Beta-oxidace je důležitý proces, který se týká tuků (triacylglycerolů), přesněji řečeno mastných kyselin. Mastné kyseliny jsou organické sloučeniny s molekulami různé délky, které při vazbě na glycerol tvoří strukturu triacylglycerolů. Mastné kyseliny jsou ideální na skladování energie, která z nich po jejich zpracování může být uvolněna. A právě k tomuto účelu slouží beta-oxidace.
Kyselina palmitová (jedna z nejčastějších mastných kyselin v našem těle) - možné zápisy vzorců
Průběh beta-oxidace mastných kyselin
Beta-oxidace probíhá uvnitř buněk v mitochondriích, do nichž jsou mastné kyseliny transportované speciálním přenašečem. Před vlastním zahájením beta-oxidace se na řetězec mastné kyseliny váže koenzym A (CoA) a vzniká tzv. acyl-CoA*. Vlastní beta-oxidace probíhá přeneseně řečeno "ve spirále". Jde o čtyři reakce, během kterých se na konec řetězce mastné kyseliny naváže další molekula koenzymu A a následně je z mastné kyseliny odštěpen zmíněný konec obsahující 2 uhlíky i s navázaným koenzymem A (jde vlastně o acetylkoenzymu A neboli Acetyl-CoA). Zbytek mastné kyseliny kratší o 2 uhlíky celým procesem prochází znovu a tak se postupně zkracuje.
* Acyl-CoA není to samé jako acetyl-CoA! Acyl-CoA je řetězec mastné kyseliny, na níž se místo její -OH skupiny navázal koenzym A.
Produkty beta-oxidace mastných kyselin
Během každé „otáčky“ beta-oxidace se vytvoří 1 molekula Acetyl-CoA. Kromě toho vzniká z NAD+ jedna molekula NADH a z FAD+ jedna molekula FADH2. Tyto molekuly pak mohou být využity v jiných metabolických pochodech včetně dýchacího řetězce. Proces spotřebovává vodu.
Beta-oxidace pak probíhá tolikrát, dokud není molekula mastné kyseliny zcela rozložena. Při poslední "otočce" se zbytek mastné kyseliny rozdělí na dvě molekuly acetylkoenzymu A. Tak to alespoň platí pro mastné kyseliny se sudým počtem atomů uhlíku, kterých je většina.
Schéma - beta-oxidace nasycené mastné kyseliny se sudým počtem uhlíků. Při jedné otočce vzniká po jedné molekule NADH, FADH2 a acetyl-CoA. Na konci celého procesu vznikají 2 molekuly Acetyl-CoA.
Závěr
Proces beta-oxidace mastných kyselin sám o sobě žádnou energii netvoří, ale vzniklé molekuly acetylkoenzymu A mohou přejít do citrátového cyklu (který je navázán na dýchací řetězec) a vzniklé molekuly NADH a FADH2 se mohou přímo zúčastnit dýchacího řetězce. Výsledný zisk energie je nakonec velmi velký. Z poměrně běžné kyseliny palmitové se 16 atomy uhlíku se tak může získat přes 120 molekul ATP.
Pozn. 1: Některé velmi dlouhé mastné kyseliny nejsou beta-oxidovány v mitochondriích, ale nejprve jsou částečně beta-oxidovány v buněčných organelách známých jako peroxizomy.
Pozn. 2: Poněkud složitější je situace u nenasycených mastných kyselin, jejichž molekuly obsahují 1 nebo více dvojných vazeb mezi atomy uhlíku. Spokojme se s tvrzením, že i zde beta-oxidace probíhá, ale musí se jí navíc účastnit některé další enzymy.
Pozn. 3: Jistě vás napadne, že určitá odlišnost může být u mastných kyselin s lichým počtem uhlíků. Opravdu tomu tak je, ale jde v podstatě o maličkost. Beta-oxidace probíhá naprosto stejně, ale na jejím úplném konci nevzniknou 2 molekuly acetylkoenzymu A, ale pouze 1 molekula acetylkoenzymu A a jedna trojuhlíková molekula propionyl-koenzymu A. Propionyl-koenzym A je pak dále metabolicky zpracováván.
