moléculaire
de la même manière que les sections précédentes, le processus et les étapes enzymatiques de la spirale de bêta-oxydation seront principalement discutés avec les voies d’oxydation alternatives mentionnées plus loin, car elles concernent et produisent des produits métaboliques destinés à la bêta-oxydation mitochondriale. La Variation de la structure moléculaire des acides gras et les enzymes supplémentaires nécessaires seront également discutées.,
La bêta-oxydation mitochondriale des acides gras nécessite quatre étapes, qui se produisent toutes dans la matrice mitochondriale, pour produire trois molécules de stockage d’énergie par cycle d’oxydation, dont un NADH, un FAD(H2) et une molécule d’acétyl CoA.
l’Étape 1. La première enzyme requise est appelée acyl CoA déshydrogénase, et comme d’autres enzymes impliquées dans la manipulation des acides gras, elle est spécifique à la longueur de la chaîne. Les membres de cette famille d’enzymes comprennent les acyl CoA déshydrogénases à chaîne longue, à chaîne moyenne et à chaîne courte (LCAD), (MCAD) et (SCAD), respectivement., Ces enzymes catalysent la formation d’une double liaison trans entre les carbones alpha et bêta sur les molécules d’acyl CoA en éliminant deux électrons pour produire une molécule de FAD(H2), ce qui explique finalement 1,5 molécules D’ATP produites dans la chaîne de transport d’électrons (ETC).
l’Étape 2. Ensuite, l’enzyme, l’énoyl CoA hydratase, effectue une étape d’hydratation de la double liaison entre les carbones alpha et bêta; il en résulte l’addition d’un groupe hydroxyle (OH-) au carbone bêta et d’un proton (H+) au carbone alpha. Il n’y a pas de production d’énergie associée à cette étape.
l’Étape 3., Après hydratation, l’étape suivante est réalisée par la bêta-hydroxyl acyl CoA déshydrogénase; comme son nom l’indique, les électrons et deux protons sont retirés du groupe hydroxyle et du carbone bêta attaché, pour oxyder le carbone bêta et produire une molécule de NADH. Chaque molécule de NADH entraînera la production de 2,5 molécules D’ATP à partir de L’ETC.
l’Étape 4. La dernière étape de l’oxydation bêta implique le clivage de la liaison entre le carbone alpha et bêta par CoASH. Cette étape est catalysée par la bêta-céto thiolase et est une réaction thiolytique., La réaction produit une molécule d’acétyl CoA et un acyl CoA gras qui est deux carbones plus court. Le processus peut se répéter jusqu’à ce que l’acide gras à chaîne uniforme soit complètement converti en acétyl CoA.
Les étapes 1 à 4 se réfèrent à la bêta-oxydation d’un acide gras saturé avec un squelette carboné Pair. Les acides gras insaturés, tels que l’oléate (18:1) et le linoléate (18:2), contiennent des doubles liaisons cis qui doivent être isomérisées en configuration trans (énoyl CoA isomérase) ou réduites au détriment d’une molécule de NADPH (2,4-diénoyl CoA réductase).,
Les acides gras à chaîne impaire subissent une bêta-oxydation de la même manière que les acides gras à chaîne Pair; cependant, une fois qu’il reste une chaîne à cinq carbones, la spirale finale de bêta-oxydation donnera une molécule d’acétyl CoA et une molécule de propionyl CoA. Cette molécule à trois carbones peut être convertie enzymatiquement en succinyl CoA, formant un pont entre le cycle du TCA et l’oxydation des acides gras.,
la bêta-oxydation VLCFA dans les peroxysomes se produit par un processus similaire à la bêta-oxydation mitochondriale; cependant, certaines différences clés existent, y compris le fait que différents gènes codent les enzymes d’oxydation des acides gras dans les peroxysomes, ce qui est significatif est certaines erreurs innées du métabolisme. L’enzyme responsable de la production d’une double liaison entre le carbone alpha et bêta dans la première étape de la voie peroxisomique est une oxydase et donne des électrons à l’oxygène moléculaire pour produire du peroxyde d’hydrogène, plutôt que de stocker des électrons dans FAD(H2) comme réduisant le potentiel de L’ETC., Les trois étapes restantes sont similaires aux étapes mitochondriales. Une autre différence notable concerne la mesure dans laquelle la bêta-oxydation se produit; elle peut se produire jusqu’à l’achèvement, se terminant par la production de molécules d’acétyl CoA qui peuvent entrer dans le cytosol OU être transportées vers les mitochondries liées à la carnitine. La Carnitine peut également transférer des acides gras à chaîne courte à moyenne à la matrice mitochondriale pour l’achèvement de l’oxydation.
Les acides gras à chaîne ramifiée nécessitent également une modification enzymatique supplémentaire pour entrer dans la voie d’alpha-oxydation dans les peroxysomes., L’acide phytanique, l’acide 3,7,11,14-tétraméthylhexadécanoïque, nécessite des enzymes peroxisomales supplémentaires pour subir une bêta-oxydation. L’acide phytanique s’active initialement en phytanyl CoA; ensuite, la phytanyl CoA hydroxylase (alpha-hydroxylase), codée par le gène PHYH, introduit un groupe hydroxyle dans le carbone alpha. La liaison Alpha carbone-hydroxyle subit ensuite deux cycles successifs d’oxydation en acide pristanique. L’acide pristanique subit une bêta-oxydation, qui produit de l’acétyl CoA et du propionyl CoA dans des cycles alternatifs., Comme avec la bêta-oxydation peroxisomale des VLCFAs, ce processus se termine généralement lorsque la longueur de la chaîne de carbone atteint 6-8 carbones, à quel point la molécule est acheminée vers les mitochondries par la carnitine pour une oxydation complète en dioxyde de carbone et en eau.
Oméga-oxydation des acides gras dans le réticulum endoplasmique fonctionne principalement pour hydroxyler et oxyder les acides gras en acides dicarboxyliques pour augmenter la solubilité dans l’eau pour l’excrétion dans l’urine. Cette conversion enzymatique repose sur la superfamille du cytochrome P450 pour catalyser cette réaction entre les composés xénobiotiques et l’oxygène moléculaire., Les carences dans certaines enzymes de l’oxydation des acides gras peuvent entraîner une accumulation, et ainsi, la régulation ascendante de l’oxydation des oméga, l’augmentation du sérum et / ou des acides dicarboxyliques à chaîne moyenne de l’urine peuvent être un diagnostic de certaines carences et seront discutées dans la section « signification clinique”.
