betaoksidasyon

Betaoksidatsioon on peamine rasvhapete katabolism organismis, kus rasvhapped lagunevad järjest kahe süsinikuaatomi kaupa acetyl-CoA-ks. See protsess toimub peamiselt mitochondrite matrisos ning pikkade ja keskmiste keemiliste ahelate puhul on oluline ka peroksisoomne betaoksidatsioon. Betaoksidatsiooni lõppsaadused on acetyl-CoA, mis liigub kui süsinikute allikas TCA-tsüklisse, ning reduktsioonist tekkinud NADH ja FADH2, mis osalevad oksüdatiivses fosforilatsioonis.

Protsessi algus toimub tsütoplasmas rasvhappe aktivatsiooni teel: rasvhapped muudetakse acyl-CoA-ks, kasutades ATP-d. Seejärel transporditakse südamiku kaudu karntiini shuttle’iga mitokondriaalse sisemembraani üle. Pärast siia jõudmist konverteeritakse acyl-CoA tagasi acyl-CoA uuesti ja hakkab toimuma beetaoksüdatsioonitsükkel, mis koosneb neljast sammust: 1) oksüdatsioon acyl-CoA dehüdrogenaasiga, mis tekitab trans-enoyl-CoA ja FADH2; 2) hüdraat, mis lisab vee; 3) oksüdatsioon 3-hüdroksüalkaan-CoA dehüdrogenaasiga, mis tekitab 3-ketoacyl-CoA ja NADH; 4) tiolüüs, kus CoA liidub ja vabastab acetyl-CoA ning lühemat acyl-CoA-d kahe süsiniku võrra. Tsükkel kordub kuni kogu rasvhape on lõppenud.

Peroksisoomne betaoksidatsioon tegeleb väga pikkade rasvhapete lõikamisega enne mitochondriaalsele tasandile saatmist; sellel võivad tekkida H2O2-vormid, mida lagundab peroksisoomne katalaas. Eriti tähtsad on ka odd-chain rasvhapped, mille katabolism annab propionüül-CoA, mis muudetakse lõpuks suktsiini via propionüül-CoA karboksülaas ja metülaomüloonmutaas reaktsioonid.

Regulatsioonis mängib roll Malonüla-CoA, mis inhibeerib CPT1 – pikkade rasvhapete sissevedu mitokondriaalsete valkudena on sõltuv malonüla-CoA tasemest. Hormonaalne kontroll, sealhulgas glükagon ja adrenaliin, suurendab beetaoksüdatsiooni, samas kui insuliin väheneb. Haigused hõlmavad CPTI ja CPTII puudulikkusi, VLCAD ja MCAD defekte, mis põhjustavad energiavarude puudust ja hüpoglükeemiat näljaperioodil.