β氧化作用
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发布时间：2023-08-03 19:39
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时间：2024-11-16 11:46
脂酰CoA的β氧化：脂酰CoA进入线粒体基质后，在脂肪酸β氧化酶系催化下，进行脱氢、加水，再脱氢及硫解4步连续反应，最后使脂酰基断裂生成一分子乙酰CoA和一分子比原来少了两个碳原子的脂酰CoA.因反应均在脂酰CoA烃链的α，β碳原子间进行，最后β碳被氧化成酰基，故称为β氧化。
a 脱氢：脂酰CoA在脂酰基CoA脱氢酶的催化下，其烃链的α、β位碳上各脱去一个氢原子，生成α、β烯脂酰CoA（trans-y-enoylCoA），脱下的两个氢原子由该酶的辅酶FAD接受生成FAD.2H.后者经电子传递链传递给氧而生成水，同时伴有1.5分子ATP的生成。
b 加水：α、β烯脂酰CoA在烯酰CoA水合酶的催化下，加水生成β-羟脂酰CoA（βhydroxyacylCoA）。
c 再脱氢：β-羟脂酰CoA在β-羟脂酰CoA脱氢酶（L-βhydroxyacylCoAdehydrogenase）催化下，脱去β碳上的2个氢原子生成β-酮脂酰CoA，脱下的氢由该酶的辅酶NAD+接受，生成NADH+H+.后者经电子传递链氧化生成水及2.5分子ATP.
d 硫解：β-酮脂酰CoA在β-酮脂酰CoA在硫解酶（β-ketoacylCoAthiolase）催化下，加一分子CoASH使碳链断裂，产生乙酰CoA和一个比原来少两个碳原子的脂酰CoA.以上4步反应均可逆行，但全过程趋向分解，尚无明确的*位点。
1分子软脂酸含16个碳原子，靠7次β氧化生成7分子NADH+H+，7分子FADH2，8分子乙酰CoA，而所有脂肪酸活化均需耗去2分子ATP.故1分子软脂酸彻底氧化共生成：7×1.5+7×2.5+8×10-2=106分子ATP。
发现过程
β氧化作用的提出是在十九世纪初，Franz Knoop 在此方面作出了关键性的贡献。他将末端甲基上连有苯环的脂肪酸喂饲狗，然后检测狗尿中的产物。结果发现，食用含偶数碳的脂肪酸的狗的尿中有苯乙酸的衍生物苯乙尿酸，而食用含奇数碳的脂肪酸的狗的尿中有苯甲酸的衍生物马尿酸。 Knoop由此推测无论脂肪酸链的长短，脂肪酸的降解总是每次水解下两个碳原子。
据此，Knoop 提出脂肪酸的氧化发生在β-碳原子上，而后Ca与Cb之间的键发生断裂，从而产生二碳单位，此二碳单位Knoop推测是乙酸。
以后的实验证明Knoop推测的准确性，由此提出了脂肪酸的β-氧化作用。
β-氧化作用是指脂肪酸在β-碳原子上进行氧化，然后α-碳原子和β-碳原子之间键发生断裂。每进行一次β-氧化作用，分解出一个二碳片段，生成较原来少两个碳原子的脂肪酸。
后来对CoA的发现以及分离和提纯了参与脂肪酸氧化的各种酶，更弄清了其氧化机制的细节。E．P．Kennedy 和 A．L．Lehninger（1949）指出此氧化系统存在于线粒体中，后来D．E．Green及F．Lynen（1953）各自独立地从线粒体的丙酮粉末提取出可溶性酶，成功地分离出β氧化各个阶段的酶，明确了脂肪β氧化如图所示，按下述过程进行。（1）由脂肪酸活化酶使脂肪酸与 CoA结合，（2）由乙酰CoA脱氢酶的作用使乙酰CoA脱氢，（3）由烯酰CoA水合酶的作用使烯酰CoA加水，（4）由β-羟基乙酰 CoA脱氢酶的作用使β-羟基乙酰 CoA脱氢，（5）由β-酮酰CoA硫解酶的作用使β酮酰CoA裂解。经以上五个阶段逐次游离出来的乙 酰CoA（C2片段）经三羧酸循环而氧化。其能量收支为每分子棕榈酸（C16）产生130分子ATP。不饱和脂肪酸的氧化除需上述各种酶之外，还需要催化3-顺-烯酰CoA转变成2-反式的3-顺， 2-反-烯酰CoA异构酶和催化D（一）-3-羟式成L（+）-3-羟式的3-羟乙酰CoA－3-表异构酶参与。由奇数C原子脂肪酸分解产生的丙酰CoA，通过羧化及异构化而转变成琥珀酰CoA再进一步变化。
脂酰CoA的β氧化：脂酰CoA进入线粒体基质后，在脂肪酸β氧化酶系催化下，进行脱氢、加水，再脱氢及硫解4步连续反应，最后使脂酰基断裂生成一分子乙酰CoA和一分子比原来少了两个碳原子的脂酰CoA.因反应均在脂酰CoA烃链的α，β碳原子间进行，最后β碳被氧化成酰基，故称为β氧化。
a 脱氢：脂酰CoA在脂酰基CoA脱氢酶的催化下，其烃链的α、β位碳上各脱去一个氢原子，生成α、β烯脂酰CoA（trans-y-enoylCoA），脱下的两个氢原子由该酶的辅酶FAD接受生成FAD.2H.后者经电子传递链传递给氧而生成水，同时伴有1.5分子ATP的生成。
b 加水：α、β烯脂酰CoA在烯酰CoA水合酶的催化下，加水生成β-羟脂酰CoA（βhydroxyacylCoA）。
c 再脱氢：β-羟脂酰CoA在β-羟脂酰CoA脱氢酶（L-βhydroxyacylCoAdehydrogenase）催化下，脱去β碳上的2个氢原子生成β-酮脂酰CoA，脱下的氢由该酶的辅酶NAD+接受，生成NADH+H+.后者经电子传递链氧化生成水及2.5分子ATP.
d 硫解：β-酮脂酰CoA在β-酮脂酰CoA在硫解酶（β-ketoacylCoAthiolase）催化下，加一分子CoASH使碳链断裂，产生乙酰CoA和一个比原来少两个碳原子的脂酰CoA.以上4步反应均可逆行，但全过程趋向分解，尚无明确的*位点。
1分子软脂酸含16个碳原子，靠7次β氧化生成7分子NADH+H+，7分子FADH2，8分子乙酰CoA，而所有脂肪酸活化均需耗去2分子ATP.故1分子软脂酸彻底氧化共生成：7×1.5+7×2.5+8×10-2=106分子ATP。
发现过程编辑
β氧化作用的提出是在十九世纪初，Franz Knoop 在此方面作出了关键性的贡献。他将末端甲基上连有苯环的脂肪酸喂饲狗，然后检测狗尿中的产物。结果发现，食用含偶数碳的脂肪酸的狗的尿中有苯乙酸的衍生物苯乙尿酸，而食用含奇数碳的脂肪酸的狗的尿中有苯甲酸的衍生物马尿酸。 Knoop由此推测无论脂肪酸链的长短，脂肪酸的降解总是每次水解下两个碳原子。
据此，Knoop 提出脂肪酸的氧化发生在β-碳原子上，而后Ca与Cb之间的键发生断裂，从而产生二碳单位，此二碳单位Knoop推测是乙酸。
以后的实验证明Knoop推测的准确性，由此提出了脂肪酸的β-氧化作用。
β-氧化作用是指脂肪酸在β-碳原子上进行氧化，然后α-碳原子和β-碳原子之间键发生断裂。每进行一次β-氧化作用，分解出一个二碳片段，生成较原来少两个碳原子的脂肪酸。
后来对CoA的发现以及分离和提纯了参与脂肪酸氧化的各种酶，更弄清了其氧化机制的细节。E．P．Kennedy 和 A．L．Lehninger（1949）指出此氧化系统存在于线粒体中，后来D．E．Green及F．Lynen（1953）各自独立地从线粒体的丙酮粉末提取出可溶性酶，成功地分离出β氧化各个阶段的酶，明确了脂肪β氧化如图所示，按下述过程进行。
（1）由脂肪酸活化酶使脂肪酸与 CoA结合，
（2）由乙酰CoA脱氢酶的作用使乙酰CoA脱氢，
（3）由烯酰CoA水合酶的作用使烯酰CoA加水，
（4）由β-羟基乙酰 CoA脱氢酶的作用使β-羟基乙酰 CoA脱氢，
（5）由β-酮酰CoA硫解酶的作用使β酮酰CoA裂解。经以上五个阶段逐次游离出来的乙 酰CoA（C2片段）经三羧酸循环而氧化。其能量收支为每分子棕榈酸（C16）产生130分子ATP。不饱和脂肪酸的氧化除需上述各种酶之外，还需要催化3-顺-烯酰CoA转变成2-反式的3-顺， 2-反-烯酰CoA异构酶和催化D（一）-3-羟式成L（+）-3-羟式的3-羟乙酰CoA－3-表异构酶参与。由奇数C原子脂肪酸分解产生的丙酰CoA，通过羧化及异构化而转变成琥珀酰CoA再进一步变化。
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