Beta Oxidation Definition
Beta oxidation é um processo metabólico que envolve várias etapas pelas quais as moléculas de ácidos gordos são quebradas para produzir energia. Mais especificamente, a oxidação beta consiste em decompor ácidos gordos longos que foram convertidos em cadeias de acil-CoA em cadeias de acil-CoA progressivamente menores. Esta reação libera acetil-CoA, FADH2 e NADH, os três dos quais entram em outro processo metabólico chamado ciclo de ácido cítrico ou ciclo de Krebs, no qual ATP é produzido para ser usado como energia., A oxidação Beta continua até que duas moléculas de acetil-CoA sejam produzidas e a cadeia acil-CoA tenha sido completamente quebrada. Nas células eucarióticas, a oxidação beta ocorre na mitocôndria, enquanto nas células procarióticas, ocorre no citosol.
para a oxidação beta ocorrer, os ácidos gordos devem primeiro entrar na célula através da membrana celular, depois ligar-se à coenzima A (CoA), formando acil CoA gorda e, no caso das células eucarióticas, entrar na mitocôndria, onde ocorre a oxidação beta.onde ocorre a oxidação Beta?,
Beta-oxidação ocorre nas mitocôndrias das células eucarióticas e no citosol das células procariontes. No entanto, antes que isso aconteça, os ácidos gordos devem primeiro entrar na célula e, no caso das células eucarióticas, na mitocôndria. Nos casos em que as cadeias de ácidos gordos são demasiado longas para entrar nas mitocôndrias, a oxidação beta também pode ocorrer em peroxissomas.em primeiro lugar, os transportadores de proteínas de ácidos gordos permitem que os ácidos gordos atravessem a membrana celular e entrem no citosol, uma vez que as cadeias de ácidos gordos com carga negativa não podem atravessá-lo de outra forma., Em seguida, a enzima acil-CoA sintase gorda (ou FACS) adiciona um grupo CoA à cadeia de ácidos graxos, convertendo-a em acil-CoA.dependendo do comprimento, a cadeia acil-CoA entrará na mitocôndria de uma de duas maneiras:
- Se a cadeia acil-CoA for curta, ela pode se difundir livremente através da membrana mitocondrial.se a cadeia acil-CoA for longa, tem de ser transportada através da membrana pelo vaivém carnitino., Para este efeito, a enzima carnitina palmitoiltransferase 1 (CPT1)—ligada à membrana mitocondrial exterior—converte a cadeia acil-CoA numa cadeia acilcarnitina, que pode ser transportada através da membrana mitocondrial pela carnitina translocase (CAT). Uma vez dentro da mitocôndria, a CPT2—ligada à membrana mitocondrial interna—converte a acilcarnitina de volta para acil-CoA. Neste ponto, acil-CoA está dentro da mitocôndria e agora pode sofrer oxidação beta.,se a cadeia acil-CoA for demasiado longa para ser processada nas mitocôndrias, será decomposta por beta-oxidação nos peroxissomas. Pesquisas sugerem que cadeias acil-CoA muito longas são quebradas até que tenham 8 carbonos de comprimento, após o que são transportadas e entram no ciclo de oxidação beta na mitocôndria. A oxidação Beta nos peroxissomas produz H2O2 em vez de FADH2 e NADH, produzindo calor como resultado.
Beta Oxidation Steps
Beta oxidation takes place in four steps: desidrogenation, hydration, oxidation and thyolisis., Cada passo é catalisado por uma enzima distinta.
Brevemente, cada ciclo de este processo começa com uma acyl-CoA de cadeia e termina com uma acetil-CoA, um FADH2, um NADH e água, e o acyl-CoA de cadeia torna-se dois carbonos a menos. O rendimento energético total por ciclo é de 17 moléculas de ATP (ver abaixo para mais detalhes sobre a decomposição). Este ciclo é repetido até que duas moléculas de acetil-CoA sejam formadas em oposição a uma acil-CoA e uma acetil-CoA., Os quatro passos da oxidação beta são descritos abaixo e podem ser vistos nas ligações aos números no final de cada explicação.
desidrogenação
na primeira etapa, acil-CoA é oxidada pela enzima acil CoA desidrogenase. Uma ligação dupla é formada entre o segundo e terceiro carbonos (C2 E C3) da cadeia acil-CoA entrando no ciclo de oxidação beta; o produto final desta reação é trans-Δ2-enoil-CoA (trans-delta 2-enoil CoA). Esta etapa usa FAD e produz FADH2, que entrará no ciclo de ácido cítrico e forma ATP para ser usado como energia., (Notice in the following figure that the carbon count starts on the right side: the rightmost carbon below the oxygen atom is C1, then C2 on the left forming a double bond with C3, and so on.)
Hidratação
Na segunda etapa, a dupla ligação entre C2 e C3 de trans-Δ2-enoyl-CoA é hidratado, formando o produto final L-β-hydroxyacyl-CoA, que tem um grupo hidroxila (OH) em C2, no lugar da ligação dupla. Esta reacção é catalisada por outra enzima: enoil CoA hydratase. Este passo requer água.,
a Oxidação
Na terceira etapa, o grupo hidroxila em C2 de L-β-hydroxyacyl-CoA é oxidado pelo NAD+ em uma reação que é catalisada por 3-hydroxyacyl-CoA desidrogenase. Os produtos finais São β-cetoacil CoA e NADH + H. NADH entrará no ciclo do ácido cítrico e produzirá ATP que será utilizado como energia.
Thiolysis
Finalmente, na quarta etapa, β-ketoacyl CoA é clivada por uma thiol grupo (SH) de outra molécula de CoA (CoA-SH)., A enzima que catalisa esta reacção é a β-cetotiolase. A clivagem ocorre entre C2 e C3; portanto, os produtos finais são uma molécula de acetil-CoA com os dois primeiros carbonos originais (C1 E C2), e uma cadeia de acil-CoA dois carbonos menores que a cadeia original acil-CoA que entrou no ciclo de oxidação beta.
Final de Beta-Oxidação
No caso de pares acyl-CoA cadeias beta-oxidação termina após quatro carbono acyl-CoA de cadeia é quebrada em duas acetil-CoA unidades, cada uma contendo dois átomos de carbono., As moléculas de acetil-CoA entram no ciclo do ácido cítrico para produzir ATP.
No caso de número ímpar acyl-CoA cadeias beta-oxidação segue da mesma maneira, exceto para o último passo: em vez de um quatro-carbono acyl-CoA de cadeia, sendo dividida em duas acetil-CoA unidades, uma de cinco carbono acyl-CoA de cadeia é quebrada em três carbono propionyl-CoA e dois de carbono acetil-CoA. Outra reação química então converte propionil-CoA em succinil-CoA (veja a figura abaixo), que entra no ciclo do ácido cítrico para produzir ATP.,
a produção de Energia e os Produtos Finais
Cada um beta-oxidação, o ciclo de rendimentos 1 FADH2, 1 NADH e 1 acetil-CoA, que em termos de energia é o equivalente a 17 de moléculas de ATP:
- 1 FADH2 (x 2 ATP) = 2 ATP
- 1 NADH (x 3 ATP) = 3 ATP
- 1 acetil-CoA (x 12 ATP) = 12 ATP
- Total = 2 + 3 + 12 = 17 ATP
no Entanto, o teórico da ATP, o rendimento é maior do que o real ATP rendimento. Na realidade, o equivalente a cerca de 12 a 16 ATPs é produzido em cada ciclo de oxidação beta.,para além do rendimento energético, a cadeia acil-CoaA gorda torna-se dois carbonos mais curtos em cada ciclo. Além disso, a oxidação beta produz grandes quantidades de água; isso é benéfico para organismos eucarióticos, como camelos, dado o seu acesso limitado à água potável.
Quiz
1. O que faz a oxidação beta?
A. decompõe os hidratos de carbono.
B. decompõe proteínas.
C. decompõe os ácidos gordos.
D. decompõe ácidos gordos e proteínas.
D. decompõe hidratos de carbono e proteínas.resposta à Pergunta #1C está correta., A oxidação Beta decompõe ácidos gordos para produzir energia. Especificamente, as cadeias de acil-CoA gordurosas são divididas em acetil-CoA, FADH2, NADH e água.2. Qual é a ordem dos passos do ciclo de oxidação beta?
A. desidrogenação, hidratação, oxidação e tiolisis.
B. hidratação, desidrogenação, oxidação e tiolisis.
C. desidrogenação, oxidação, tiolisis e hidratação.
D. hidratação, desidrogenação, tiolisis e oxidaçãoresposta à Pergunta #2A está correta. Os passos em ordem são desidrogenação, hidratação, oxidação e tiolisis.,3. Que produtos finais cada ciclo de oxidação beta produz?um acil-CoA, um NADH, água e uma corrente acetil-CoA dois carbonos mais curtos.
B. One two-carbon acil-CoA, one NADH, water and another acil-CoA chain two carbons shorter.
C. One acil-CoA, one FADH2, one NADH, water and one acetyl-CoA chain two carbons shorter.
D. one acetyl-CoA, one FADH2, one NADH, water and one acil-CoA chain two carbons shorter.resposta à Pergunta #3D é correto., O ciclo de Eacy da oxidação beta produz um (dois-carbono) acetil-CoA, um FADH2, um NADH, água e uma cadeia acil-CoA dois carbonos menores. FADH2, NADH e acetil-CoA mais tarde entram no ciclo do ácido cítrico, que produzirá ATP.