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脂肪酸的β氧化的发现过程

2022.5.17

  β氧化作用的提出是在二十世纪初,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,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5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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