Beta-oxidation med markovnikovs regel
Hej
Vid addition av H2O till dubbelbindningen mellan alfa och beta kolet hamnar alltid OH-gruppen på betakolet (vilket är logiskt ifall en acetylgrupp ska kunna spjälkas av). Men hur får cellen det att alltid bli OH vid beta-kolet? Markovnikovs regel är ju inte tillämpbar om de har lika många H bundna från början och sen är det ju också slumpmässigt vilket cellen vill undvika. Någon konstig enzym kanske?
Svaret på varför hydroxigruppen alltid hamnar på beta-kolet beror helt på enzymerna som tillsammans katalyserar beta-oxidationen. Det är, precis som du skrev, så att syftet med dessa reaktioner är att spjälka av en acetylgrupp, kopplat till CoA, som sedan kan oxideras och i slutändan bildas ATP.
Enzymer är, som ni nog gått igenom biologiska katalysatorer. De är även (nästan alltid) väldigt precisa i vilken reaktion de katalyserar, de adderar t.ex. hydroxigruppen på beta-kolet, inte alfa- eller gamma-kolet. Anledningen till att enzymer kan vara så specifika, är att hela proteinet är uppbyggt för att endast känna igen sitt substrat, och få reaktionen att ske på en specifik plats på substratet. När substratet binder in i enzymet, hamnar precis den delen av substratmolekylen på rätt plats för att reaktionen skall kunna ske där det är tänkt. Motsvarande din acyl-CoA molekyl, binder in så att FAD hamnar precis i närheten av beta-kolet, så att dubbelbindningen bildas mellan alfa- och beta-kolen. Sedan tar nästa enzym över och binder in detta substratet med dubbelbindningen, så att vattenmolekylen endast kan adderas till dubbelbindningen på ett sådant vis att hydroxigruppen bildar en bindning till beta-kolet, och därför kan hydroxigruppen bara hamna på beta-kolet.
Enzymerna ser helt enkelt till att endast den önskade reaktionen (t.ex. additionen av hydroxigruppen på beta-kolet) sker, för de atomer som reagerar kan endast göra det när de kommer väldigt nära varandra, och enzymerna bestämmer hur just dessa ämnena och de reagerande atomerna kan komma nära varandra.
Skulle en motsvarande reaktion ske med fria molekyler i vatten skulle additionen av hydroxigruppen (under vissa omständigheter) kunna ske på alfa- eller beta-kolet, men mycket mycket långsammare. I en cell skulle reaktionshastigheten vara väldigt låg, kanske inte ens mätbar. Så enzymet löser i ditt exempel två problem på samma gång, de får endast den önskade additionen av hydroxigruppen till beta-kolet att ske (ingen annan addition), samt reaktionen snabbas på genom enzymets katalytiska egenskap, så att cellen kan använda beta-oxidationen för att bilda ATP.
