Betaoksidaatio

Betaoksidaatio on rasvahappojen katabolinen reaktio, jossa pitkäketjuiset rasvahapot pilkkoutuvat askeleittain kahden hiiliyksikön acetyl-CoA:ksi. Yleisimmin se tapahtuu mitokondrioiden matriksissa, mutta peroksisomissa betaoksidaatio hoitaa erityisesti erittäin pitkien rasvahappojen pilkkomisen ennen siirtämistä mitoihin. Rasvahapot aktivoidaan solussa rasvahappo-CoA:ksi, jonka jälkeen ne siirretään mitokondrioihin karniitinkujetuksen avulla; malonyyli-CoA voi estää CPT1-entsyymin, jolloin rasvahapot eivät pääse mitoihin.

Betaoksidaation keskeiset neljä toistuvaa reaktiota muodostavat sykliä: acyl-CoA dehydrogenase oksidoi rasvahapon sidoksen ja tuottaa FADH2; enoyl-CoA hydratase lisää vettä muodostaen 3-hydroksyylialkoyl-CoA; hydroxyacyl-CoA dehydrogenase oksidoi NAD+:ta muodostaen 3-ketoacyl-CoA; thiolase leikkaa ketonirenkaan, vapauttaen acetyl-CoA:n ja lyhentyneen acyl-CoA:n. Odd-numberaisilla rasvahapoilla muodostuu propionyyli-CoA, joka muutetaan succinaatiksi via propionyyli-CoA carboxylase ja methylmalonyl-CoA mutase (B12-riippuvainen).

Peroksisomaalinen betaoksidaatio aloittaa pitkien rasvahappojen pilkkomisen ja tuottaa H2O2:ta; lopullinen energia kertyy pääosin mitoissa, kun acetyl-CoA siirtyy sinne jatkamaan TCA-sykliä tai ketogeneesiä paaston aikana.

Sääntelyyn vaikuttavat energiatila ja malonyyli-CoA; CPT1:n estäminen rajoittaa rasvahappojen mitokondrioiden pääsyä. Betaoksidaatio on erityisen tärkeää paaston aikana ja rasituksen aikana sekä maksassa että muissa kudoksissa energiantuotannossa. Häiriöt, kuten CPT- tai MCAD-defektit, voivat johtaa hypoketotiseen hypoglykemiaan ja rasvahappojen energiapuutokseen.