I. OXY-HÓA ACID BĨO.
2.Oxy-hóa acid bĩo no có số nguyín tử carbon lẻ.
Phần lớn acid bĩo chứa trong câc mô của cơ thể người, động vật vă thực vật có số chẳn nguyín tử carbon vă mạch carbon không phđn nhânh. Tuy nhiín, trong một số vi sinh vật vă trong sâp thường gặp câc acid bĩo có cấu trúc phđn nhânh, chủ yếu bởi câc nhóm CH3 (hình 6.1). Nếu mức độ phđn nhânh không nhiều vă tất cả câc điểm phđn nhânh đều nằm tại vị trí chẳn (tính từ đầu carboxyl) thì quâ trình β-oxy-hóa xảy ra bình thường. Khi mạch acid bĩo bị phđn hủy,bín cạnh acetyl-CoA còn
nằm tại câc vị trí lẻ thì quâ trình β-oxy-hóa bị phong tỏa sau khi thực hiện phản ứng acyl- CoA dehydrogenase. Trong trường hợp năy nếu nhóm methyl của mạch nhânh nằm sât đầu tận cùng đối diện thì sẽ dẫn đến sự hình thănh -CoA. Sự chuyển hóa tiếp tục của isovaleryl- CoA hiện nhờ trật tự được thực hiện nhờ trật tự câc phản ứng sau: CH3-CH-CH2-CO-S-CoA –––––––→ CH3-C=CH-CO-S-CoA ––––––→ CH3 CH3 -CH2-CH2-CH-CO-S-CoA CH3 β-oxy-hóa dẫn tới sự hình thănh propionyl-CoA 4 3 2 1 -CH2-CH-CH2-CO-S-CoA CH3
β-oxy-hóa bị phong tỏa
4 3 2 1
CH3-CH-CH2-CO-S-CoA CH3
β-oxy-hóa bị phong toảvă phần còn lại lă isovaleryl CoA
Hình 6.1. Câc kiểu phđn nhânh của acid bĩo vă quan hệ giữa chúng với hệ
enzyme β-oxy-hóa
FAD FAD.H2
Biotin-COO- Biotin H2O –––––––––––––––––––––– CH3-C=CH-CO-S-CoA –––––––––→ CH2-COO-
OH Acetyl-CoA + Acid acetoacetic ––→ CH3-C-CH2-CO-S-CoA NADP.H
CH2-COO- Acid mevalonic
Acid mevalonic lă sản phẩm trung gian của nhiều quâ trình sinh tổng hợp, trong đó có quâ trình sinh tổng hợp câc hợp chất steroid. Sự chuyển hóa tiếp tục của acid cetoacetic sẽ được xem xĩt sau.
Propionyl-CoA hình thănh trong quâ trình β-oxy-hóa không những câc acid bĩo có mạch carbon phđn nhânh trong trường hợp mô tả trín đđy mă nói chung câc acid bĩo có số lẻ nguyín tử carbon. Ngoăi ra, gốc propionyl 3 carbon cũng xuất hiện khi phđn hủy câc isoprenoid, câc aminoacid isoleucine, threonine vă methionine. Hơn nữa, con người còn cần sử dụng một lượng nhỏ acid propionic vốn có mặt trong một số thực phẩm.
Hình 6.2. Câc con đường dị hóapropionate vă propionyl-CoA.
Propionate cũng được cho văo bânh mỳ để ngăn cản sự phât triển của nấm mốc. Đặc biệt đối với động vật nhai lại propionate lă một nguồn năng lượng quan trọng do nó được vi khuẩn phđn giải cellulose trong dạ dăy tạo ra cùng với acetate vă butyrate.
Quâ trình dị hóa propionyl-CoA vă acid propionic có thể xảy ra theo câc con đường mô tả trong hình 6.2.
1/ Nhờ câc phản ứng β-oxy-hóa của con đường (a) dẫn đến sự hình thănh dẫn xuất CoA của semialdehyde malonic để tiếp tục bị oxy hóa thănh malonyl-CoA vă cuối cùng bị decarboxyl-hóa thănh acetyl-CoA.
2/ Ở thực vật vă nhiều vi sinh vật β-Oxypropionyl-CoA vốn hình thănh trong câc phản ứng β-oxy-hóa không chuyển hóa thănh dẫn xuất CoA của semialdehyde malonic mă theo con đường (b) bị thủy phđn thănh β-oxypropionate để sau đó bị oxy-hóa thănh semialdehyde malonic rồi từ đó theo đoạn cuối cùng của con đường (a) chuyển hóa thănh acetyl-CoA.
3/ Mặc dù β-oxy-hóa lă một con đường đơn giản, ở động vật bậc cao còn tồn tại một con đường (c) phức tạp hơn với sự tham gia của vitamine B12. Nó được bắt đầu bằng phản ứng carboxyl-hóa propionate phụ thuộc biotin vă ATP. (S)-methylmalonyl-CoA hình thănh trong phản ứng năy sau đó chuyển thănh dạng đồng phđn (R)-methylmalonyl-CoA. Chất năy tiếp tục chuyển hóa thănh succinyl-CoA với sự tham gia của vitamine B12 .Tâch CoA- SH ra khỏi succinyl-CoA sẽ giải phóng succinate tự do, đồng thời tạo ra một phđn tử ATP để bù lại phđn tử ATP đê sử dụng. Succinate bằng con đường β-oxy-hóa biến thănh oxaloacetate rồi bị decarboxyl-hóa thănh pyruvate. Cuối cùng bằng phản ứng decarboxyl- hóa pyruvate sẽ chuyển hóa thănh acetyl-CoA.