Acil-CoA

Las grasas se descomponen mediante su conversión a acil-CoA. Esta conversión es una respuesta a las altas demandas de energía, como el ejercicio. ^{[ 1 ]} La degradación oxidativa de los ácidos grasos es un proceso de dos pasos, catalizado por la acil-CoA sintetasa . ^{[ 2 ]} Los ácidos grasos se convierten en su acilfosfato, el precursor del acil-CoA. Esta última conversión está mediada por la acil-CoA sintetasa.

acil-P + HS-CoA → acil-S-CoA + Pi ₊ H ⁺

Se emplean tres tipos de acil-CoA sintasas, dependiendo de la longitud de la cadena del ácido graso. ^{[ 3 ]} Por ejemplo, los sustratos para la acil-CoA sintasa de cadena media son ácidos grasos de 4 a 11 carbonos. ^{[ 4 ]} La enzima acil-CoA tioesterasa toma el acil-CoA para formar un ácido graso libre y coenzima A. ^{[ 4 ]}

El segundo paso de la degradación de ácidos grasos es la beta oxidación. La beta oxidación ocurre en las mitocondrias. ^{[ 5 ]}   Después de su formación en el citosol, el acil-CoA se transporta a las mitocondrias, el lugar de la beta oxidación. El transporte de acil-CoA a las mitocondrias requiere la carnitina palmitoiltransferasa 1 (CPT1), que convierte el acil-CoA en acilcarnitina, la cual se transporta a la matriz mitocondrial. ^{[ 1 ]}   Una vez en la matriz, la acilcarnitina se convierte nuevamente en acil-CoA por acción de la CPT2. ^{[ 5 ]}   La beta oxidación puede comenzar ahora que el acil-CoA se encuentra en las mitocondrias.  

La betaoxidación del acil-CoA se produce en cuatro etapas.

1.      La acil-CoA deshidrogenasa cataliza la deshidrogenación del acil-CoA, creando un doble enlace entre los carbonos alfa y beta. ^{[ 6 ]}  El FAD es el aceptor de hidrógeno, produciendo FADH2. ^{[ 7 ]}

2.      La enoil-CoA hidrasa cataliza la adición de agua a través del doble enlace recién formado para producir un alcohol. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

3.      La 3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa oxida el grupo alcohol a una cetona. ^{[ 5 ]} El NADH se produce a partir de NAD+ . ^{[ 6 ]}

4.      La tiolasa escinde entre el carbono alfa y la cetona para liberar una molécula de acetil-CoA y el acil-CoA, que ahora tiene 2 carbonos menos. ^{[ 6 ]}

Este proceso de cuatro pasos se repite hasta que el acil-CoA haya eliminado todos los carbonos de la cadena, dejando solo acetil-CoA. Durante un ciclo de betaoxidación, el acil-CoA crea una molécula de acetil-CoA, FADH2 y NADH. ^{[ 7 ]}   El acetil-CoA se utiliza en el ciclo del ácido cítrico, mientras que el FADH2 y el NADH se envían a la cadena de transporte de electrones . Todos estos intermediarios terminan proporcionando energía al cuerpo, ya que finalmente se convierten en ATP .

La betaoxidación, al igual que la alfaoxidación, también ocurre en el peroxisoma . ^{[ 1 ]} El peroxisoma se encarga de la betaoxidación de los ácidos grasos que tienen más de 20 carbonos en su cadena porque contiene acil-CoA sintetasas de cadena muy larga . ^{[ 8 ]}   Estas enzimas están mejor equipadas para oxidar acil-CoA con cadenas largas que la mitocondria no puede procesar.