Các lipogenesis là con đường chuyển hóa chính mà axit béo là chuỗi dài tổng hợp từ carbohydrate tiêu thụ trong dư thừa trong chế độ ăn uống. Các axit béo này có thể được kết hợp thành chất béo trung tính thông qua quá trình ester hóa chúng thành các phân tử glycerol.
Trong điều kiện bình thường, quá trình tạo mỡ xảy ra ở gan và mô mỡ và được coi là một trong những yếu tố chính góp phần duy trì cân bằng nội môi triglycerid trong huyết thanh.
Cấu trúc của tổng hợp axit béo ở người (FASN) (Nguồn: Emw
qua
Wikimedia Commons)
Triglyceride là nguồn dự trữ năng lượng chính của cơ thể và năng lượng chứa trong chúng được chiết xuất nhờ vào một quá trình được gọi là phân giải lipid, trái với quá trình tạo mỡ, bao gồm sự phân tách và giải phóng các phân tử glycerol và axit béo vào máu.
Glycerol được giải phóng đóng vai trò là chất nền cho con đường sinh glucone và các axit béo có thể được vận chuyển đến các ngăn khác được tạo phức với albumin huyết thanh.
Các axit béo này được hấp thụ bởi hầu hết các mô ngoại trừ não và hồng cầu, sau đó chúng được este hóa thành triacylglycerol một lần nữa để bị oxy hóa làm nhiên liệu hoặc dự trữ năng lượng.
Chế độ ăn nhiều chất béo là nguyên nhân chính gây béo phì, vì lượng calo dư thừa phải được tích trữ và các mô mỡ phải giãn nở để chứa cả lipid thừa ăn vào và lipid được tổng hợp nội sinh.
Tính năng và chức năng
Ví dụ, trong cơ thể người, axit béo phát sinh từ quá trình sinh tổng hợp từ acetyl-CoA hoặc là sản phẩm của quá trình thủy phân chất béo và màng phospholipid.
Nhiều loài động vật có vú không thể tổng hợp một số axit béo, là thành phần thiết yếu trong chế độ ăn uống của chúng.
Chức năng chính của tạo lipogenesis liên quan đến việc dự trữ năng lượng dưới dạng chất béo (lipid) xảy ra khi tiêu thụ một lượng lớn carbohydrate hơn mức cơ thể cần, thậm chí vượt quá khả năng dự trữ glycogen của gan.
Lipid được tổng hợp theo con đường này được lưu trữ trong mô mỡ trắng, nơi lưu trữ lipid chính trong cơ thể.
Lipogenesis xảy ra ở tất cả các tế bào của cơ thể, tuy nhiên, các mô mỡ và gan là nơi tổng hợp chính. Con đường này xảy ra trong tế bào chất của tế bào, trong khi quá trình oxy hóa axit béo xảy ra trong các ngăn của ty thể.
Lipogenesis và quá trình tổng hợp triglycerid tiếp theo là sự tổng hợp và bài tiết các hạt lipoprotein mật độ rất thấp được gọi là các hạt VLDL (Very Low Density Lipoprotein), có khả năng đi vào máu.
Cả hạt VLDL và chất béo trung tính đều có thể bị thủy phân trong mao mạch của các mô ngoài gan, chủ yếu ở mô cơ và mô mỡ để giải phóng hoặc dự trữ năng lượng.
Phản ứng
Dòng chảy của các nguyên tử cacbon từ glucose có trong cacbohydrat đến axit béo được điều chỉnh bởi quá trình sinh lipogenesis và bao gồm một loạt các phản ứng enzym được phối hợp hoàn hảo.
1-Con đường đường phân trong bào tương chịu trách nhiệm xử lý glucose đi vào từ máu để tạo ra pyruvate, được chuyển thành acetyl-CoA, có khả năng đi vào chu trình Krebs trong ty thể, nơi sản xuất citrate .
2-Bước đầu tiên của con đường sinh lipogenic bao gồm việc chuyển đổi citrate rời khỏi ty thể thành acetyl-CoA nhờ tác động của một enzyme được gọi là ATP-citrate lyase (ACLY).
3-Acetyl-CoA tạo thành được carboxyl hóa để tạo thành malonyl-CoA, một phản ứng được xúc tác bởi acetyl-CoA carboxylase (ACACA).
4-Phản ứng thứ ba là phản ứng áp đặt bước giới hạn của toàn bộ lộ trình, tức là phản ứng chậm nhất, và bao gồm chuyển đổi malonyl-CoA thành palmitate bởi một enzym tổng hợp axit béo (FAS).
5-Các phản ứng xuôi dòng khác giúp chuyển đổi palmitate thành các axit béo khác phức tạp hơn, tuy nhiên, palmitate là sản phẩm chính của quá trình tạo mỡ de novo.
Tổng hợp axit béo
Quá trình tổng hợp axit béo ở động vật có vú bắt đầu với phức hợp tổng hợp axit béo (FAS), một phức hợp đa chức năng và đa chức năng trong tế bào tổng hợp palmitate (một axit béo 16 cacbon bão hòa). Đối với phản ứng này, nó sử dụng, như đã đề cập, malonyl-CoA làm chất cho carbon và NADPH làm đồng yếu tố.
Các tiểu đơn vị FAS homodimer xúc tác quá trình tổng hợp và kéo dài các axit béo hai nguyên tử carbon tại một thời điểm. Các tiểu đơn vị này có sáu hoạt động enzym khác nhau: acetyl transferase, B-ketoacyl synthase, malonyl transferase, B-ketoacyl reductase, B-hydroxyacyl mất nước và enoyl reductase.
Các thành viên khác nhau của một họ protein kéo dài axit béo chuỗi rất dài (Elovl) chịu trách nhiệm cho sự kéo dài của axit béo do FAS tạo ra. Xuống dòng là các enzym khác chịu trách nhiệm tạo ra các liên kết đôi (khử bão hòa) trong chuỗi axit béo.
Quy định
Nhiều tình trạng sinh lý bệnh liên quan đến sự điều chỉnh khiếm khuyết của con đường sinh chất béo, vì những bất thường trong đó làm gián đoạn cân bằng nội môi lipid trong cơ thể.
Một chế độ ăn giàu carbohydrate sẽ kích hoạt quá trình tạo lipid ở gan, nhưng người ta đã chứng minh rằng nó không chỉ là lượng carbohydrate ăn vào mà còn là loại carbohydrate.
Dữ liệu thực nghiệm cho thấy, ví dụ, các loại đường đơn như fructose có tác dụng mạnh hơn nhiều trong việc kích hoạt quá trình tạo lipid ở gan so với các loại carbohydrate phức tạp khác.
Sự chuyển hóa glucoza của glucoza đại diện cho một nguồn cacbon lớn để tổng hợp các axit béo.
Glucose cũng gây ra sự biểu hiện của các enzym tham gia vào con đường tạo mỡ nhờ các protein liên kết các yếu tố phản ứng với carbohydrate.
Nồng độ glucose trong máu cũng kích thích sự biểu hiện của các enzym này bằng cách kích thích giải phóng insulin và ức chế giải phóng glucagon trong tuyến tụy. Tác dụng này được kiểm soát thông qua protein liên kết yếu tố điều hòa sterol 1 (SREBP-1) trong tế bào gan và tế bào mỡ.
Các con đường điều hòa khác có liên quan nhiều đến hệ thống nội tiết và các hormone khác nhau có liên quan gián tiếp đến sự biểu hiện của nhiều enzym tạo mỡ.
Người giới thiệu
- Ameer, F., Scandiuzzi, L., Hasnain, S., Kalbacher, H., & Zaidi, N. (2014). De novo lipogenesis trong sức khỏe và bệnh tật. Trao đổi chất, 0-7.
- Lodhi, IJ, Wei, X., & Semenkovich, CF (2011). Lipoexpediency: de novo lipogenesis như một chất truyền tín hiệu trao đổi chất. Xu hướng về Nội tiết & Chuyển hóa, 22 (1), 1–8.
- Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Hóa sinh (xuất bản lần thứ 3). San Francisco, California: Pearson.
- Nelson, DL & Cox, MM (2009). Các nguyên tắc của Lehninger về Hóa sinh. Omega Editions (ấn bản thứ 5).
- Samuel, VT (2011). Fructose gây ra quá trình tạo mỡ: từ đường thành chất béo đến kháng insulin. Xu hướng về Nội tiết & Chuyển hóa, 22 (2), 60–65.
- Scherer, T., Hare, JO, Diggs-andrews, K., Schweiger, M., Cheng, B., Lindtner, C.,… Buettner, C. (2011). Não Insulin kiểm soát sự phân giải và tạo mỡ mô mỡ. Chuyển hóa tế bào, 13 (2), 183–194.
- Schutz, Y. (2004). Chế độ ăn kiêng chất béo, tạo mỡ và cân bằng năng lượng. Sinh lý học & Hành vi, 83, 557–564.
- Strable, MS, & Ntambi, JM (2010). Kiểm soát di truyền của de novo lipogenesis: vai trò trong bệnh béo phì do chế độ ăn uống. Đánh giá quan trọng trong Hóa sinh và Sinh học phân tử, 45 (3), 199–214.
- Zaidi, N., Lupien, L., Kuemmerle, NB, Kinlaw, WB, Swinnen, J. V, & Smans, K. (2013). Tạo mỡ và phân giải lipid: Các con đường được tế bào ung thư khai thác để thu nhận axit béo Axit béo. Tiến bộ trong Nghiên cứu Lipid, 52 (4), 585–589.