脂肪酸氧化

(Fatty acid oxidation)

是指在有氧情況下

脂肪酸在體內(nèi)分解成CO₂和H₂O

并釋放大量能量的過程

脂肪酸：

脂肪酸氧化的方式有β-氧化和特殊氧化方式。特殊氧化方式包括：丙-酸氧化、α-氧化、ω-氧化、不飽和脂肪酸氧化。在多數(shù)生物體中，脂肪酸的分解代謝主要通過β-氧化循環(huán)進(jìn)行。哺乳動(dòng)物細(xì)胞β-氧化主要發(fā)生在線粒體基質(zhì)中，植物中脂肪酸β-氧化則主要發(fā)生在葉片的過氧化物酶體和萌發(fā)種子特化的過氧化物酶體-乙-醛酸循環(huán)體中。本文將主要介紹哺乳動(dòng)物的脂肪酸β氧化過程。

脂肪酸β氧化過程

肝和肌肉是進(jìn)行脂肪酸氧化活躍的組織，此過程可分為脂肪酸的活化，脂酰CoA的轉(zhuǎn)移，脂酰CoA的β-氧化三個(gè)階段。

脂肪酸的活化： 

脂肪酸活化是在胞液中進(jìn)行的，在ATP、CoA-SH、Mg²⁺存在下，脂肪酸由位于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜的脂酰CoA合成酶催化生成脂酰CoA。活化后生成的脂酰CoA極性增強(qiáng)，易溶于水；該分子中有高能鍵、性質(zhì)活潑；是酶的特異底物，與酶的親和力大，因此更容易參加反應(yīng)。

脂酰CoA合成酶是該過程的關(guān)鍵酶，通過精確調(diào)控不同脂肪酸的“活化"與分流，深刻影響著細(xì)胞的能量穩(wěn)態(tài)、信號(hào)傳導(dǎo)和結(jié)構(gòu)構(gòu)建。

脂酰CoA的轉(zhuǎn)移：

由于催化脂肪酸氧化的酶系存在于線粒體基質(zhì)內(nèi)，因此活化的脂酰CoA必須先進(jìn)入線粒體才能氧化，但長(zhǎng)鏈脂酰輔酶A不能直接透過線粒體內(nèi)膜，因此活化的脂酰CoA要借助肉堿（Carnitine），被轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體內(nèi)。在線粒體外膜及內(nèi)膜分別有肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ（CPI-Ⅰ）和酶Ⅱ（CPI-Ⅱ），兩者為同工酶。位于外膜的CPI-Ⅰ，促進(jìn)脂酰CoA轉(zhuǎn)化為脂酰肉堿，脂酰肉堿借助線粒體內(nèi)膜上的載體蛋白，轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)膜，然后，在CPI-Ⅱ催化下脂酰肉堿釋放肉堿，又轉(zhuǎn)變?yōu)橹oA。這樣原本位于胞液的脂酰CoA穿過線粒體內(nèi)膜進(jìn)入基質(zhì)進(jìn)而被氧化分解。

脂酰CoA的β氧化：

脂酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)后，在脂肪酸β氧化酶系催化下，進(jìn)行脫氫、加水，再脫氫、硫解4步連續(xù)反應(yīng)，最后使脂?；鶖嗔焉梢环肿右阴oA和一分子比原來少了兩個(gè)碳原子的脂酰CoA。因反應(yīng)均在脂酰CoA烴鏈的α、β碳原子間進(jìn)行，最后β碳被氧化成?；?，故稱為β氧化。

（1）脫氫：

脂酰CoA在?；鵆oA脫氫酶的催化下，其烴鏈的α、β位碳上各脫去一個(gè)氫原子，生成α、β烯脂酰CoA（Trans-y-enoyl CoA），脫下的兩個(gè)氫原子由該酶的輔酶FAD接受生成FADH2。后者經(jīng)電子傳遞鏈傳遞給氧而生成水，同時(shí)伴有1.5分子ATP的生成。

     ?；鵆oA脫氫酶是該過程的關(guān)鍵酶，根據(jù)其催化的底物長(zhǎng)度和類型，主要分為長(zhǎng)鏈?；o酶A脫氫酶（LACD）、中鏈酰基輔酶A脫氫酶（MACD）和短鏈?；o酶A脫氫酶（SACD）。這類酶缺陷會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的代謝紊亂，多為常染色體隱性遺傳病，最常見的如?；o酶A缺乏癥。

（2）加水：

α、β烯脂酰CoA在烯酰CoA水合酶的催化下，加水生成β-羥脂酰CoA（β-hydroxyacyl CoA）。

（3）再脫氫：

β-羥脂酰CoA在β-羥脂酰CoA脫氫酶（L-β-hydroxyacyl CoA dehydrogenase）催化下，脫去β碳上的2個(gè)氫原子生成β-酮脂酰CoA，脫下的氫由該酶的輔酶NAD+接受，生成NADH和H+。后者經(jīng)電子傳遞鏈氧化生成水及2.5分子ATP。

（4）硫解：

β-酮脂酰CoA在β-酮脂酰CoA硫解酶（β-ketoacyl CoA thiolase）催化下，加一分子CoA-SH，使碳鏈斷裂，產(chǎn)生乙酰CoA和一個(gè)比原來少兩個(gè)碳原子的脂酰CoA。

脂肪酸β-氧化的生理意義

 多功能的核心供能與代謝樞紐

脂肪酸β-氧化是體內(nèi)脂肪酸分解的主要途徑，脂肪酸氧化可以供應(yīng)機(jī)體所需要的大量能量。此外，脂肪酸β-氧化也是脂肪酸的改造過程，機(jī)體所需要的脂肪酸鏈的長(zhǎng)短不同，通過β-氧化可將長(zhǎng)鏈脂肪酸改造成長(zhǎng)度適宜的脂肪酸，供機(jī)體代謝所需。脂肪酸β-氧化過程中生成的乙酰CoA是一種十分重要的中間化合物，乙酰CoA除能進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化供能外，還是許多重要化合物合成的原料，如酮體、膽固醇和類固醇化合物。

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通過測(cè)定脂肪酸β氧化過程中的中間產(chǎn)物和關(guān)鍵酶，可以進(jìn)一步探究機(jī)體內(nèi)脂肪酸β氧化在能量產(chǎn)生、代謝調(diào)節(jié)、維持脂質(zhì)平衡以及相關(guān)疾病調(diào)節(jié)機(jī)制等方面的作用。推薦使用索萊寶生化試劑盒：BC0645肉毒堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶（CPI-Ⅰ）活性檢測(cè)試劑盒、BC0670/BC0675游離肉堿/總?cè)鈮A含量檢測(cè)試劑盒、BC0760/BC0765脂酰輔酶A合成酶（ACS）活性檢測(cè)試劑盒、BC0775短鏈?；o酶A脫氫酶（SACD）活性檢測(cè)試劑盒、BC0785中鏈酰基輔酶A脫氫酶（MACD）活性檢測(cè)試劑盒、BC0795長(zhǎng)鏈酰基輔酶A脫氫酶（LACD）活性檢測(cè)試劑盒、BC0815脂肪酸氧化速率（FAO）檢測(cè)試劑盒。

脂肪酸β氧化相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)