β氧化

简要

发现过程

定义

β氧化

The metabolic oxidation of a long-chain fatty acid by successive cycles of reactions during each of which the fatty acid is shortened by a two-carbon atom fragment removed as acetyl coenzyme A.

简要

脂肪酸是由一条长的烃基上附加一个羧基的化合物，溶解度一般不大，主要来源于脂肪在人体消化道内的水解。

碳原子个数为偶数的脂肪酸进入人体后，其羧基在细胞质基质中与乙酰辅酶A（乙酰CoA）结合，之后循环往复地被催化脱去乙基，产生新的乙酰CoA，直至碳原子全部脱去。

新产生的乙酰CoA大多进入线粒体基质中脱羧脱氢，进而被柠檬酸合成酶催化产生柠檬酸，参与三羧酸循环（又名Kreb循环或柠檬酸循环）。

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。

定义

定义：脂肪酸在一系列酶的作用下，在α碳原子和β碳原子之间断裂，β碳原子被氧化成羧基，生成含有两个碳原子的乙酰辅酶A，和较原来少两个碳原子的脂肪酸