Giáo trình Hóa Sinh học - Chương 10 Trao đổi Lipid

3H2O 
H2COOCR3
lipase H2COH 
HCOH + 
H2COH 
R1COOH 
 R2COOH 
R3COOH 
 Ở động vật sự thủy phân glycerid xảy ra nhanh chóng nhờ sự tác 
động của muối acid mật làm nhũ tương hóa glycerid nên dễ bị thủy phân. 
10.1.2. Sự oxi hóa acid béo 
 Acid béo bị phân giải bằng nhiều con đường: 
- α oxi hóa. 
- β oxi hóa. 
- ω oxi hóa. 
Trong đó con đường phổ biến và quan trọng nhất là β.oxi hóa. 
10.1.2.1. β.oxi hóa acid béo 
 Sự phân giải acid béo bằng cách cắt dần từng cặp C, tức là tại vị trí 
Cα của chuỗi carbon. Các acid béo có mạch carbon chẵn và các acid béo 
có mạch carbon lẻ có cơ chế β.oxi hóa khác nhau ở giai đoạn cuối. Acid 
béo no và acid béo không no có sự khác nhau ở giai đoạn sau. 
* Đối với acid béo no có mạch C chẵn: 
 Quá trình β.oxi hóa xảy ra qua nhiều phản ứng phức tạp: 
 176 
R.CH2 – CH2 – CH2 – CO ∼ SCoA (Acyl-CoA) 
FAD 
FADH2 
2
R-CH2 – CH = CH – CO ∼ SCoA (Enoyl-CoA) 
H2O 
3 
R-CH2 – CHOH – CH2 – CO ∼ SCoA (β-Hydroxy-acyl-CoA) 
NAD 
NADH2 
4 
R-CH2 – CO – CH2 – CO ∼ SCoA (β-Ceto-acyl-CoA) 
CH3CO ∼ SCoA 
(Acetyl-CoA) 
5 CoASH 
R - CH3- CO ∼ SCoA 
(Acyl-CoA) 
R - CH2 – CH2 – CH2 – COOH ∼ A (Acid béo) 
CoA-SH ATP 
AMP +(P-P) 
1
α β γ 
 177 
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 β.oxi hóa của acid béo là các 
phân tử acetyl-CoA . Nếu phân tử acid béo có 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 β.oxi hóa 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 
hô hấp sẽ tổng hợp được 5 ATP. Đồng thời mỗi phân tử Acetyl-CoA bị 
phân giải thông qua chu trình Krebs sẽ tạo ra được 12ATP. Từ đó người ta 
tính được tổng số ATP được tạo ra do sự phân giải phân tử acid béo no, 
mạch cacbon chẵn có n nguyên tử C là: 
ATP12.
2
11
2
5 ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡+⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ − nn 
* Đối với acid béo no có mạch C lẻ 
 Đối với các acid béo no có mạch C lẻ, quá trình phân giải theo 
phương thức β.oxi hóa xảy ra giống với acid béo no có mạch carbon chẵn 
nói ở trên nhưng sau lần phân cắt cuối cùng không 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 β.oxi hóa 
nữa để tạo ra 1 phân tử CO2 và 1 phân tử Acetyl-CoA. 
 178 
CH2OH – CH2 –CO∼SCoA 
H2O 
CH2OH – CH2 – COOH 
NAD 
NADH2 
CHO – CH2 –COOH 
CoASH 
CO2
CH3 – CH2 – CO ∼SCoA 
FAD 
FADH2 
CH2 = CH – CO∼SCoA 
CoA-SH 
NAD 
NADH2 
CH3CO ∼SCoA 
 Các enzyme xúc tác giống như ở chu trình trước 
* Đối với acid béo không no. 
 179 
 Với acid béo không no, quá trình phân giải xảy ra tùy vị trí nối đôi. 
- Nếu vị trí nối đôi đúng vào vị trí β thì quá trình xảy ra giống như đối với 
acid béo no nhưng không xảy ra phản ứng 2. 
- Nếu vị trí nối đôi ở vị trí khác thì trước khi phân giải, acid béo không no 
bị khử để thành acid béo no tương ứng rồi tiếp tục phân giải theo con 
đường β.oxi hóa. 
FADH2 FAD
Acid béo không no Acid béo no 
10.1.2.2. α.oxi hóa 
 Phương thức α.oxi hóa là sự phân giải acid béo xảy ra tại vị trí Cα, 
mỗi lần phân giải mạch C bị cắt ngắn đi 1 nguyên tử C và tạo ra CO2. 
H2O2 
CO2 
NAD 
NADH2 
R – CH2 – CH2 - COOH 
23 1
R – CH2 – CHO 
3 2
R – CH2 – COOH 
3 2
 180 
10.1.3. Phân giải glycerin 
 Sau khi giải phóng 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 đó pyruvic acid bị phân giải tiếp thông 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 phóng 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 nói trên, phân tử 
glycero phospholipid sẽ bị phân giải thành glycerin, acid béo, H3PO4 và 
choline (hay ethanolamine, serine) 
 CHO 
 CHOH 
 CH2OP 
Aldehyde phospho 
glycerol (ALPG) 
 CH2OH 
 CHOH 
 CH2O P 
 Glycerol-P 
 CH2OH 
 CHOH 
 CH2OH 
 Glycerin 
NAD NADH2ATP ADP 
 181 
O – CH2
O – CH 
 H2 C O 
C 
O 
P 
OH 
D 
CH2 – CH2 N – (CH3)3
R1CO 
R2CO 
A1
A2
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 không no ở giai đoạn đầu giống nhau. Trước hết acid béo no được tổng 
hợp sau đó hình thành acid béo không no bằng cách oxi hóa các acid béo 
tương ứng. 
 Quá trình tổng hợp acid béo từ acetyl-CoA xảy ra ngược với quá 
trình β.oxi hóa. Từ các acetyl-CoA được nối dần lại với nhau thành chuỗi 
trung bình rồi dẫn đến việc tạo thành Stearic acid (có 18C) là loại acid 
béo no chủ yếu của các mô. Từ Stearic acid có thể tiếp tục kéo dài thêm 
chuỗi carbon tạo nên các acid béo có 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 có sự tham gia của một loại protein có vai trò vận chuyển nhóm 
acyl, đó là protein vận chuyển gốc acyl-ACP. 
CH3COCoA 
Acetyl-CoA 
COOH – CH2 – CO SCoA 
Malonyl - CoA 
H2O 
CO2 ATP ADP
COOH – CH2 – CO ~ SACP 
Malonyl - ACP ACPSH CoASH 
COOH – CH2 – CO ~ SCoA 
Malonyl - CoA 
 182 
 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 nhóm SH của ACP sang nhóm SH của 
enzyme đồng thời CO2 được giải phóng. 
CH3CO CH2 – CO ~ SACP + CO2 + ACP - SH 
COOH – CH2 – CO ~ SACP + COOH – CO ~ SACP 
Từ CH3COCH2CO ~ SACP (aceto acetyl-ACP) bị khử thành 
β.hydroxy-butyryl-ACP. 
CH3CHOHCH2CO ~ SACP 
 β.hydroxy butyryl - ACP 
 NADH2 NAD 
CH3CO CH2 CO ~ SACP 
Phản ứng tiếp theo là β.hydroxy butyryl-ACP bị khử nước để tạo 
nên crotonyl-ACP. 
CH3CH = CHCO ~ SACP 
(Crotonyl-ACP) 
CH3CHOHCH2CO ~ SACP 
Crotonyl-ACP bị khử tạo nên butyryl-ACP 
 NADH2 NAD 
CH3CH = CHCO ~ SACP CH3CH2CH2CO ~ SACP 
Butyryl-ACP 
 Từ butyryl-ACP tiếp tục một chu kỳ mới ngưng tụ với malonyl-
ACP để cho ta phântử có 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 đó 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. 
 183 
 Như vậy acid béo có mạch cacbon chẵn với n nguyên tử C thì quá 
trình sẽ diễn ra ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −1
2
n chu kỳ. 
 Nếu acid béo có mạch C lẻ thì trong các lần nối dài mạch C nói 
trên, lần đầu tiên không phải phản ứng xảy ra từ 2 Acetyl CoA mà xảy ra 
từ Acetyl-CoA và propionyl-CoA để tạo ra acyl-CoA có 5 nguyên tử C. 
Từ đó 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 có số nguyên tử cacbon lẻ. 
 Các acid béo không no được tạo ra từ các acid béo no tương ứng 
bằng cách bị oxy hóa bới FAD. 
Acid béo không no 
 FAD FADH2
Acid béo no 
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 
Glycero-P 
 NADH2 NAD 
AlPG Glycerin + H3PO4
Glycero-P 
 NADH2 NAD 
PDA 
 Glycerin + 
H3PO4
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: 
 184 
 Glycerin 
 Glycero-P 
 ATP ADP 
 Phosphatidic acid + 2CoA-SH 
 R2-CO-SCoA 
 R1-CO-SCoA 
Diglyceride 
Photphatidic 
acid 
Triglyceride 
 R3-CO-SCoA 
 H3PO4
10.2.4. Tổng hợp glycero phospholipid 
 Từ photphatidic acid sẽ tạo nên các loại phospho lipid khác nhau 
 185 
Photphatic acid 
Serine 
CDP-diacyl-glyceride 
Phosphatidyl 
serine 
Phosphatidyl -
ethanolamine
Phosphatidyl - choline 
Glycero - P 
Phosphatidyl 
inosid 
Phosphatidyl 
Glycero-P 
Phosphatidyl 
Glycerin 
CTP 
CO2
3CH3
H3PO4
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 có 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. 
 186 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Tài liệu tiếng Việt 
1. Trần Thị Ân (chủ biên). 1979. Hóa sinh đại cương (tập I, II). NxB KH&KT. 
Hà Nội. 
2. Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng. 2000. Hóa sinh học. Nxb Giáo dục. Hà 
Nội. 
3. Nguyễn Bá Lộc. 1997. Hóa sinh. Nxb Giáo dục. Hà Nội 
Tài liệu dịch 
1. Musil J.G., Kurz .K., Novakava .O. 1982 
Sinh hóa học hiện đại theo sơ đồ. Nxb Y học. Hà Nội. 
Tài liệu tiếng nước ngoài 
1. Farkas G. 1984. Növényi anyagcsereélettan. Akadémiai Kiadó Budapest. 
2. Lehninger A. L., 2004. Principle of Biochemistry, 4th Edition. W.H 
Freeman.