Pregunta 44 · Bioquímica URV 2017

Què és i per a què serveix la $\beta$-oxidació dels àcids grassos? Resumeix els seus elements essencials, el transport requerit i la seqüència de reaccions que formen cada cicle.

Solución: La $\beta$-oxidació és la via catabòlica mitocondrial responsable de la degradació seqüencial dels àcids grassos prèviament activats, amb la finalitat de generar acetil-CoA i coenzims reduïts d'alt poder energètic. Els elements fonamentals de la via són: a. Activació i transport (llançadora de carnitina): Els àcids grassos s'activen al citosol a acil-CoA per l'acil-CoA sintetasa amb consum de 2 enllaços rics en energia ($\mathrm{ATP \rightarrow AMP + 2\ P_i}$). Com que la membrana mitocondrial interna és impermeable a l'acil-CoA, s'utilitza la llançadora de la carnitina (carnitina palmitoïl transferasa I i II, i la translocasa carnitina-acilcarnitina) per introduir els grups acil a la matriu mitocondrial. b. Cicle recurrent de quatre reaccions enzimàtiques: A cada cicle, l'acil-CoA s'escurça en dos carbonis mitjançant quatre etapes consecutives sobre el carboni $\beta$: 1. *Primera oxidació:* L'acil-CoA deshidrogenasa introdueix un doble enllaç *trans* entre els carbonis $\alpha$ i $\beta$ ($C_2 = C_3$), reduint una molècula de $\mathrm{FAD}$ a $\mathrm{FADH_2}$ i formant *trans*-$\Delta^2$-enoïl-CoA. 2. *Hidratació:* L'enoïl-CoA hidratasa afegeix una molècula d'aigua al doble enllaç, donant $\mathrm{L}$-$\beta$-hidroxiacil-CoA. 3. *Segona oxidació:* La $\beta$-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa oxida el grup hidroxil a carbonil en el carboni $\beta$, reduint un $\mathrm{NAD^+}$ a $\mathrm{NADH + H^+}$ i generant $\beta$-cetoacil-CoA. 4. *Tiòlisi:* La tiolasa ($\beta$-cetotiolasa) escindeix la cadena mitjançant l'atac nucleofílic d'un coenzim A lliure (CoA-SH), alliberant una molècula d'acetil-CoA i un acil-CoA escurçat en dos carbonis que pot iniciar una nova ronda. c. Funció i destinació dels productes: L'acetil-CoA generat entra al cicle de Krebs o s'empra per a la síntesi de cossos cetònics (al fetge), mentre que el $\mathrm{NADH}$ i el $\mathrm{FADH_2}$ cedeixen directament els seus electrons a la cadena respiratòria, produint una gran quantitat d'ATP per fosforilació oxidativa.