Bài giảng Hóa sinh – Chương 6: Chuyển hóa lipid

Chương 6

CHUYỂN HÓA LIPID

1

Nội dung

Tiêu hóa và hấp thu lipid trong thức ăn

Thoái hóa lipid

Sinh tổng hợp lipid

Chuyển hóa cholesterol

Chuyển hóa lipoprotein

2

1. TIÊU HÓA VÀ HẤP THU LIPID TRONG THỨC ĂN

3

Năng lượng

Cấu tạo

i

Bảo vệ

i

d p L

Dung môi

Hoạt chất sinh học

4

5

Tiêu hóa Ở hành tá tràng, nhờ  Acid mật, muối mật • Nhũ tương hoá lipid • Họat hoá lipase

 Enzym lipase dịch tuỵ

Kết quả

 TG → Glycerol + 3 acid béo  Cholesterol este → Cholesterol TD + acid béo  Glycero PL → Glycerol + acid béo + H3PO4 + Base nitơ (cholin, ethanolamin, serin, inositol)

6

Tiêu hóa

7

8

9

Hấp thu Ở phần cuối của ruột non

 Acid béo < 10C, glycerol hấp thu qua NMRN →

TMC → Gan

 Acid béo mạch dài, mono, diglycerid … → tái

tổng hợp lipid • AcylCoA + glycerol → TG • Cholesterol TD + acid béo → Cholesterol E • AB + glycerol + H3PO4 + base nitơ → PL

10

Hấp thu

11

12

13

14

15

16

17

18

2. THOÁI HÓA LIPID

19

Thoái hóa lipid Các sản phẩm thủy phân của triglycerid là glycerol và acid béo (FA) sẽ được chuyển hóa tiếp tục ở tế bào

20

Thoái hóa glycerol

21

Thoái hóa glycerol

22

Thoái hóa glycerol

23

Thoái hóa acid béo

Acid béo bão hòa

 Số C chẵn  Số C lẻ

Acid béo chưa bão hòa

24

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Hoạt hóa acid béo và vận chuyển vào ty thể

 Xảy ra trong tế bào chất  Vận chuyển vào trong ty thể

Quá trình b oxy hóa  Xảy ra trong ty thể  Chuỗi C bị cắt đứt ở vị trí giữa nguyên tử Cα và

Cβ nên gọi là sự β-oxi hóa

 Mỗi chu trình β-oxi hóa gồm 4 phản ứng

25

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Hoạt hóa acid béo và vận chuyển vào ty thể

 PPi + H2O → 2P  AMP + ATP → 2ADP  Quá trình hoạt hóa acid béo đã sử dụng 2 ATP

26

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Hoạt hóa acid béo và vận

chuyển vào ty thể  Các Acyl-CoA không vượt qua

được màng ty thể

 Sự vận chuyển phải nhờ vào

hệ thống carnitin

 Carnitin có nhiều trong cơ và

mô động vật

 Carnitin có thể ester hóa với acyl-CoA tạo acylcarnitin nhờ acyl CoA synthetase (thiokinase) (carnitine- palmitoyl transferase I)

27

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Size class

Number of carbons

Site of catabolism

Membrane transport

Short-chain

2-4

Mitochondrion Diffusion

Medium-chain

4-12

Mitochondrion Diffusion

Long-chain

12-20

Mitochondrion Carnitine cycle

Very long-chain >20

Peroxisome

Unknown

28

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Hoạt hóa acid béo và vận chuyển vào ty thể

29

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Quá trình b oxy hóa  (1) Phản ứng oxi

hóa (khử hydrogen) lần 1

30

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Quá trình b oxy hóa  (2) Phản ứng kết

hợp nước

31

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Quá trình b oxy hóa  (3) Phản ứng oxi

hóa (khử hydrogen) lần 2

32

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Quá trình b oxy

hóa  (4) Phản ứng

phân cắt dẫn xuất β-cetonic (sự thio giải)

33

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Quá trình b oxy hóa

34

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Quá trình b oxy hóa

35

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Quá trình b oxy hóa

36

37

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C chẵn

Quá trình b oxy hóa  Tổng kết năng lượng

Reaction Activation of palmitate to palmitoyl-CoA Oxidation of 8 acetyl-CoA Oxidation of 7 FADH2 Oxidation of 7 NADH

ATP Yield -2 8 x 12 = 96 7 x 2 = 14 7 x 3 = 21

129

Net: Palmitate → CO2 + H2O

38

Các con đường thoái hóa tiếp tục của acetyl CoA Oxy hóa ở chu trình

Krebs

Tạo thành các thể

ceton

39

40

Các con đường thoái hóa tiếp tục của acetyl CoA

Tạo thành các thể ceton

 Trong ty thể, khi tốc độ tạo thành acetyl-CoA tại gan vượt quá khả năng bị oxi hóa hay tổng hợp acid béo dẫn đến sự hình thành một nhóm hợp chất gọi là các thể ceton (ceton bodies)

 Các thể ceton gồm: acetoacetate, β-

hydroxybutyrate và acetone • Acetoacetate, β-hydroxybutyrate được tạo thành ở gan, vào máu rồi vận chuyển đến các mô ngoại vi

• Acetone là một thể ceton không bị chuyển hóa và bài

xuất qua sự bay hơi ở phổi

41

Các con đường thoái hóa tiếp tục của acetyl CoA

Tạo thành các thể ceton

42

Các con đường thoái hóa tiếp tục của acetyl CoA

Tạo thành các thể ceton

43

Các con đường thoái hóa tiếp tục của acetyl CoA Tạo thành các thể

ceton

44

45

Các con đường thoái hóa tiếp tục của acetyl CoA

Tạo thành các thể ceton

46

Các con đường thoái hóa tiếp tục của acetyl CoA

Tạo thành các thể ceton

47

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C lẻ

 Ở thực vật và sinh vật biển  Oxi hóa giống mạch chẵn  Sản phẩm cuối cùng là propionyl-CoA

48

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C lẻ

49

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C lẻ

50

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C lẻ

51

Sự oxy hóa acid béo bão hòa có số C lẻ

52

Sự oxy hóa acid béo chưa bão hòa Các acid béo chưa bão hòa được oxy hóa

gần giống như acid bão hòa

Acid chưa bão hòa chứa một hay hai liên kết đôi, ở dạng cis nên cần thêm hai enzyme  Isomerase  Reductase

53

54

Sự oxy hóa acid béo chưa bão hòa

55

Sự oxy hóa acid béo chưa bão hòa

56

Sự oxy hóa acid béo chưa bão hòa

57

Sự oxy hóa acid béo chưa bão hòa

58

Sự oxy hóa acid béo chưa bão hòa

59

Sự oxy hóa acid béo chưa bão hòa

60

3. SINH TỔNG HỢP LIPID

61

Sinh tổng hợp lipid

62

Sinh tổng hợp lipid

Sinh tổng hợp ACID BÉO

 Acid béo bão hòa • ở bào tương • ở ty thể • ở microsome

 Acid béo chưa bão hòa

Sinh tổng hợp TRIGLYCERID Sinh tổng hợp GLYCEROPHOSPHOLIPID

63

64

Sinh tổng hợp acid béo ở bào tương

Các yếu tố tham gia quá trình tổng hợp

 Acetyl-CoA  Malonyl-CoA  Hệ thống phức hợp enzyme tổng hợp acid béo

(ACP – Acyl Carier Protein)

65

Sinh tổng hợp acid béo ở bào tương

Acetyl-CoA

Malonyl-CoA

Acetyl-CoA carboxylase Biotin

66

Sinh tổng hợp acid béo ở bào tương

ACP – Acyl Carier Protein

67

Sinh tổng hợp acid béo ở bào tương Tạo thành acetyl ACP  Acetyl CoA-ACP transferase (MAT)

68

Sinh tổng hợp acid béo ở bào tương Tạo thành malonyl ACP  Malonyl CoA-ACP transferase (MAT)

69

Sinh tổng hợp acid béo ở bào tương

PƯ ngưng tụ  β-Ketoacyl-ACP synthase (KS)

70

Sinh tổng hợp acid béo ở bào tương

PƯ khử thứ nhất  β-Ketoacyl-ACP reductase (KR)

71

Sinh tổng hợp acid béo ở bào tương

Phản ứng khử nước  β-hydroxylacyl-ACP dehydratase (DH)

72

Sinh tổng hợp acid béo ở bào tương

PƯ khử thứ hai  Enoyl-ACP reductase

(ER)

73

74

Sinh tổng hợp acid béo ở bào tương

75

76

77

Sinh tổng hợp acid béo ở bào tương

78

79

Sinh tổng hợp acid béo ở bào tương

80

81

82

83

STH acid béo chưa bão hòa

Có một nối đôi

84

85

86

STH acid béo chưa bão hòa

Có nhiều nối đôi

 Quy luật • ∆9 • Giữa –COOH và ∆9 • Cách nhau 3C  Acid béo thiết yếu

• Acid linoleic • Acid linolenic

87

STH acid béo chưa bão hòa

Có nhiều nối đôi  Tổng hợp acid arachidonic từ acid linoleic

88

89

STH acid béo chưa bão hòa

90

Sinh tổng hợp triglycerid Được tổng hợp ở nhiều tổ chức hoặc tế bào

của gan, thận, mô mỡ, ruột...

Nguyên liệu ban đầu:

 glycerol (glycerol-3-phosphate)  acid béo (acyl-CoA)

91

92

93

94

95

4. CHUYỂN HÓA CHOLESTEROL

96

Chuyển hóa cholesterol

thành phần cấu tạo của

màng tế bào

tiền chất tổng hợp steroid quan trọng trong cơ thể (hormone vỏ thượng thận, hormone sinh dục, acid mật, vitamin D) nguồn gốc

 thức ăn (ngoại sinh)  tổng hợp ở gan và ruột (nội

sinh)

97

Sinh tổng hợp cholesterol Được tổng hợp từ các đơn vị là acetyl-CoA Gồm 3 giai đoạn chủ yếu

 tổng hợp acid mevalonic từ acetyl-CoA  tạo squalen  biến đổi squalen thành cholesterol

98

Sinh tổng hợp cholesterol

99

Sinh tổng hợp cholesterol (1) tổng hợp acid mevalonic từ acetyl-CoA

100

Sinh tổng hợp cholesterol (1) tổng hợp acid mevalonic từ acetyl-CoA

101

Sinh tổng hợp cholesterol (1) tổng hợp acid mevalonic từ acetyl-CoA

102

Sinh tổng hợp cholesterol

(2) tạo squalen

103

Sinh tổng hợp cholesterol

(2) tạo squalen

104

Sinh tổng hợp cholesterol

(2) tạo squalen

105

Sinh tổng hợp cholesterol

(2) tạo squalen

106

Sinh tổng hợp cholesterol

(2) tạo squalen

107

Sinh tổng hợp cholesterol

(2) tạo squalen

108

Sinh tổng hợp cholesterol

(3) biến đổi squalen thành cholesterol

109

Sự thoái hóa cholesterol

Xảy ra ở gan và ruột Tạo thành

 Acid mật (Bile acid)

• Là dẫn xuất của acid cholanic • Mật người có chứa 4 acid mật:

– acid cholic và acid chenodeoxycholic (nguyên phát – tạo

thành ở gan)

– acid deoxycholic và acid lithocholic (thứ phát – tạo thành ở

ruột)

 Muối mật (Bile salt)

• có thể đổ trực tiếp vào hành tá tràng qua ống dẫn mật • dự trữ ở trong túi mật

110

Sự thoái hóa cholesterol

111

112

Sự thoái hóa cholesterol

113

Sự thoái hóa cholesterol

114

5. CHUYỂN HÓA LIPOPROTEIN

115

Lipoprotein

Cấu trúc

 Dạng hình cầu  Gồm • lipid

– Triglycerid – Phospholipid – cholesterol tự do – cholesterol ester

• apoprotein

 Liên kết Van der waals

116

117

Lipoprotein

Phân loại

 Dựa vào tỷ trọng

118

119

120

Lipoprotein

Phân loại

 Dựa vào phương pháp điện di

121

Phân loại

Chylomicron

 Vận chuyển triglycerid, cholesterol của thức ăn từ ruột theo hệ bạch huyết vào hệ đại tuần hoàn

122

123

124

Phân loại

VLDL

 Vận chuyển triglycerid nội sinh từ gan đến các

mô ngoại biên

125

Phân loại

IDL

 VLDL sau khi giải phóng triglycerid, nhận thêm cholesterol ester và mất Apo C chuyển thành IDL

 Chất này nhanh chóng bị chuyển hóa

126

Phân loại

LDL

 Vận chuyển cholesterol đến mô và tương tác

receptor-LDL

127

128

129

Phân loại

HDL

 Vận chuyển cholesterol dư thừa từ các tế bào

ngoại vi về gan

130

131

132

PHẦN SINH VIÊN TỰ HỌC

SINH TỔNG HỢP Glycerophospholipid TỔNG HỢP Cholesterol ester

133

THANK YOU!

L.O.G.O

134