Coenzyme Q10 (CoQ10), còn được gọi là ubiquinone, là một hợp chất tự nhiên có mặt trong mọi tế bào của cơ thể con người. Nó đóng vai trò then chốt trong quá trình sản xuất năng lượng tế bào và hoạt động như một chất chống oxy hóa mạnh mẽ, bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do. CoQ10 tan trong chất béo và tham gia vào chuỗi vận chuyển electron trong ty thể, nơi tạo ra phần lớn năng lượng ATP cho tế bào hoạt động. Ngoài ra, CoQ10 còn hỗ trợ chức năng của nhiều enzyme quan trọng khác trong cơ thể.
Quá Trình Điều Chế và Sản Xuất Coenzyme Q10
Coenzyme Q10 được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1957 bởi Giáo sư Frederick Crane và cộng sự tại Đại học Wisconsin-Madison từ ty thể tim bò. CoQ10 tồn tại rộng rãi trong tự nhiên, có mặt trong hầu hết các sinh vật hiếu khí, từ vi sinh vật đến động vật và thực vật. Cơ thể người có khả năng tự tổng hợp CoQ10 nội sinh, đây là nguồn cung cấp chính. Tuy nhiên, một lượng nhỏ CoQ10 cũng có thể được hấp thụ từ thực phẩm. Các nguồn thực phẩm giàu CoQ10 bao gồm thịt (đặc biệt là tim, gan), cá (cá hồi, cá ngừ), các loại hạt (hạnh nhân, đậu phộng) và một số loại dầu thực vật. Hàm lượng CoQ10 thấp hơn có thể tìm thấy trong sữa và các sản phẩm từ sữa, rau xanh, trái cây và ngũ cốc.
Về mặt cấu trúc hóa học, CoQ10 bao gồm một vòng benzoquinone và một chuỗi isoprenoid. Vòng benzoquinone có nguồn gốc từ tyrosine, một axit amin, trong khi chuỗi isoprenoid được tổng hợp từ acetyl-CoA thông qua con đường mevalonate, cũng là con đường tổng hợp cholesterol. Sự kết hợp của vòng benzoquinone và chuỗi isoprenoid tạo thành phân tử CoQ10 hoàn chỉnh. Nghiên cứu về quá trình sinh tổng hợp CoQ10 thường sử dụng các sinh vật đơn giản như nấm men và vi khuẩn để làm mô hình.
Cơ Chế Hoạt Động Của Coenzyme Q10
Coenzyme Q10 hoạt động chủ yếu trong ty thể, trung tâm năng lượng của tế bào. Tại đây, CoQ10 đóng vai trò là chất vận chuyển electron giữa các phức hợp enzyme trong chuỗi hô hấp tế bào. Cụ thể, CoQ10 nhận electron từ phức hợp I và phức hợp II, sau đó chuyển electron đến phức hợp III. Quá trình vận chuyển electron này tạo ra một gradient proton, động lực để tổng hợp ATP, nguồn năng lượng chính cho các hoạt động sống của tế bào. Hàm lượng CoQ10 trong màng trong ty thể cao gấp khoảng 10 lần so với các chất mang hô hấp khác, cho thấy vai trò trung tâm của nó trong quá trình sản xuất năng lượng.
Ngoài vai trò trong chuỗi hô hấp, CoQ10 còn tham gia vào nhiều quá trình trao đổi chất khác. Nó là đồng yếu tố cho enzyme dihydroorotate dehydrogenase, enzyme quan trọng trong quá trình tổng hợp pyrimidine de novo, cần thiết cho việc tạo ra DNA và RNA. CoQ10 cũng tương tác với nhiều dehydrogenase flavoprotein khác nhau trên màng trong ty thể, tham gia vào quá trình oxy hóa axit béo và axit amin.
