La prima tappa di ossidazione degli acidi grassi è la β-ossidazione, un processo multi step che porta alla rottura dell’acido grasso in molecole bicarboniose di Acetil-CoA.

Le quattro reazioni conivolte sono molto simili alle ultime reazioni del ciclo di Krebs: il succinato viene ossidato a fumarato introducendo un doppio legame, successivamente il fumarato viene idratato per ottenere il malato ed infine il malato viene ossidato ad ossalacetato (un cheto acido); nella β-ossidazione la tipologia di reazioni è la stessa, si aggiunge una reazione finale dove viene rimosso il frammento di acetil-CoA dall’acido grasso grazie ad una tiolasi. Tutte le reazioni coinvolgono il 2 e il 3 atomo di carbonio della catena, rispettivamente il carbonio α e β.

I reazione: deidrogenazione

Nella prima reazione l’enzima acil-CoA deidrogenasi forma un doppio legame tra il carbonio α e il carbonio β formando un trans-Δ2-enoil-CoA, e trasferisce gli elettroni al FAD che immediatamente li donerà ad un trasportatore di elettroni della catena respiratoria. Questo enzima è infatti legato alla membrana mitocondriale interna.

II reazione: idratazione

Nella seconda reazione viene aggiunta una molecola di acqua al doppio legame formando il β-idrossiacil-CoA, l’enzima che catalizza questo processo è l’enoil-CoA idratasi.

III reazione: ossidazione

Nella terza reazione si ha l’ossidazione del gruppo idrossilico a gruppo carbonilico per mezzo della β-idrossiacil-CoA-deidrogenasi e come accettore di elettroni il NAD⁺, il prodotto è il β-chetoacil-CoA.

IV reazione: tiolisi

Nella quarta reazione il chetoacil-CoA reagisce con una molecola di coenzima A staccando un frammento a due atomi di carbonio, l’acetil-CoA, il prodotto è la catena di acido grasso ridotta di due unità carboniose sempre esterificata con il coenzima A. L’enzima che interviene in questa rezione è l’acil-CoA acetiltransferasi.

Destini dei prodotti

Le molecole di Acetil-CoA prodotte potranno essere ulteriormente ossidate nel ciclo di Krebs producendo CO₂, H₂O e trasportatori di elettroni nella forma ridotta che, insieme a quelli prodotti nella β-ossidazione, trasferiranno gli elettroni alla catena respiratorio per la fosforilazione ossidativa.

Rendimento energetico

Ogni ciclo di β-ossidazione porta alla formazione di:

1 molecola	FADH2	1,5 ATP
1 molecola	NADH	2,5 ATP
1 molecola	Acetil-CoA	10 ATP
	Totale	14 ATP

Per calcolare il rendimento energetico della completa ossidazione di un acido grasso bisogna considerare l’energia consumata per la sua attivazione e il trasporto all’interno del mitocondrio oltre a tutte le molecole di Acetil-CoA, FADH₂ e NADH prodotti.

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Casi particolari

Test

Test 1: Domande sull’ossidazione degli acidi grassi
Test 2: Resa energetica ossidazione completa di un acido grasso
Test 3: Determinazione volume di acqua prodotta

Fonti

biology dictionary – link
bio.libretexts.org – link
Nelson, D. L., & Cox, M. M. Lehninger: Principles of Biochemistry.

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