Betaoksidointiin

Beta-oksidointi on rasvahappojen havaittu hajoaminen energiantuotannossa. Se tuottaa acetyl-CoA:ta sekä NADH- ja FADH2 -molekyylejä, jotka siirtävät elektroneja elektroninsiirtoketjuun ATP:n muodostukseen. Prosessi tapahtuu pääosin mitokondrioiden matriksissa; peroksisomeissa suoritetaan erittäin pitkillä rasvahapoilla alkupäisiä vaiheita, joiden jälkeen lyhentyneet rasvahapot siirtyvät mitochondrioihin jatkojalostettaviksi.

Rasvahapon aktivointi ja kuljetus

Rasvahappo aktivoituu acyl-CoA:ksi solulimassa acyl-CoA syntetaasin katalysoimana, jolloin energiaa kuluu ATP:n muuttuessa AMP:ksi. Pitkäketjuiset rasvahapot kulkevat mitokondrioihin karniitiinis shuttle -mekanismin kautta: ulkokalvoon CPT I muuttaa acyl-CoA:n acyl-carnitineksi, jonka transsokissa kuljetus ulkokehän ja sisäkalvon väliä pitkin tapahtuu ja CPT II palauttaa acyl-CoA:n matriksiin.

Beta-oksidointikierto

Beta-oksidoinnin kiertoa hallitsee neljä reaktiota. Ensimmäisessä, acyl-CoA dehydrogenase -katalysoimana, rasvahappo menettää kaksi hiiliä kerrallaan muodostuen trans-Δ2-enoyl-CoA:ksi ja vapauttaen FADH2:n. Tämän jälkeen enoyl-CoA hydrataasi lisää veden, jolloin muodostuu β-hydroksylaCoA. Sitten β-hydroksüyl-CoA dehydrogenaasi oksidoi sen NAD+:n avulla β-ketoacyl-CoA:ksi. Lopuksi β-ketoacyl-CoA tiolaasi leikkaa vapauttaen acetyl-CoA:n ja lyhentyneen acyl-CoA:n, joka on kaksi hiiliä lyhyempi. Kiertoa toistetaan, kunnes rasvahappo on kokonaan kypsytty acetyl-CoA:ksi.

Energiantuotto ja säänteleminen

Acetyl-CoA sekä NADH ja FADH2 siirtyvät TCA-sykliin ja elektroninsiirtoketjuun, missä syntyy ATP:ta. Regulointi perustuu energia-aineisiin: malonyylikopi (malonyl-CoA) estää CPT I:n toimintaa, joten lipoproteiinien oksidointi vähentyy, kun energiantarve on alhainen tai insuliini on korkea. Autoimmuun thrown: liikakasvot, rasvahappojen varastot ja hormonaalinen säätely vaikuttavat.

Kliininen merkitys

Alla syntyvät hapset, kuten CPT I- tai CPT II -defektit sekä MCAD- tai muut β-oksidointireitin entsyymien puutokset, voivat aiheuttaa hypoketotista hypoglykemiaa, lihasväsymystä ja sydänoireita. Peroksisomaalinen β-oksidointi käsittelee erittäin pitkiä rasvahappoja, ja sen häiriöt vaikuttavat usein VLCFA:n kertymisön ja aivosolun toimintaan.