzyme NAD+, còn nguyên tử hydrogen thứ hai chỉ có
điện tử e- được gắn vào NAD+, còn proton H+ di chuyển
tự do trong môi trường. FAD và FMN nhận trưc̣ ếp 2
ntử hydrogen
Quá trình phosphoryl hóa oxi hóa (2)
• Các coenzyme vận chuyển điện tử không thể vượt qua
màng ty thể nhưng các electron có thể được vận
chuyển gián tiếp thông qua chất mang điện tử
• Electron được vận chuyển qua một loạt các chất mang
điện tử (chủ yếu là protein) được hoạt động một cách
tuần tự theo thế năng oxi hóa khử từ thấp đến cao
(như kiểu “dòng nước chảy xuôi”)
• Các chất mang điện tử này sẽ chuyển các electron
đến oxy và đi kèm theo nó là dòng proton H+ từ
matrix (là khoảng không gian bên trong màng của ty
lạp thể)
• Kết quả: Sự khác biệt về nồng độ hóa chất và phân
bố điện ch bên trong và bên ngoài màng không đều
tạo ra một động lực proton (proton motive force)
Động lực proton (proton motive force)
Quá trình phosphoryl hóa oxi hóa (3)
• Động lực proton sẽ đẩy proton trở lại matrix
thông qua một kênh nằm trong phức hợp
protein, nơi sẽ tổng hợp ATP [FO-F1-ATPase]
Khi dòng proton làm quay phần đầu của phức
hợp (vặn vẹo), enzyme ATP synthease xúc tác sự
thành lập ATP từ ADP
Note: Phần đầu này của phức hợp protein giống
như như một bánh xe, phần ATP synthease không
gắn chặt vào phần đầu. Nhưng khi phần đầu xoay
nó sẽ kích hoạt ATP synthase thành lập ATP
chất mang điện tử hoạt động một cách tuần tự
theo thế năng oxi hóa khử từ thấp đến cao
Hiệu quả năng lượng ATP được tạo ra
từ chuỗi vân chuyển điện tử
• Đối với electron di chuyển từ NADH đến O2
(-0.32 to +0.82 volts), E0
/ = 1.14 volts
tạo ra 3 ATP
• Năng lượng tự do:
G/0 = - n . F. E0
/
- 2 x (96.5 kJ/volt.mole) x (1.14 v)
= - 221 kJ/mole NADH bị oxi hóa khử
Nhưng 3 ATP = 3 x 31 = 93 kJ được bảo toàn
Hiệu quả = 93/221 = 42% được nắm giữ
ATP tạo ra từ matrix được thoát ra tế
bào chất như thế nào??(tham khảo)
• ADP và ATP không chỉ đơn giản là khuếch
tán qua màng trong ty thể không thấm nước.
• ADP đi vào matrix của ti thể là cùng với sự
thoát ra tế bào chất của ATP bởi sự hoán vị
ATP-ADP.
• Đây là một protein vận chuyển (antiporter)
• Năng lượng đến từ thế năng xuyên màng.
• Sử dụng khoảng 25% tiềm năng năng lượng.
Trả lời một số câu hỏi sau???
F0F1-ATPase (tham khảo)
- Vị trí: chất nền (matrix) của màng
bên trong ti thể.
- Tổng hợp ATP, sử dụng năng
lượng được lưu trữ trong pH màng
và gradient tiềm tàng.
- Nhóm đầu F1 có ba nucleotide liên
kết ở ba vị trí trên F1, và chứa
enzyme thực hiện một chu trình xúc
tác.
- ADP và phosphate liên kết với một
trung tâm hoạt động, xúc tác sự hình
thành các ATP
- Năng lượng từ động lực proton
như đòn bẩy đẩy ATP ra khỏi trung
tâm hoạt động.
Hãy tưởng tượng hoạt động của F0F1-ATPase như hoạt
động của các bánh xe quay quanh trục cam
- Năng lượng được truyền tới các tiểu đơn vị xúc tác
trong ATP synthase (phần đầu F1) bởi vòng quay của
trục cam.
- Các "cam" bóp méo các tiểu đơn vị protein để liên kết
ATP.
- Các năng lượng đầu vào được sử dụng để điều khiển
sự phóng thích ATP không cho hình thành các liên kết
- Phải mất ít nhất 9-12 proton để “lái” một vòng quay
của trục cam và sản xuất ra 3ATP
Toàn bộ phức hợp có thể đảo ngược và F0 đóng vai trò
như chiếc chìa khóa
F0F1-ATPase (tham khảo)
ATP synthase có 2 domain chức
năng F0 và F1
Enzym này xúc tác lặp đi lặp lại
quá trình ATP-ADP-ATP ADP và
được đi kèm với một dòng chảy
của proton từ P sang bên N
ATP chỉ được phóng thích bởi các
gradient proton. Các gradient
proton này gây việc quay trục
trung tâm và cũng quyết định
phóng thích ra các phân tử ATP là
nhiều hơn hay ít hơn vì cấu tạo
của các tiểu đơn vị được thay đổi
bởi các chuyển động quay
ATP synthease (tham khảo)
Các loại phản ứng thường gặp
1. Chuyển nhóm chức năng:
VD: chuyển nhóm phosphate cao năng của ATP
2. Phản ứng oxi hóa khử: trao đổi điện tử
VD: glucose 6-phosphate thành phosphogluconic acid
3. Sắp xếp lại cấu trúc: thay đổi cấu trúc liên kết của một
phân tử
VD: glucose 6-phosphate thành fructose 6-phosphate
4.Phân tách: phân cắt liên kết C-C
VD: fructose 1,6-phosphate thành dihydroxyacetone
phosphate và glyceraldehyde phosphate
5.Ngưng tụ: sự kết hợp của hai hay nhiều phân tử và loại
đi phân tử H2O
VD: thành lập nối peptide giữa các amino acid tạo
polypeptide
Biến dưỡng carbohydrate
Hầu hết các carbohydrate (glucid) đều được chuyển
thành glucose trong quá trình biến dưỡng
Tiêu hóa carbohydrate
Sự vận chuyển carbohydrate (tham khảo)
1. Vận chuyển chủ động (xảy ra trên thành ruột-sự hấp thu)
• Protein tải di động có tên là sodium dependant glucose transporter
( gọi tắt là SGL T-1). SGL T-1 vận chuyển glucose vào bên trong
tế bào bằng cách sử dụng năng lượng có nguồn gốc từ việc
bơm natri-kali (đọc thêm tài liệu p 2)
• SGL T-1 có 2 vị trí: một cho natri và một cho glucose. Sau khi
phóng thích glucose và Na vào trong tế bào chất, SGL T-1 đi ra khỏi
tế bào để ếp tục vận chuyển thêm glucose và Na
2. Vận chuyển thụ động :
• Chất vận chuyển GLUT (independent transporter )
• Đi từ nơi có nồng độ gradient cao xuống thấp
• Không cần năng lượng
Quá trình biến dưỡng carbohydrate xảy ra ở các cơ
quan
Gan
Cơ
Tế bào mỡ
• Đường phân EM (glycolysis): thoái biến glycogen và glucose
hay monosaccharide khác thành pyruvate hoặc lactate
• Sự tân sinh đường (Gluconeogenesis): con đường từ
oxaloacetate thành G6P
• Sự phân giải glycogen (glycogenolysis): glycogen bị thoái
biến thành glucose-1-P
• Sự tổng hợp glycogen (Glycogen synthesis): từ G6P thành
lập glycogen
• Con đường HMP (Hexose Monophosphate): oxi hóa trực
ếp glucose-6 phosphate thành ribose-5-phosphate
• Chu trình TCA (Kreb)
Đường phân EM-Glycolysis
• Mục đích: Quá trình oxy hóa glucose để cung cấp
pyruvate (trong sự hiện diện của oxy) hoặc lactate
(trong điều kiện thiếu ôxy, VD: mô cơ xương). Tế bào hồng
cầu (thiếu ty lạp thể): hoàn toàn phụ thuộc vào glucose là
nhiên liệu trao đổi chất, và chuyển hóa bằng đường
phân kỵ khí
• Xảy ra trong tế bào chất của tất cả các tế bào mô
• Tạo năng lượng ATP
Glucose → 2 Pyruvate
Lactate (yếm khí)
Acetyl-CoA (chu trình acid citric)
Đường phân EM (1)
1. Glucose được phosphorylate 2 lần (gắn thêm gốc ~ P) bởi ATP
thành lập Fructose-1,6-bisphosphate (phản ứng từ 1 đến 3)
Copyright © 2007 by Pearson Education, Inc. Publishing as Benjamin Cummings
Đường phân EM (2)
2. Glucose (6 carbon) bị tách thành 2 phân tử có 3
carbon (dihydroxyacetone phosphate và glyceraldehyde-
3-phosphate)
Đường phân EM (3)
3. Coenzyme NAD+ nhận các
Hydrogen thành lập
NADH + H+
Note: Coenzyme là chất vận
chuyển năng lượng tạm thời
Copyright © 2007 by Pearson Education, Inc. Publishing as Benjamin Cummings
Đường phân EM (4)
4. Tạo 4 ATP bởi sự
phosphoryl hóa ở mức
cơ chất (substrate-level
phosphorylation) để thành
lập pyruvate (phản ứng 7 và
10)
Note: substrate-level
phosphorylation là gì?
Copyright © 2007 by Pearson Education, Inc. Publishing as Benjamin Cummings
5. Sản phẩm là 2
pyruvate được tạo
thành
6. Các enzyme
điều hòa đường
phân (glycolysis)
Tại sao phosphofructokinase (PFK), chứ không phải là hexokinase, là điểm
kiểm soát quan trọng của đường phân?
Glucose-6-phosphate không chỉ là một chất trung gian trong đường phân.
Nó cũng được tham gia vào việc tổng hợp glycogen và con đường hexose
mono phosphate.
PFK xúc tác phản ứng một chiều duy nhất và đầu tiên trong đường phân.
Các enyme điều hòa đường phân EM
- Hexokinase bị ức chế bởi nồng độ glucose-6-
phosphate cao (ngăn chặn quá trình phosphoryl hóa
glucose)
- Phosphofructokinase:bị ức chế bởi mức độ cao của
ATP và kích hoạt bằng mức độ cao của ADP và AMP.
- Pyruvate kinase: bị ức chế bởi mức độ cao của ATP
hoặc acetyl CoA.
Các sản phẩm của đường phân EM
(glycolysis)
2 phân tử Pyruvate
2 NADH + H+
2 ATP
Đường phân EM (glycolysis)
• Ý nghĩa:
Mở đầu cho quá trình hô hấp
Làm biến đổi căn bản về mặt cấu trúc của cơ
chất hô hấp (glucose)
Xúc ến các giai đoạn ếp theo ở giai đoạn hiếu
khí dễ dàng hơn
Đường phân EM
Các hợp chất sinh học quan trọng trong
glycolysis
1. Tạo oxy cho mô bào
1,3- bisphosphoglycerate, làm giảm ái lực của
Hemoglobin với O2, tăng khả năng nhận oxy của mô
bào. VD: khả năng của bào thai nhận oxy từ mẹ
2. Cung cấp các chất trung gian quan trọng:
a) phosphate dihydroxyacetone: chuyển thành
glycerol-3phosphate, sử dụng để tổng hợp triacylglycerol
và phospholipid (lipogenesis).
b) 3- phosphoglycerate: sử dụng để tổng hợp amino
acid serine.
c) Pyruvate: sử dụng trong tổng hợp amino acid
alanine.
pyruvate acetyl CoA chu trình TCA (Kreb)
Con đường tổng hợp và suy thoái 2,3-BPG trong hồng
cầu (tham khảo)
Con đường biến dưỡng của hexose
Biến dưỡng pyruvate
Source: lecture3a, RA Leng, applied biochemistry
training course, Ha Noi November 2011
NAD+ cần thiết cho
quá trình glycolysis
được ếp diễn. Do đó
,NADH được sản xuất
trong glycolysis phải
được oxy hóa khử cho
quá trình glycolysis
ếp diễn
Sự lên men
- Lên men là quá trình chuyển hóa trong điều kiện
thiếu oxy
VD: hoạt động quá sức của các cơ bắp
- Hệ thống lên men thường được tìm thấy trong tự
nhiên trong đầm lầy, và trong bùn dưới lúa nước,
trong bãi rác bị phủ kín
- Lên men trong phương pháp làm rượu vang và bia.
Sự hình thành ethanol bởi nấm men
Source:lecture3a, RA Leng, applied biochemistry training course, Ha Noi, November 2011
NADH phải được trở lại thành NAD + hoặc chuỗi phản ứng của quá trình
lên men sẽ dừng lại
Vi khuẩn và protozoa (nguyên sinh động vật) sản xuất
acid béo bay hơi trong điều kiện kị khí
Source:lecture3a, RA Leng, applied biochemistry training course, Ha Noi, November 2011
Một ít nguồn NL glucose được ch trữ ở dạng ATP,
nhưng hầu hết vẫn còn trong VFA và được các tế
bào vi sinh vật tổng hợp
Chu trình Cori
Lactate chuyển thành pyruvate trong gan
Chu trình Cori
• Ý nghĩa:
Loại bỏ lactate ra khỏi cơ và chuyển đến gan
trước khi cơ bị tác hại bởi lactate
Bản chất:
Cơ hoạt động quá mức, không đủ oxygen cung
cấp cho oxi hóa pyruvate tạo CO2, H2O và ATP
Glycogen (cơ): lên men lactid để cung ATP
Các giải pháp oxi hóa khử cho coenzyme trong
glycolysis kị khí
NADH NAD+ bởi sự sản sinh lactate hoặc ethanol
từ pyruvate
Ho
Source:lecture3a, RA Leng, applied biochemistry training course, Ha Noi, November 2011
NADH được sản xuất trong đường phân và tổng hợp acetate.
NAD + phải được tái sinh để cho phép đường phân tiếp tục
(H) được phóng thích khi NADH bị oxy hóa trong quá trình tổng hợp
propionate. Và hơn nữa, H2 được lấy ra bởi VK methanogen. Chúng sử
dụng (H) để khử CO2 và sinh khí mê-tan (CH4). Quá trình sinh methane làm
sự lên men phí một lượng ATP nhất định
CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O (+ ATP).
Giải pháp oxi hóa khử cho coenzyme trong
glycolysis hiếu khí
Trong glycolysis hiếu khí: NADH đi vào chuỗi vận chuyển
điện tử trong ty lạp thể để thành lập ATP
Sự tân sinh đường (glucoseneogenesis)
• Là quá trình tổng hợp glucose hoặc glycogen từ
nguồn cơ chất không phải carbohydrate (non-
carbohydrate)
• Xảy ra ở gan (90%), thận (10%)
• Các con đường liên quan đến sự tân sinh
đường: đường phân nghịch, chu trình TCA, chu
trình Cori, chu trình glucose alanine
• Các nguyên liệu cho sự tân sinh đường gồm:
pyruvate, lactate, các chất trung gian của chu trình
TCA, glycerol, alanine
Nguyên liệu tân sinh đường
Aspartic acid
Alanine
Glutamic
acid
Ba bước bypass một chiều trong tân sinh đường
Hầu hết các phản ứng của tân sinh đường là đảo ngược của
đường phân, ngoại trừ 3 bước sau
Pyruvate phosphoenolpyruvate
Fructose-1,6-bisphosphate Fructose-6-phosphate
Glucose-6-phosphate Glucose
Tân sinh đường từ glycerol
Tân sinh đường từ lactate (chu trình Cori)
Chu trình Tricarboxylic acid (TCA)
Giới thiệu
Chu trình Tricarboxylic acid gọi tắt TCA (Kreb,
Citric acid) bao gồm một chuỗi các phản ứng oxi
hóa khử xảy ra trong ty lạp thể. Kết quả:
• Sự oxi hóa nhóm chức acetyl giải phóng 2 ptử
CO2
• Khử các coenzyme đã bị oxi hóa thông
qua quá trình phosphoryl hóa oxi hóa để
thành lập ATP
Mối liên hệ của chu
trình TCA trong sự
trao đổi chất
Chu trình TCA đạt được những gì ?
• Cứ mỗi 2 carbon sẽ được oxy hóa thành 2 ptử CO2 (Acetyl
CoA)
• Bốn phản ứng oxy hóa xảy ra thường tạo ra NADH / FADH2
• Một nối phosphate năng lượng cao được thành lập. (GTP)
• « Chất mang» Oxaloacetate được sử dụng và tái sinh.
Oxaloacetate là chìa khóa trung tâm và quan trọng trong sự
trao đổi chất (là sự khởi đầu của tân sinh đường.
Oxaloacetate có 4 nguyên tử carbon, là một α-keto acid (tiền
chất của amino acid aspartate)
Năng lượng từ chu trình TCA
• Lưu ý rằng có rất ít cơ chất trực tiếp
sản xuất năng lượng ATP. (chỉ có một phân tử GTP
được thành lập)
• Sự sản xuất tối đa ATP đòi hỏi phải có oxy cho
phản ứng phosphoryl hóa oxi hóa (oxidative
phosphorylation). Nếu mức oxi thấp dẫn đến sự
tích tụ NADH và thiếu hụt NAD+ cho chu trình TCA.
Do đó Chu trình TCA không thể hoạt động khi
không có oxy
• Trong phosphoryl hóa oxy hóa các FADH2 và
NADH bị oxy hóa.
Chu trình TCA sản xuất được gì?
Tổng thể, các phản ứng trong chu kỳ sản xuất ra
• 3 NADH (= 9 ATP)
• 1 FADH2 (= 2 ATP)
• 1 GTP (= 1 ATP)
• Tổng cộng = 12 ATP cho mỗi phân tử Acetyl CoA
Nhớ rằng: Oxaloacetate hoạt động như một «chất mang»,
không có tổng hợp
Ý nghĩa chu trình TCA
• Giải phóng NL ở dạng hóa năng ATP và một phần
ở dạng nhiệt năng giữ ấm cho tế bào
• Tạo nhiều coenzyme, ngoài vai trò tạo ATP,
coenzyme được sử dụng cho việc khử các liên kết
khác của tế bào (khử liên kết kép, carbonyl,
imine)
• Nguồn cung carbon cho quá trình tổng hợp khác
• Trung tâm giao lưu của nhiều đường hướng phân
giải và tổng hợp khác của tế bào
Con đường pentose phosphate
(hexose monophosphate)
Tổng quan
Chức năng
1. Sản xuất NADPH
2. Tổng hợp ribose (các axit
nucleic và nucleotide)
Đặc tính của con đường pentose
phosphate
1. Pha oxy hóa
Phản ứng sản xuất NADPH
Các phản ứng 1 chiều
2. Pha không oxy hóa
Sản xuất ribose-5-P
Phản ứng thuận nghịch cung
nguyên liệu cho đường phân
Pha không oxi hóa
Sự phân giải glycogen
(glycogenolysis)
• Glycogen dự trữ trong gan và cơ
• Glycogen ở bắp cơ là nguồn cung hexose
cho đường phân. Glycogen ở gan duy trì
hàm lượng đường huyết trong máu
• Hormone: epinephrine, glucagon
Biến dưỡng lipid
Sự tiêu hoá lipid ở ruột
Source: bài giảng TS. Đỗ Hiếu Liêm, Đại học Nông Lâm Tp.HCM,
duong-lipid-285471.html
Tham khảo: Triacylglycerol bị nhũ hóa thành micelle bởi
acid mật (túi mật)- xảy ra trong ruột non
Các hạt micelle có phần lõi không phân cực (do có gốc R
của các acid béo hướng vào trung tâm), xung quanh
được bao bọc bởi các muối mật suốt quá trình
sonvat hóa
Micelle
Ghi chú: quá trình sonvat hóa
(solvation process) là sự tương
tác của chất tan trong dung môi
dẫn đến sự ổn định chất tan trong
dung dịch. Ví dụ: các ion của chất
tan được bao bọc bởi /hoặc bị
phức hợp lại bởi các ion trái dấu
của dung môi tạo thành lớp vỏ
sonvat
Sự tiêu hoá lipid ở ruột
Có ba nguồn triacylglycerol được sử dụng để
cung nguồn acid béo cho quá trình biến dưỡng
lipid:
• Sự phân cắt triacylglycerol trong thức ăn bởi
enzyme lipase trong đường tiêu hóa
• triacylglycerol đã được tổng hợp trong gan
• Triacylglycerol được dự trữ trong các tế bào
mỡ
Mối liên hệ giữa lipolysis (phân giải lipid) và các
quá trình khác
Source:
ent/met/anima/met4a/frameset.htm
(β-oxid hóa acid béo)
β-oxid hóa acid béo
• Gan là cơ quan chủ yếu thực hiện và phần khuôn ty thể
là nơi xảy ra sự oxi hóa lipid
• Sự oxi hóa mô mỡ nâu chủ yếu để sinh nhiệt (động vật
sơ sinh, động vật ngủ đông)
• Các acid béo được oxi hóa thường là acid béo no, mạch
carbon chẵn
Mục đích:
• Oxi hóa acid béo đưa cặp H-H vào chuỗi hô hấp
mô bào để tạo ATP
• Cắt acid béo thành từng đơn vị 2C-acetyl CoA để vào
chu trình Kreb
Các phản ứng β-oxid hóa acid béo
(1)Phản ứng hoạt hóa acid béo thành acyl CoA nhờ xúc tác của
enzyme acyl CoA synthetase, CoA và ATP. Quá trình xảy ra ở
màng ngoài ty thể
Sau đó, acyl CoA được vận chuyển vào matrix ty thể nhờ chất
mang carnitine
Copyright © 2007 by Pearson Education, Inc.
Publishing as Benjamin Cummings
(1) Oxi hóa lần 1: loại bỏ H ở carbon α và carbon β.
Hình thành nối trans C=C. Khử FAD thành FADH2
(2) Hydrate hóa: gắn thêm một phân tử H2O trên
nối trans C=C. Hình thành nhóm hydroxyl (-OH)
trên carbon β
(3) Oxi hóa lần 2: oxi hóa nhóm hydroxyl để hình
thành nhóm keto (C=O) trên carbon β
(4) β-oxid hóa (cắt 2C khỏi chuỗi acid béo tại vị trí
carbon β): cắt liên kết giữa carbon α và β để
hình thành một phân tử có 2 C acetyl CoA. Mạch
acid béo bị ngắn đi 2C sẽ ếp tục lặp lại β-oxid
hóa cho đến khi cắt hết thành các sản phẩm
acetyl CoA
Sự vận chuyển Acetyl CoA từ gan đến các
cơ quan khác
Năng lượng từ β-oxi hóa
• 1FADH2
• 1NADH +H+
Một vòng β-oxi hóa có 5ATP tạo thà