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Beta ossidazione

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La beta-ossidazione è una via metabolica a spirale, che consente di degradare gli acidi grassi con produzione di Acetil-CoA. È formata da una serie di quattro reazioni cicliche al termine delle quali viene rilasciata una molecola a due atomi di carbonio sotto forma di acetil-CoA + 1 acil-CoA accorciato di due atomi di carbonio. La via metabolica è ciclica poiché l'acil-CoA accorciato, viene sottoposto ad un nuovo ciclo di β-ossidazione, con un ulteriore accorciamento di 2 atomi di carbonio e produzione di una seconda molecola di acetil-CoA e così via. Per ogni ciclo (ogni ciclo= ogni serie di 4 reazioni) di ossidazione vengono contemporaneamente formate 1FADH2 + 1NADH. La β-ossidazione si arresta quando tutto l'acile è stato trasformato in acetil-CoA.

Calcoliamo la resa in ATP per un acile con 14 atomi di carbonio:

1) avremo 14:2=7 cicli con produzione di 7 molecole di acetil-CoA, 7 molecole di FADH2 e 7 molecole di NADH;

2) le 7 molecole di acetil-CoA vengono trasformate in 14 molecole di CO2 nel ciclo di Krebs ottenendo anche 21 molecole di NADH, 7 molecole di FADH2 e 7 molecole di ATP.

RIASSUMENDO: 14 molecole di CO2, 14 molecole di FADH2, 28 molecole di NADH e 7 molecole di ATP

I coenzimi FADH2 e NADH cedono la loro energia nella cosiddetta "catena respiratoria" dove, per ogni molecola di FADH2 vengono prodotte 2 molecole di ATP mentre, per ogni molecola di NADH vengono prodotte 3 molecole di ATP.

QUINDI: 14x2=28 ATP dal FADH2; 28x3=84 ATP dal NADH; 7 molecole di ATP direttamente dal ciclo di Krebs; totale 119 molecole di ATP.

35 ATP derivano dalla degradazione dei coenzimi della β-ossidazione (NAD e FAD)

84 ATP derivano dalla completa ossidazione di Acetil-CoA ad anidride carbonica(nel ciclo di Krebs)

quindi in totale avremo:

                      35 ATP + 84 ATP = 119 ATP

Vediamo le reazioni più da vicino:

-La prima reazione è catalizzata dall'enzima Acil-CoA deidrogenasi ed usa come coenzima FAD+ che viene ridotto a FADH+H+, il quale a sua volta attraverso la ETFP (Flavoproteina di trasferimento elettroni) trasferisce i suoi 2 elettroni al Coenzima-Q della catena di trasporto degli elettroni (la reazione è catalizzata da ETF-Q ossido-riduttasi). Il Substrato è l'acil-CoA, che viene ossidato a trans delta2 enoil CoA.

-La seconda reazione è catalizzata da Enoil-CoA idrogenasi, mentre il substrato è il prodotto della reazione di prima, al quale viene aggiunta una molecola di acqua in posizione beta formando: beta idrossi acil-CoA.

-La terza reazione è catalizzata da beta idrossi acil-CoA deidrogenasi, che usa il NAD+ come coenzima, riducendolo a NADH+H+. La reazione, utilizzando come substrato il prodotto precedente, forma beta-chetocetil-CoA.

-La quarta reazione utilizza come enzima beta-chetoTiolasi, che lisa, con l'aggiunta di un Coenzima A, il chetoacil-CoA in Acetil-CoA ed Acil-Co, quest'ultimo poi tornerà in ciclo alla prima reazione.


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