L'ossidazione degli acidi grassi insaturi necessita di due enzimi aggiuntivi (isomerasi e reduttasi)

La maggior parte degli acidi grassi presenti nei trigliceridi e nei fosfolipidi degli animali e delle piante sono insaturi,  ovvero presentano uno o più doppi legami in conformazione cis e sono resistenti all'azione dell'enoil-CoA idratasi. Questo vuol dire che il meccanismo di ossidazione degli acidi grassi saturi non va bene per quelli insaturi se non a seguito dell'aggiunta di altri due enzimi, che sono una isomerasi ed una reduttasi.


Acidi grassi monoinsaturi
Per poter meglio spiegare il processo, prendiamo come riferimento l'oleato, un acido grasso a 18 C e che presenta una insaturazione tra gli atomi di carbonio 9 e 10 (Δ9).
L'oleato viene convertito in oleil-CoA, trasportato nei mitocondri attraverso la membrana mitocondriale sotto forma di oleil-carnitina e poi riconvertito in oleil-CoA nella matrice mitocondriale (per il post che vi spiega l'attivazione degli acidi grassi cliccate qui).
L'oleil-CoA subisce tre cicli della sequenza di reazioni della β ossidazione, formando tre molecole di acetil-CoA ed un acido grasso a 12 atomi di carbonio con l'insaturazione tra gli atomi di carbonio 3 e 4, il cis-Δ3-dodecenil-CoA. A questo punto non si può verificare un ulteriore ciclo ossidativo in quanto l'enoil-CoA idratasi riconosce solo i doppi legami trans. Mediante l'azione dell'enzima ausiliario enoil-CoA isomerasi, il cis-Δ3-enoil-CoA viene convertito nell'isomero trans-Δ2-enoil-CoA, che sotto l'azione dell'enzima idratasi, viene convertito in L-beta-idrossiacil-CoA (trans-Δ2-dodecenil-CoA). Questo composto, in quanto tale, può proseguire nella sequenza della β ossidazione formando acetil-CoA ed un acido grasso a 10 C, un decanoil-CoA, e così via per altri quattro passaggi.
Al termine di tutto il ciclo, una molecola di oleil-CoA ha fornito 9 molecole di acetil-CoA.

Acidi grassi poliinsaturi
L'ossidazione degli acidi grassi poliinsaturi necessita di un altro enzima ausiliario, una reduttasi. Prendiamo come riferimento il linoleato, un acido grasso a 18 C con la seguente configurazione cis-Δ9,cis-Δ12.
La reazione di ossidazione inizia con tre cicli β ossidativi, formando tre molecole di acetil-CoA ed un acido grasso insaturo a 12 C, con una configurazione cis-Δ3,cis-Δ6, esterificato con il CoA. 
L'azione combinata dell'enoil-CoA isomerasi e della 2,4-dienoil-CoA reduttasi consente il rientro dell'intermedio nella β ossidazione, e la sua degradazione in altre sei molecole di acetil-CoA. 
In tutto il linoleato ha fornito 9 molecole di acetil-CoA.


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