| Denna artikel är en del i serien Ämnesomsättningen med följande delar: |
| Metabolism |
| Katabolism |
| Anabolism |
| Katabolism |
| Matspjälkning |
| Glykolys |
| Beta-oxidation |
| Trans-/Deaminering |
| Citronsyracykeln |
| Elektrontransportkedjan |
| Oxidativ fosforylering |
| Ureacykeln |
| Anabolism |
| Glukoneogenes |
| Proteinsyntes |
| Fettsyrasyntes |
| Se även |
| Fotosyntes |
| Cellandning |
| Malat-aspartatskytteln |
Beta-oxidation, även kallad fettsyracykeln, är en nedbrytningsprocess av fettsyror.
Betaoxidationen är en cyklisk reaktion på fem steg. Varje varv slutförs med att två kolatomer har avspjälkats i form av en acetylgrupp länkat till en koenzym A vilket bildar acetyl-koenzym A.
Reaktionscykeln
Betaoxidationen föregås av ett flertal steg innan dess utgångssubstrat, fettsyra-CoA bildas. Först spjälkas triacylglycerider till glycerol och fria fettsyror, detta sker i adipocyter under inverkan av noradrenalin eller glukagon, vilket aktiverar hormonkänsligt lipas, som spjälkar av en eller två fettsyror så att andra lipaser kan frigöra den sista fettsyran.
Fettsyrorna transporteras ut i blodet genom att de binder till albumin, från albuminet transporteras de sedan in i kroppens celler. Väl inne i cellerna måste fettsyrorna sedan transporteras in i mitokondrierna enligt följande steg:
- Fettsyran förestras med CoA till fettsyre-CoA i en ATP-beroende reaktion, varpå den diffunderar in över mitokondriens yttre membran.
- Därefter reagerar fettsyre-CoA:t med karnitin via enzymet karnitinpalmitoyltransferas 1 (CPT1) som flyttar fettsyran från CoA:t till karnitinet. Detta steg hämmas av malonyl-CoA, som bildas i lipogenesen eftersom dessa processer är motriktade och inte bör ske samtidigt.
- Fettsyrekarnitinet överförs till mitokondriens matrix med hjälp av enzymet karnitin-O-palmityltransferas.
- Inne i matrixen agerar karnitinpalmitoyltranseras 2 i motsatt riktning till CPT1 varpå fettsyre-CoA och karnitin återbildas.
Själva betaoxidationen går enligt följande steg:
- FAD tar upp två väteatomer så att en dubbelbindning bildas mellan fettsyrans α- och β-kolatom. FADH2 bildas.
- En vattenmolekyl adderas till α-β-dubbelbindningen. OH-gruppen binds till β-kolatomen.
- NAD+ oxiderar β-kolatomen (därav namnet beta-oxidation). NADH + H+ bildas.
- Acetyl-CoA avspjälkas samtidigt som ett nytt koenzym A kopplas på. Acetyl-CoA och fettsyra-CoA bildas.
Det som är kvar av fettsyran går in i ett nytt varv i cykelns andra steg. Detta upprepas tills fettsyran har brutits ner till acetylgrupper.
Produkter
Varje varv i betaoxidationen ger:
- 1 st. FADH2 → Elektrontransport (eller reaktioner där något ämne ska reduceras med väte)
- 1 st. NADH → samma som ovan
- 1 st. Acetyl-CoA → Citronsyracykeln
- Fettsyra-CoA (N-1) → betaoxidations andra steg (sista varvet ger ingen ny fettsyra-CoA utan en extra acetyl-CoA).
Nettoproduktion av ATP
Med palmitinsyra som substrat ger beta-oxidationen upphov till följande mängd ATP (förutsatt att varje NADH ger 2,5 ATP, och varje FADH2 ger 1,5 ATP i elektrontransportkedjan samt att varje varv i citronsyracykeln ger 10 ATP per acetyl CoA):
- 7 FADH2 x 1.5 ATP = 10.5 ATP
- 7 NADH x 2.5 ATP = 17.5 ATP
- 8 acetyl CoA x 10 ATP = 80 ATP
- Aktiverings-ATP = -2 ATP
Totalt 10,5 + 17,5 + 80 - 2 ATP per Palmitoylfettsyra → 106 ATP.