Beta-oksidasi adalah proses metabolisme di mana asam lemak dipecah menjadi asetil-KoA. Ada empat reaksi dalam prosesnya, dan reaksi ini berulang sampai seluruh rantai asam lemak diubah menjadi molekul asetil-KoA individu. Masing-masing molekul ini kemudian diproses untuk energi. Proses ini terjadi di mitokondria sel.
Molekul yang terlibat dalam beta-oksidasi termasuk rantai asam lemak dan koenzim A. Koenzim A bereaksi dengan rantai asam lemak untuk menghasilkan asil-KoA lemak. Rantai asam lemak sekarang diaktifkan dan siap untuk diproses.
Oksidasi beta diatur oleh malonil-KoA. Ini adalah enzim yang mencegah asil-KoA lemak memasuki mitokondria. Dengan mengontrol molekul yang mengangkut asil-koA lemak ke dalam mitokondria, oksidasi beta dapat dimulai atau dihentikan. Ketika dibutuhkan lebih banyak energi, malonil-KoA biasanya akan memungkinkan asil-KoA lemak diangkut ke dalam mitokondria. Molekul yang menjadi target malonil-KoA disebut carnitine acyltranferase.
Reaksi pertama beta-oksidasi menggunakan enzim asil-KoA dehidrogenase. Ini sebenarnya terdiri dari tiga enzim yang tertanam dalam matriks mitokondria dan masing-masing memiliki molekul FAD. Enzim mengoksidasi rantai asam lemak yang diaktifkan, sedangkan FAD direduksi. Ini berarti bahwa molekul hidrogen ditransfer ke FAD untuk menghasilkan FADH2.
Setelah itu, terjadi reaksi lain yang dikatalisis oleh enzim enoyl-CoA hydratase. Dalam reaksi ini, air ditambahkan ke rantai asam lemak untuk menghasilkan hidroasil-KoA. Ini adalah reaksi kedua beta-oksidasi.
Reaksi ketiga melibatkan enzim L-hidroksiasil-KoA dehidrogenase. Ini berisi koenzim NAD+. Pada langkah ini, turunan beta-ketoasil-KoA dihasilkan dari oksidasi hidroasil-KoA. Selama proses, NAD+ diubah menjadi NADH.
Pada langkah terakhir dari proses ini, tiolase adalah enzim yang digunakan. Ini memotong beta-ketoacyl-CoA menjadi molekul asetil-CoA dan rantai asam lemak yang direduksi oleh dua karbon. Molekul asetil-KoA adalah produk akhir dari oksidasi beta, dan rantai asam lemak yang tersisa mengalami empat reaksi yang sama lagi. Proses ini akan berulang sampai dua produk terakhir adalah dua molekul asetil-KoA.
Untuk asam lemak tak jenuh, yaitu asam lemak dengan ikatan rangkap tunggal, oksidasi beta terjadi secara normal sampai enzim mencapai ikatan rangkap. Enoil-CoA isomerase kemudian mengubah ikatan rangkap dari cis menjadi trans, dan oksidasi beta berlanjut. Cis dan trans menggambarkan orientasi ikatan rangkap.