Slobodne masne kiseline ne mogu prodrijeti ni u jednu biološku membranu zbog svog negativnog naboja. Slobodne masne kiseline moraju proći ćelijsku membranu preko specifičnih transportnih proteina, kao što je SLC27 porodice transportnih proteina masnih kiselina.[2][3] U citosolu, sljedeći procesi dovode masne kiseline u mitohondrijski matriks, tako da može doći do beta-oksidacije.
Dugolančana masnokiselinska-CoA ligaza katalizira reakciju između masne kiseline sa ATP, da bi se dobio masni acil-adenilat, plus anorganski pirofosfat, koji zatim reagira sa slobodnim koenzimom A da se dobije masni acil-CoA ester i AMP.
Ako masni acil-CoA ima dugačak lanac, tada se mora koristiti karnitinski šatl:
Acil-CoA prenosi se na hidroksilnu grupu karnitina, pomoću karnizin palmoiltransferaze I, enzima, koji se nalazi na citosolnim stranama vanjskoj i unutrašnjoj mitohondrijdkoj membrani.
Acil-karnitin se ponovo pretvara u acil-CoA pomoću karnitin palmitoiltransferaze II, koja se nalazi na unutrašnjoj strani unutrašnje mitohondrijalne membrane. Oslobođeni karnitin se vraća u citosol, kao što se acil-karnitin prenosi u matriks.
Ako masni acil-CoA sadrži kratak lanac, ove kratkolančane masne kiseline mogu jednostavno difundirati kroz unutrašnju mitohondrijsku membranu.[4]
Korak-1
Korak-2
Korak-3
Korak-4
Dijagramska ilustracija procesa lipolize (u masnoj ćeliji) izazvane visokim razinama epinefrina i niskim nivoima insulina u krvi. Epinefrin se vezuje za beta-adrenergijski receptor u ćelijskom zidu adipocita, što uzrokuje stvaranje cAMP-a unutar ćelije. cAMP aktivira protein-kinazu, koja fosforilira i tako, zauzvrat, aktivira hormonski osjetljivu lipazu u masnoj ćeliji. Ova lipaza cijepa slobodne masne kiseline od njihovog vezivanja za glicerol u masti pohranjenoj u masnoj kapljici adipocita. Slobodne masne kiseline i glicerol se zatim oslobađaju u krv.
Dijagramska ilustracija transporta slobodnih masnih kiselina u krvi vezanih za plazma albumin, njegove difuzije kroz ćelijsku membranu pomoću proteinskog transportera i njegove aktivacije pomoću ATP, za formiranje acil-CoA u citosolu. Ilustracija je, za potrebe dijagrama, 12-ugljična masna kiselina. Većina masnih kiselina u ljudskoj plazmi ima 16 ili 18 atoma ugljika.
Dijagramska ilustracija prenosa molekula acil-CoA preko unutrašnje membrane mitohondrija pomoću karnitin-acil-CoA transferaze (CAT). Ilustrovani acilni lanac je, za potrebe dijagrama, dugačak samo 12 atoma ugljika. Većina masnih kiselina u ljudskoj plazmi ima 16 ili 18 atoma ugljika. CAT se inhibira visokim koncentracijama malonil-CoA (prvi izvršni korak u sintezi masnih kiselina) u citoplazmi. To znači da se sinteza masnih kiselina i katabolizam masnih kiselina ne mogu odvijati istovremeno ni u jednoj ćeliji.
Dijagramska ilustracija procesa beta-oksidacije molekula acil-CoA u matriksu mitohodrija. Tokom ovog procesa formira se molekula acil-CoA koja je za dva ugljika kraća nego što je bila na početku procesa. Acetil-CoA, voda i 5 ATP molekula su ostali proizvodi svakog beta-oksidativnog procesa, sve dok se cijela molekula acil-CoA ne reducira na skup acetil-CoA molekula.
Charney AN, Micic L, Egnor RW (mart 1998). "Nonionic diffusion of short-chain fatty acids across rat colon". The American Journal of Physiology. 274 (3 Pt 1): G518–24. doi:10.1152/ajpgi.1998.274.3.G518. PMID9530153.
