Sự thoái hóa acid béo bão hòa
- Tài liệu ôn thi Bác sĩ Nội trú môn Hóa sinh Đại học Y Hà Nội
1. Sự hoạt hóa và vận chuyển acid béo đã hoạt hóa vào ti thể
- Sự hoạt hóa acid béo
o RCOOH + ATP + CoASH → R-CO~ScoA + AMP + PPi
o PPi + H2O→ 2(P)
o ATP + AMP→ 2 ADP
o Như vậy sự hoạt hóa acid béo cần 2 ATP
o Enzym acyl CoA synthetase gồm các isoenzym
khác nhau đặc hiệu cho các acid béo chuỗi ngắn , trung bình và dài , chúng có
mặt ở màng ngoài ti thể
- Sự vận chuyển các acid béo đã hoạt hóa vào ti
thể
o Các acid béo mạch dài dưới dạng acylCoA được
hình thành ở màng ngoài ti thể ko qua được màng trong ti thể để vào chất khuôn
(matrix ) – nơi chúng bị oxy hóa . Chúng được vận chuyển theo cơ chế đặc hiệu
nhờ carnitin – là amin bậc 4 mang chức alcol bậc nhì , có thể este hóa với acid
béo . Phản ứng este hóa acid béo và carnitin được xúc tác nhờ carnitin
acyltransferase I có ở mặt ngoài màng trong ti thể . Este acyl-carnitin đi qua
màng trogn ti thể vào trong ti thể bởi sự khuếch tán dễ dàng thông qua hệ
thống vận chuyển acyl-carnitin/carnitin
o Trong ti thể , gốc acyl được chuyển từ carnitin
tới CoA có ở trong ty thể dưới tác dụng của carnitin acyltransferase II khu trú
ở mặt trong của màng trong ty thể . Carnitin được giải phóng sẽ trở lại khoảng
giữa 2 màng ty thể theo hệ thống vận chuyển acylcarnitin/carnitin . Cơ chế vận
chuyển trên giữ cho 2 nguồn CoA và acid béo ở trong và ngoài ty thể cách biệt
nhau
o Trong ty thể có 1 loại acylCoA synthetase xúc
tác phản ứng hoạt hóa những acid béo ở trong ty thể, enzym này ko
sử dụng ATP mà dùng GTP
2. sự β- oxy hóa acid béo bão hòa
- Xảy ra trong matrix của ti thể , gồm 4 giai đoạn
nhằm cắt dần acid béo thành những mẩu 2C dưới dạng acetyl CoA từ nhóm carboxyl
tận của gốc acyl
o Phản ứng khử hydro lần thứ nhất : sự khử hydro sản sinh 1 liên kết đôi
giữa C α và Cβ ( C2 và C3 ) tạo thành trans- ∆2-enoylCoA . Có 4 loại acylCoA dehydrogensase , mỗi enzym đặc
hiệu với 1 loại acid béo có độ dài hydrocarbon nhất định , các enzym này
đều có chất cộng tác là FAD . FAD nhận điện tử và điện tử này đi vào 1 cặp điện
tử
o Phản ứng kết hợp nước : sự kết hợp 1 phân tử nước vào liên kết
đôi ∆2- trans dưới tác dụng của enoyl-CoA hydratase có
tính đặc hiệu không gian và tạo nên L- 3-hydroxyacylCoA . enzym này cũng
có khả năng xúc tác phản ứng kết hợp nước và liên kết đôi ∆2 –cis của các acylCoA không bão hòa và sinh ra D-3-
hydroxyacylCoA
o Pứ khử hydro lần thứ 2 : dưới tác dụng của β-hydroxyacylCoA
dehydrogenase có chất cộng tác là NAD+ tạo ra
3-cetoacylCoA . enzym này ít đặc hiệu với chiều dài chuỗi hydrocarbon của
acid béo nhưng đặc hiệu tuyệt đối với dạng đồng phân không gian L . NADH hình
thành sẽ nhường điện tử cho NADH –dehydrogenase và 3 phân tử ATP được tạo ra
ứng với 1 cặp điện tử được chuyển từ NADH đến O2 trong chuỗi hô hấp TB
o Pứ phân cắt , tạo acetyl CoA : có sự tham gia của acylCoA
acetyltransferase (thiolase hay β-cetothiolase ) và 1 phân tử CoA , cắt ra 1
phân tử acetyl CoA . Gốc acyl của acid béo bị ngắn đi 2 carbon . Phân tử
acylCoA mới này lại tiếp tục trải qua 4 phản ứng như trên của quá trình
β-oxy hóa cho đến khi gốc acylCoA chỉ còn 1 phân tử acetyl CoA . Như vậy , ví
dụ 1 phân tử palmitic có 16C được hoạt hóa thành palmitylCoA và trải qua 7 vòng
oxh để giải phóng 8 phân tử acetyl CoA
3. Năng lượng tạo thành khi thoái hóa hoàn toàn 1 phân tử palmitic
- 1 phân tử acid béo có số carbon chẵn 2n bị oxh
hoàn toàn sẽ cho ra n phân tử acetyl CoA , ứng với 12n ATP ; (n-1) phân tử
FADH2 và (n-1) NADH hoặc 5(n-1) ATP
- Quá trình hoạt hóa acid béo cần 2 ATP , như vậy
số ATP thu được là
o [5(n-1) + 12n ]-2 = 17n-7
- Palmitic có n=8
