Moleculară
Într-un mod similar cu secțiunile anterioare, procesul și etape enzimatice de beta-oxidare în spirală în primul rând, va suferi discuție cu alternative de oxidare căi menționate mai târziu, deoarece acestea se referă și produce produse metabolice destinate mitocondriale beta-oxidare. Variația structurii moleculare a acizilor grași și a enzimelor suplimentare necesare vor fi, de asemenea, discutate.,beta-oxidarea mitocondrială a acizilor grași necesită patru etape, toate acestea apar în matricea mitocondrială, pentru a produce trei molecule de stocare a energiei pe rundă de oxidare, inclusiv o NADH, o FAD(H2) și o moleculă de acetil CoA.
Pasul 1. Prima enzimă necesară se numește acil CoA dehidrogenază și, ca și alte enzime implicate în manipularea acizilor grași, este specifică lungimii lanțului. Membrii acestei familii de enzime includ acil CoA dehidrogenaze cu lanț lung, cu lanț mediu și cu lanț scurt (LCAD), (MCAD) și, respectiv, (SCAD)., Aceste enzime catalizează formarea unei legături duble trans între carbonii alfa și beta pe moleculele de acil CoA prin îndepărtarea a doi electroni pentru a produce o moleculă de FAD(H2), care în cele din urmă reprezintă 1,5 molecule ATP produse în lanțul de transport al electronilor (ETC).
Pasul 2. În continuare, enzima, enoil CoA hidratază, efectuează o etapă de hidratare a dublei legături dintre carbonii alfa și beta; aceasta are ca rezultat adăugarea unei grupări hidroxil (OH-) la carbonul beta și a unui proton (H+) la carbonul alfa. Nu există o producție de energie asociată cu acest pas.
Pasul 3., După hidratare, următorul pas este realizat de beta-hidroxil acil CoA dehidrogenază; după cum sugerează și numele, electronii și doi protoni sunt îndepărtați din gruparea hidroxil și carbonul beta atașat, pentru a oxida carbonul beta și a produce o moleculă de NADH. Fiecare moleculă de NADH va avea ca rezultat producerea a 2,5 molecule ATP din etc.
Pasul 4. Etapa finală în oxidarea Beta implică scindarea legăturii dintre carbonul alfa și beta prin CoASH. Această etapă este catalizată de beta-keto tiolază și este o reacție tiolitică., Reacția produce o moleculă de acetil CoA și un acil CoA gras care este cu doi atomi de carbon mai scurt. Procesul se poate repeta până când acidul gras cu lanț uniform s-a transformat complet în acetil CoA.
pașii 1 până la 4 se referă la beta-oxidarea unui acid gras saturat cu un schelet de carbon cu număr egal. Acizii grași nesaturați, cum ar fi oleat (18:1) și linoleat (18:2), conțin legături duble cis care trebuie izomerizate în configurația trans (enoil CoA izomerază) sau reduse în detrimentul unei molecule NADPH (2,4-dienoil CoA reductază).,
acizii grași cu lanț ciudat suferă beta-oxidare în același mod ca și acizii grași cu lanț uniform; cu toate acestea, odată ce rămâne un lanț de cinci carbon, spirala finală a beta-oxidării va produce o moleculă de acetil CoA și o moleculă de propionil CoA. Această moleculă de trei carbon poate fi transformată enzimatic în succinil CoA, formând o punte între ciclul TCA și oxidarea acizilor grași.,
VLCFA beta-oxidare în peroxizomi se produce printr-un proces similar cu mitocondriale beta-oxidare; cu toate acestea, există unele diferențe cheie, inclusiv faptul că diferite gene codifica oxidării acizilor grași enzime în peroxizomi, ceea ce este semnificativ este anumitor erori înnăscute de metabolism. Enzima responsabilă pentru producerea unei legături duble între carbonul alfa și beta în prima etapă a căii peroxisomale este o oxidază și donează electroni oxigenului molecular pentru a produce peroxid de hidrogen, în loc să stocheze electroni în FAD(H2) ca reducând potențialul pentru etc., Restul de trei etape sunt similare cu etapele mitocondriale. O altă diferență notabilă implică măsura în care are loc beta-oxidarea; poate să apară până la finalizare, terminând în producerea moleculelor de acetil CoA decât pot intra în citosol sau pot fi transportate la mitocondriile legate de carnitină. Carnitina poate transfera, de asemenea, acizi grași cu lanț scurt până la mediu în matricea mitocondrială pentru finalizarea oxidării.acizii grași cu catenă ramificată necesită, de asemenea, modificări enzimatice suplimentare pentru a intra pe calea alfa-oxidării în peroxizomi., Acidul fitanic, acidul 3,7,11,14-tetrametilhexadecanoic, necesită enzime peroxizomale suplimentare pentru a suferi beta-oxidare. Phytanic acid inițial activează la phytanyl CoA; apoi, phytanyl CoA reductaza (alfa-hidroxilaza), codificate de către PHYH gene, introduce o grupare hidroxil la alpha carbon. Legătura alfa carbon-hidroxil suferă apoi două runde succesive de oxidare la acidul pristanic. Acidul Pristanic suferă beta-oxidare, care produce acetil CoA și propionil CoA în runde alternative., Ca cu peroxisomal beta-oxidarea VLCFAs, acest proces se termină, în general, atunci când lanțul de carbon atinge o lungime de 6-8 atomi de carbon, moment în care molecula este trimiși în mitocondrii prin carnitina pentru a finaliza oxidare la dioxid de carbon și apă.Omega-oxidarea acizilor grași din reticulul endoplasmatic funcționează în principal pentru hidroxilat și oxidarea acizilor grași la acizii dicarboxilici pentru a crește solubilitatea în apă pentru excreție în urină. Această conversie enzimatică se bazează pe superfamilia citocromului P450 pentru a cataliza această reacție între compușii xenobiotici și oxigenul molecular., Deficiențele în unele enzime de oxidare a acizilor grași pot duce la acumulare și, astfel, reglarea în sus a omega-oxidării, creșterea serului și a acizilor dicarboxilici cu lanț mediu în urină pot fi diagnosticarea anumitor deficiențe și vor fi discutate în secțiunea „semnificație clinică”.
