L'ossidazione degli acidi grassi insaturi

Quasi tutti gli acidi grassi insaturi di origine biologica contengono solo doppi legami in cis, che nella maggior parte dei casi iniziano tra C(9) e C(10). Un esempio di questi acidi grassi è l'acido linoleico in cui uno dei doppi legami sta in corrispondenza di un atomo di carbonio “dispari” e l'altro di uno “pari”. I doppi legami in corrispondenza di queste posizioni degli acidi grassi pongono due problemi per la via della β-ossidazione che sono risolti attraverso l'azione di altri tre enzimi. La prima difficoltà enzimatica si riscontra dopo il terzo ciclo di β-ossidazione, in quanto il risultante enoil-CoA contenente un doppio legame non è un substrato dell'enoil-CoA idratasi. Per questo, un primo enzima, l'enoil-CoA isomerasi media la conversione del doppio legame cis nella forma più stabile trans esteroconiugata. La difficoltà successiva sorge nel quinto ciclo della β-ossidazione. La presenza di un doppio legame in corrispondenza di un atomo di carbonio “pari” ha come risultato la formazione di 2,4-dienoil-CoA, che non è un buon substrato per la enoil-CoA idratasi. Per questo la 2,4-dienoil-CoA reduttasi riduce il doppio legame. Questa, quindi, nei mammiferi produce trans-3-enoil-CoA che, per procedere lungo la via della β-ossidazione, deve prima essere isomerizzato a trans-2-enoil-CoA ad opera della 3,2-enoil-CoA isomerasi.
L'OSSIDAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI A CATENA DISPARI
La maggior parte degli acidi grassi hanno un numero pari di atomi di carbonio e vengono quindi completamente convertiti in acetil-CoA. Alcune piante e organismi marini, tuttavia, sintetizzano acidi grassi con un numero dispari di atomi di carbonio. Il ciclo finale della β-ossidazione di questi acidi grassi genera propionil-CoA che viene, successivamente, convertito in succinil-CoA per entrare nel ciclo dell'acido citrico. Il propionil-CoA viene prodotto anche per l'ossidazione degli amminoacidi isoleucina, valina e metionina. Comunque, la conversione di propionil-CoA a succinil-CoA coinvolge tre enzimi. La prima reazione è quella della propionil-CoA carbossilasi, un enzima che contiene biotina come gruppo prostetico. La reazione avviene in due tappe:
1.Carbossilazione della biotina in corrispondenza di N(1') da parte dello ione bicarbonato con concomitante idrolisi di ATP ad ADP e Pi, come nella reazione catalizzata dalla piruvato carbossilasi;
2.Trasferimento stero specifico del gruppo carbossilico attivato dalla carbossibiotina al propionil-CoA con formazione di (S)-metilmalonil-CoA.
La metilmalonil-CoA mutasi, che catalizza la terza reazione della conversione del propionil-CoA a succinil-CoA, è specifica per la (R)-metilmalonil-CoA anche se la propionil-CoA carbossilasi sintetizza stereospecificamente (S)-metilmalonil-CoA. Questa diversione è rettificata dalla metilmalonil-CoA racemasi che interconverte le configurazione (R) ed (S) del metilmalonil-CoA. Quest'ultimo enzima, che catalizza un insolito riarrangiamento dello scheletro carbonioso, utilizza una 5'-deossiadenosil cobalammina come gruppo prostetico (chiamato anche coenzima B12). Una volta formatosi il succinil-CoA, la sua degradazione netta inizia con la sua conversione a malato attraverso il ciclo dell'acido citrico. Ad alte concentrazioni il malato viene trasporto da una proteina di trasporto specifica al citosol dove può essere decarbossilato in modo ossidativo a piruvato e CO2 da parte dell'enzima malico. Il piruvato vien quindi completamente ossidato mediante la piruvato deidrogenasi ed il ciclo dell'acido citrico.