Chuyển hóa axit béo

Chuyển hóa axit béo bao gồm sự thoái hóa axit béo để giải phóng năng lượng và sự tổng hợp chúng từ các đơn vị acetyl, đây là hai con đường đối lập với hóa học và vị trí riêng biệt.

Definition

Chuyển hóa axit béo là tập hợp các con đường dị hóa axit béo bằng beta-oxy hóa thành acetyl-CoA và tổng hợp axit béo từ acetyl-CoA thông qua malonyl-CoA, sử dụng các enzyme, chất vận chuyển và ngăn tế bào riêng biệt.

Scope

Chủ đề này bao gồm sự hoạt hóa của axit béo, quá trình beta-oxy hóa làm ngắn chuỗi hai carbon mỗi chu kỳ để tạo ra acetyl-CoA và các yếu tố đồng yếu tố khử, năng lượng của quá trình oxy hóa axit béo, và quá trình tổng hợp axit béo bởi hệ thống fatty acid synthase, làm nổi bật lý do tại sao quá trình thoái hóa và tổng hợp được giữ riêng biệt.

Core questions

• Beta-oxy hóa làm thoái hóa chuỗi axit béo như thế nào?
• Tại sao quá trình oxy hóa axit béo lại giàu năng lượng hơn so với quá trình oxy hóa carbohydrate?
• Quá trình tổng hợp axit béo khác với quá trình oxy hóa như thế nào?
• Tại sao quá trình tổng hợp và oxy hóa lại được tách biệt về mặt ngăn tế bào và hóa học?

Key theories

Vòng xoắn Beta-oxy hóa

Axit béo bị thoái hóa bởi một chuỗi bốn bước lặp lại—oxy hóa, hydrat hóa, oxy hóa, cắt thiolytic—loại bỏ hai carbon dưới dạng acetyl-CoA mỗi chu kỳ đồng thời tạo ra các chất mang điện tử khử.

Mechanisms

Một axit béo đầu tiên được hoạt hóa thành fatty acyl-CoA và được vận chuyển vào ty thể. Mỗi chu kỳ beta-oxy hóa oxy hóa carbon beta, loại bỏ một acetyl-CoA và tạo ra FADH2 và NADH, cho đến khi chuỗi được tiêu thụ hoàn toàn; acetyl-CoA đi vào chu trình axit citric. Quá trình tổng hợp diễn ra trong bào tương trên fatty acid synthase, xây dựng các chuỗi từ acetyl-CoA và malonyl-CoA với NADPH làm chất khử—một quá trình hóa học khử phản ánh nhưng khác biệt so với con đường thoái hóa oxy hóa.

Clinical relevance

Chuyển hóa axit béo là một ví dụ trung tâm về logic phản ứng trao đổi chất và năng suất năng lượng trong hóa sinh và kỹ thuật trao đổi chất. Cách trình bày mang tính mô tả và không mang tính kê đơn.

History

Các thí nghiệm đánh dấu của Knoop vào đầu thế kỷ XX đã đề xuất quá trình oxy hóa tại carbon beta; Lynen và những người khác sau đó đã xác định coenzyme A và các enzyme của con đường, và hệ thống fatty acid synthase riêng biệt đã được mô tả trong các thập kỷ tiếp theo.

Key figures

• Franz Knoop
• Feodor Lynen
• Salih Wakil

Seminal works

• nelson2021
• lynen1964

Frequently asked questions

Tại sao chất béo dự trữ nhiều năng lượng hơn carbohydrate trên mỗi gam?

Axit béo bị khử mạnh và gần như không chứa nước, do đó quá trình oxy hóa của chúng giải phóng nhiều năng lượng hơn trên mỗi gam so với carbohydrate bị oxy hóa và hydrat hóa nhiều hơn.

Quá trình tổng hợp và phân giải axit béo có đơn giản là đảo ngược của nhau không?

Không; mặc dù có liên quan về mặt hóa học, chúng sử dụng các enzyme, chất vận chuyển, yếu tố đồng yếu tố và ngăn tế bào khác nhau, điều này cho phép tế bào điều hòa hai quá trình một cách độc lập.