La beta-oxidación es un proceso metabólico mediante el cual los ácidos grasos se descomponen en acetil-CoA. Hay cuatro reacciones en el proceso, y estas reacciones se repiten hasta que toda la cadena de ácidos grasos se ha convertido en moléculas individuales de acetil-CoA. Luego, cada una de estas moléculas se procesa para obtener energía. Este proceso ocurre en las mitocondrias de la célula.
Las moléculas involucradas en la beta-oxidación incluyen la cadena de ácidos grasos y la coenzima A. La coenzima A reacciona con la cadena de ácidos grasos para producir acil-CoA graso. La cadena de ácidos grasos ahora está activada y lista para ser procesada.
La oxidación beta está regulada por malonil-CoA. Esta es una enzima que evita que la acil-CoA grasa ingrese a las mitocondrias. Al controlar las moléculas que transportan acil-CoA graso a las mitocondrias, se puede iniciar o detener la oxidación beta. Cuando se necesita más energía, la malonil-CoA generalmente permitirá que la acil-CoA grasa sea transportada a las mitocondrias. La molécula a la que se dirige la malonil-CoA se llama carnitina aciltranferasa.
La primera reacción de beta-oxidación utiliza la enzima acil-CoA deshidrogenasa. En realidad, se compone de tres enzimas que están incrustadas en la matriz mitocondrial y cada una tiene una molécula FAD. Las enzimas oxidan la cadena de ácidos grasos activados, mientras que el FAD se reduce. Esto significa que una molécula de hidrógeno se transfiere a FAD para producir FADH2.
Posteriormente, tiene lugar otra reacción que es catalizada por la enzima enoil-CoA hidratasa. En esta reacción, se agrega agua a la cadena de ácidos grasos para producir hidroacil-CoA. Esta es la segunda reacción de beta-oxidación.
La tercera reacción involucra la enzima L-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa. Contiene la coenzima NAD +. En este paso, se produce un derivado de beta-cetoacil-CoA a partir de la oxidación de la hidroacil-CoA. Durante el proceso, el NAD + se convierte en NADH.
En el último paso de este proceso, la tiolasa es la enzima que se utiliza. Corta la beta-cetoacil-CoA en una molécula de acetil-CoA y una cadena de ácidos grasos que se reduce en dos carbonos. La molécula de acetil-CoA es el producto final de la beta oxidación, y la cadena de ácidos grasos restante vuelve a sufrir las mismas cuatro reacciones. El proceso se repetirá hasta que los dos productos finales sean dos moléculas de acetil-CoA.
Para los ácidos grasos insaturados, es decir, los ácidos grasos con un enlace doble simple, la oxidación beta ocurre normalmente hasta que las enzimas alcanzan el enlace doble. La enoil-CoA isomerasa luego convierte el doble enlace de cis a trans, y continúa la oxidación beta. Cis y trans describen la orientación del doble enlace.