8 脂类物质代谢.docx

8 脂类物质代谢.docx

《8 脂类物质代谢.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《8 脂类物质代谢.docx（36页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

8脂类物质代谢

7脂类物质代谢

  第八章脂类物质代谢

8.1概述

 8.1.1脂类的组成与结构

 8.1.2脂类的生物功能

8.2脂肪的分解代谢

 8.2.1脂肪的分解

 8.2.2甘油的分解

 8.2.3脂肪酸的分解

 8.2.4酮体的代谢

 8.2.5乙醛酸循环

8.3脂肪的合成代谢

 8.3.1脂肪酸的生物合成

 8.3.2脂肪酸代谢的调节

 8.3.3脂肪的生物合成

8.4甘油磷脂、鞘磷脂和糖脂的代谢

 8.4.1甘油磷脂的代谢

 8.4.2鞘磷脂的代谢

 8.4.3糖脂的代谢

8.5胆固醇的代谢

 8.5.1胆固醇的生物合成

 8.5.2胆固醇的转化

 8.5.3胆固醇代谢的调节

第八章脂类物质代谢

8.1 概述

8.1.1脂类的组成与结构

脂类（lipid）是指一类广泛存在于生物体内，不溶于水而易溶于有机溶剂，化学组成和结构存在很大差异的有机化合物。

如脂肪、磷脂、鞘脂、胆固醇等。

由于脂类具有脂溶性，因此可用乙醚、氯仿、苯等有机溶剂将它们从细胞或组织中提取出来。

脂类的元素组成主要是碳、氢、氧，某些脂类化合物含有少量氮、磷及硫。

大多数脂类化合物是由脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物，并且参与脂类组成的脂肪酸多为长链一元羧酸，参与脂类组成的醇包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。

根据脂类化学组成和结构的不同，生物体内所含的脂类通常分为单纯脂类、结合脂类和衍生脂类。

8.1.1.1单纯脂类

单纯脂类（simplelipid）是指由脂肪酸与甘油或高级一元醇结合形成的酯。

根据分子中醇基的不同，它们又分为脂酰甘油（acylglyceride）和蜡（wax）。

（1）脂酰甘油 是由脂肪酸和甘油结合形成的酯。

根据所结合的脂肪酸分子数目不同，脂酰甘油又可分为单酰甘油（monoacylglycerol）、二酰甘油（dicylglycerol）和三酰甘油（tricylglycerol），其中三酰甘油又称为甘油三酯，即通常所说的脂肪或中性脂，它在生物体内含量最丰富。

其分子结构见图7-1。

图7-1 脂肪分子结构

当三酰甘油中含不饱和脂肪酸较多时，在室温下呈液态，通常称为油（oil）；反之，含饱和脂肪酸较多时，在室温下呈固态，通常称为脂（fat）；两者统称为油脂。

大多数天然油脂都是简单三酰甘油和混合三酰甘油的混合物，前者含有相同的脂肪酸；后者分子中存在两种或三种不相同的脂肪酸。

单酰甘油和二酰甘油在自然界中存在量虽不大，但它们常常是多种生物合成反应中的重要中间化合物。

特别是单酰甘油，如单硬脂酰甘油，由于其分子中含有游离羟基，在水中有形成分散态的倾向，故在食品工业中常被用作乳化剂。

生物体内的脂肪酸（fattyacid，FA）大多以结合形式存在，游离脂肪酸极少。

不同脂肪酸之间的主要区别在于烃链的长度（碳原子数目）、双键数目和双键位置不同。

常见天然脂肪酸大多为12～24碳直链脂肪酸，但在一些植物和细菌中存在含羟基、环丙烷、环戊烯等取代基的支链脂肪酸。

天然脂肪酸的碳原子数目多为偶数，最常见的为16和18碳脂肪酸，如软脂酸（palmiticacid）、硬脂酸（stearicacid）、油酸（oleicacid）等。

低于14碳的脂肪酸主要存在于乳脂中。

奇数碳原子的脂肪酸在陆地生物中含量极少，但在某些海洋生物中存在相当多的数量。

生物体内不饱和脂肪酸（unsaturatedFA）的双键数目通常为1～6个，大多数单不饱和脂肪酸中双键的位置在C9和C10之间。

含两个以上双键的不饱和脂肪酸一般在也C9和C10之间含有一个双键，并且两个双键之间往往以一个亚甲基（—CH2—）相隔，较少存在共轭双键结构。

此外，饱和与不饱和脂肪酸有着十分不同的构象。

由于饱和脂肪酸碳骨架中每个单键可以自由旋转，所以烃链的柔性很大，能以多种构象形式存在。

而不饱和脂肪酸烃链中的双键不能旋转，加之绝大多数不饱和脂肪酸的几何构型为顺式，因此顺式构型的双键在烃链中将产生约30°的刚性弯曲（图7-2）。

图7-2  脂肪酸的结构模型

A.饱和脂肪酸     B.不饱和脂肪酸

细菌所含的脂肪酸种类比高等动植物少得多，且绝大多数是饱和脂肪酸，少数为含有一个双键的不饱和脂肪酸。

植物界特别是高等植物中不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸丰富，植物脂肪酸除含双键外，还存在含三键、羟基、酮基、环氧基或环戊烯基等脂肪酸。

此外，不饱和脂肪酸还可分为ω–6和ω–3系列。

ω–6系列指不饱和脂肪酸中第一个双键距甲基末端6个碳原子；ω–3系列指不饱和脂肪酸中第一个双键距甲基末端3个碳原子。

亚油酸（linoleicacid）是ω–6系列的不饱和脂肪酸，α–亚麻酸是ω–3系列的不饱和脂肪酸。

亚油酸在人和哺乳动物体内能转变为γ–亚麻酸（linolenicacid），γ–亚麻酸经进一步延长和去饱和，可转变成花生四烯酸（arachidonicacid），后者是维持动物细胞膜结构和功能所必需的不饱和脂肪酸。

由于人和哺乳动物缺乏引入超过△9双键的酶，所以不能合成正常生长发育所需要的亚油酸和亚麻酸，它们必须由膳食提供，因此亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸称为必需脂肪酸（essentialfattyacid）。

由膳食供给的α–亚麻酸在人体内能合成ω–3系列中的二十碳五烯酸（eicosapentaenoicacid,EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoicacid,DHA）。

研究表明，人体内许多组织含有这些重要的ω–3系列多不饱和脂肪酸（PUFA），如DHA在眼的视网膜和大脑皮层中含量丰富。

大脑中约一半DHA是在出生前积累的，一半是在出生后积累的，可见脂质在怀孕和哺乳期间是极其重要的。

（2）蜡 是由长链脂肪酸和高级一元醇或固醇组成的酯，为不溶于水的固体。

蜂巢、昆虫卵壳、羊毛和鲸油中都含有蜡。

我国出产的蜂蜡（beewax）、白蜡（Chinesewax）和羊毛蜡（woolwax）是经济价值很高的农副产品。

蜂蜡的主要成分是三十醇的软脂酸酯，白蜡的主要成分是二十六醇的二十六及二十八酸酯，它们是涂料、润滑剂及其他化工产品的原料。

羊毛蜡的成分为三羟蜡酸环醇酯，它是制造高级化妆品的原料。

8.1.1.2结合脂类

   结合脂类（compoundlipid）是指分子中除含有脂肪酸和醇组成的酯外，还含有其他非脂成分的脂质。

并且按非脂成分的不同，结合脂类又分为磷脂（phospholipid）和糖脂（glycolipid）。

（1）磷脂 是指分子中除含有脂肪酸和醇外，还含有磷酸和含氮碱的结合脂。

根据其分子中所含醇的不同，磷脂又分为甘油磷脂（glycerophospholipid）和鞘氨醇磷脂（sphigophospholipid）两类。

①甘油磷脂 也称磷酸甘油酯（phosphoglyceride），它是生物体内含量丰富的一类含甘油的脂类，并且是构成生物膜的重要脂质。

虽然甘油磷脂的种类较多，但它们的分子结构有一个共同的特点，即以磷脂酸为基础，再通过磷酸基与氨基醇（如胆碱、乙醇胺或丝氨酸）或肌醇结合，从而形成各种甘油磷脂。

甘油磷脂的结构见图7-3。

图7-3 甘油磷脂的结构通式

天然存在的甘油磷脂都属于L–构型。

甘油磷脂分子中的磷酸基和C2上的羟基一起构成极性头部（polarhead），两条长的碳氢链则组成非极性尾部（nonpolartail），所以磷脂既具有亲水性，也具有疏水性，在水中能形成具有脂质双分子层结构的微囊（图7-4）。

图7-4 脂质在水溶液中自发形成的结构

   ②鞘氨醇磷脂 简称鞘磷脂（sphingomyelin）。

它是由鞘氨醇（2–氨基–4–十八碳–1，3–二醇）的氨基与一分子脂肪酸以酰胺键相连，羟基与磷酸胆碱以酯键相连构成的化合物，其结构式如下：

鞘磷脂也有两个非极性尾部和一个极性头部，其中一个尾部由鞘氨醇的不饱和烃链构成。

鞘磷脂大量存在于高等动物的神经和脑组织中，也是构成生物膜的重要成分。

在许多高等植物种子和酵母细胞中也存在鞘氨醇磷脂，但分子中所含的是4–羟二氢鞘氨醇（4–hydroxysphinganine），又称植物鞘氨醇（phytosphingosine）。

（2）糖脂 糖脂是指糖分子的半缩醛羟基通过糖苷键与脂质连接形成的结合脂类化合物。

根据脂质部分的不同，糖脂可分为鞘糖脂、甘油糖脂和由固醇衍生的糖脂。

其中鞘糖脂和甘油糖脂广泛存在于生物膜中。

   ①鞘糖脂 鞘糖脂（glycosphingolipid）是神经酰胺的1位羟基被糖基化形成的糖苷化合物。

第一个被发现的鞘糖脂是从人脑中获得的半乳糖基神经酰胺（galactosylceramide），又称为脑苷脂（cerebroside），其结构如下：

   鞘糖脂主要分布于动物细胞中，动物鞘糖脂中的单糖成分主要是D–葡萄糖、D–半乳糖、N–乙酰葡糖胺、N–乙酰半乳糖胺、岩藻糖和唾液酸。

并且根据糖基是否含有唾液酸或硫酸基，鞘糖脂又可分为中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂两类。

中性鞘糖脂的糖基不含唾液酸或硫酸基成分，如脑苷脂。

酸性鞘糖脂则糖基部分被硫酸化或结合有唾液酸，如硫苷脂（sulfatide）和神经节苷脂（ganglioside）。

②甘油糖脂 甘油糖脂（glyceroglycolipid）也称糖基甘油酯（glycoglyceride）。

它是二酰甘油分子C3上的羟基与糖基以糖苷键连接形成的化合物。

最常见的甘油糖脂有单半乳糖基二酰基甘油和二半乳糖基二酰基甘油。

其结构如下：

甘油糖脂主要存在于植物界和微生物中。

植物的叶绿体膜和微生物的质膜含有大量的甘油糖脂。

哺乳动物虽然也含有甘油糖脂，但分布不普遍，主要存在于睾丸和精子的质膜以及中枢神经系统的髓脂质中。

8.1.1.3衍生脂类

   衍生脂类（derivedlipid）一般不含脂肪酸，不能进行皂化作用，所以也称为非皂化脂类。

它主要包括萜类（terpene）和固醇类（steroid）化合物。

（1）萜类 萜类分子的碳架可看成是由两个或多个异戊二烯单位（isopreneunit）聚合形成的含氧衍生物。

根据所含的异戊二烯单位的数目，萜可分为单萜（monoterpene）、倍半萜（sesguiterpene）、二萜（diterpene）、三萜（triterpene）、四萜（tetraterpene）和多萜（polyterpene）六类。

萜类在生物体内广泛分布，且在生命活动中具有重要的功能，如电子传递链中的泛醌和质体醌，植物激素中的赤霉素、脱落酸及质体色素中的类胡萝卜素和叶绿素，动物体内的维生素A、维生素E和维生素K，昆虫体内的保幼激素等都是重要的萜类化合物。

（2）固醇类 固醇是环戊烷多氢菲的衍生物，在环戊烷多氢菲的A、B环之间和C、D环之间各有一个甲基（18，19），称角甲基。

带有角甲基的环戊烷多氢菲称甾核（steroidnucleus），它是固醇类化合物的母体。

固醇在生物体内常以游离态或与脂肪酸结合成酯的形式存在，其结构特点是甾核的3位上有一羟基，17位上有一分支的碳氢链，如脊椎动物体内含有含量丰富的胆固醇（cholosterol）,其结构见图7-5。

图7-5 胆固醇的结构

胆固醇与生物膜的流动性、神经鞘绝缘性以及某些毒素的解毒作用密切相关，在脑、肝、肾和蛋黄中含量很高，是最常见的一种动物固醇（zoosterol）。

此外还有羊毛固醇、二氢胆固醇、7–脱氢胆固醇等。

植物细胞中很少含有胆固醇，但含有丰富的植物固醇（phytosterol）。

如小麦、大豆等谷物中存在的β–谷固醇（β–sitosterol），其结构几乎与胆固醇一样（图7-6）。

常见的植物固醇还有豆固醇（stigmasterol）、菜油固醇（campesterol）等。

植物固醇很少被人的肠粘膜细胞吸收，并能抑制胆固醇的吸收，所以可作为降低胆固醇的药物。

图7-6 β–谷固醇的结构                      图7-7 胆汁酸的结构

   固醇的衍生物称为类固醇。

类固醇的氧化程度高于固醇，一般分子中都含有两个以上含氧基团，如羟基、羰基、羧基和环氧基。

动物中从胆固醇衍生来的类固醇包括雄激素、雌激素、孕酮、糖皮质激素、盐皮质激素和胆汁酸。

其中胆酸（bileacid）是在肝脏中由胆固醇直接转化而来的，并且是机体内胆固醇的主要代谢终产物（见图7-7）。

此外，胆汁酸具有增溶作用，是实验室常用的增溶膜蛋白和酶的试剂。

胆汁酸与脂肪酸、胡萝卜素等形成的盐是很好的乳化剂，它能降低水和油脂的表面张力，使肠腔内油脂乳化成微粒，增加油脂与消化液中脂肪酶（lipase）的接触面，以利于油脂的吸收。

8.1.2脂类的生物功能

   脂类广泛分布于各种生物细胞和组织中，与其化学组成和结构一样，它的生物学功能也是多种多样的。

8.1.2.1脂类是生物能量的主要储存形式

   油脂是许多生物贮存能量的主要形式，在大多数真核细胞中三酰甘油以微小的油滴形式存在于含水的胞液中。

脊椎动物具有贮存大量脂肪的专门化细胞，称脂肪细胞（adipocyte）。

许多植物的种子中也贮存有大量的脂肪，特别是油料作物的种子，主要依赖脂肪为种子萌发提供能量和合成前体。

葡萄糖和糖原的优点是易溶于水，能快速提供代谢所需的能量。

而以油脂作为贮存燃料的好处是有机体不必携带像贮存多糖情况下需要的结合水，因为脂肪是疏水的。

冬眠动物（例如熊）在冬眠前必须积累大量脂肪作为越冬的能量储备。

在海洋的浮游生物中，蜡是代谢用燃料的主要贮存形式。

8.1.2.2脂类是生物体表面的保护层

   在海豹、海象、企鹅和其他的南北极温血动物皮下都填充着大量脂肪，这些动物贮存的脂肪不仅作为能量的来源，而且是抗低温的绝热层。

人和动物的皮下和肠系膜脂肪组织还起防震的填充物作用。

脊椎动物的某些皮肤腺分泌蜡以保护毛发和皮肤，使之柔韧、润滑并防水，这与蜡具有排斥水和高稠度的性质有关。

鸟类（特别是水禽）的尾羽腺分泌蜡使羽毛能防水。

冬青、杜鹃花和许多热带植物的叶覆盖着一层蜡能够防止寄生物侵袭和水分的过度蒸发。

在植物的种子和果实表面也有一层稳定、不透水但透气的蜡保护层，起着防止蒸腾、保持温度及其它保护作用。

8.1.2.3脂类是构成生物膜的基本构件

   细胞的质膜、核膜和各种细胞器的膜，总称为生物膜（biomembrane）。

磷脂和鞘脂是构成生物膜的重要成分，而且各种生物膜的骨架大多是由磷脂类构成脂质双分子层（lipidbilayer）。

参与脂双层构成的膜脂还有固醇和糖脂。

脂双层的表面是亲水性的，内部由烃链构成疏水区。

脂双层有屏障作用，使膜两侧的亲水性物质不能自由通过，这对维持细胞正常的结构和功能是很重要的。

8.1.2.4脂类是生物细胞内重要的生理活性物质

   生物细胞内含有许多具有重要生物活性的脂类物质，如雄性激素、雌性激素、肾上腺皮质激素等类固醇激素、萜类化合物中维持人体和动物正常生长所必需的脂溶性维生素A、D、E、K和类胡萝卜素等多种光合色素等。

有的活性脂质可作为酶的辅助因子或激活剂，如磷脂酰丝氨酸为凝血因子的激活剂；有的活性脂质可作为电子载体（electroncarrier），如线粒体中的泛醌和叶绿体中的质体醌；有的活性脂质可作为糖基载体，如细菌细胞壁肽聚糖合成中的11–异戊二烯醇磷酸和真核生物糖蛋白糖链合成中的多萜醇磷酸，这些载体有很长的烃链，能与膜脂发生强疏水相互作用，使与之相连的糖基锚定在膜上并参与糖基转移反应；还有的活性脂质参与了细胞内的信息传递，例如真核细胞质膜上的磷脂酰肌醇及其磷酸化衍生物磷脂酰肌醇–4，5–二磷酸（PIP2）具有信息传递作用，PIP2的水解产物肌醇–1，4，5–三磷酸（IP3）和二酰甘油（DAG）是胞内信使，它们构成了一条非核苷酸类信号通路。

8.2脂肪的分解代谢

8.2.1脂肪的分解

   贮存在脂肪细胞中的脂肪被脂肪酶逐步水解成脂肪酸和甘油，并释放入血液供其他组织氧化利用的过程称为脂肪动员。

细胞中催化脂肪水解的酶有三种，即三酰甘油脂肪酶、二酰甘油脂肪酶和单酰甘油脂肪酶。

它们催化的反应如图7-8所示。

图7-8 脂肪水解酶促反应

   脂肪水解的第一步反应为限速反应，催化这步反应的脂肪酶受激素调节，所以也称为激素敏感性脂肪酶。

在某些生理或病理条件下，如兴奋、饥饿、糖尿病等，一些促脂肪分解激素如肾上腺素、胰高血糖素等分泌增加，这些激素通过与靶细胞膜受体结合，激活腺苷酸环化酶，使胞内cAMP浓度升高，cAMP又进一步激活蛋白激酶A（依赖于cAMP的蛋白激酶），使脂肪酶磷酸化并被激活，从而促进脂肪水解（图7-9）。

与之相反，胰岛素的作用是抑制脂肪水解。

图7-9 激素对脂肪代谢的调节

8.2.2甘油的分解

   由于脂肪细胞缺少甘油激酶，所以脂肪水解作用产生的甘油不能被脂肪细胞利用，必须通过血液运至肝进行代谢。

在肝细胞，甘油首先在甘油激酶的催化下形成α–磷酸甘油，进一步在磷酸甘油脱氢酶的作用下生成磷酸二羟丙酮（见图7-10）。

磷酸二羟丙酮可转变为α–磷酸甘油醛，并进入糖酵解或糖异生途径。

因此，在肝细胞中甘油有两种前途：

一种是进入酵解途径转变为丙酮酸，然后再进入柠檬酸循环彻底氧化供能；另一种是沿酵解的逆反应异生为葡萄糖。

图7-10 甘油分解的酶促反应

8.2.3脂肪酸的分解

   脂肪降解产生的游离脂肪酸将穿过脂肪细胞膜和毛细血管内皮细胞进入血液，并与血浆中的清蛋白（albumin）结合。

清蛋白是一种分子质量为66500u的可溶性单体蛋白，脂肪酸–清蛋白复合物通过血液循环被运送到体内其他组织，然后以扩散的方式将脂肪酸由血浆转移到需要能量的组织或细胞中进行氧化分解。

8.2.3.1脂肪酸的活化和转运

   脂肪酸分解代谢发生在原核生物的细胞液和真核生物的线粒体基质中。

一般链较短或中等长度的脂肪酸（含10个碳原子以下）可以透过线粒体内膜，但长链脂肪酸不能直接穿过线粒体内膜，它们需要通过一个特殊的传递机制，在肉碱（carnitine）携带下被运送到线粒体内进行氧化。

在转运前，长链脂肪酸首先需要进行活化，即被吸收进入细胞的脂肪酸首先在脂酰辅酶A合成酶（acyl–CoAsynthetase）的催化下，由ATP提供能量，活化形成脂酰CoA。

   反应过程中生成的焦磷酸（PPi）立即被细胞内的焦磷酸酶水解，阻止了逆向反应的进行。

脂肪酸与CoA直接相结合的反应是一个吸能反应（△G0′＝31.413kJ/mol），而一旦将脂酰CoA的形成与ATP的水解相偶联，则使脂酰CoA的合成变为释放能量的过程,因为ATP水解为AMP和PPi可释放出大量自由能（△G0′＝-32.513kJ/mol）。

因此，1分子脂肪酸被活化需消耗2个高能键。

脂酰CoA与乙酰CoA一样都是高能化合物，当它被水解为脂肪酸和CoA时，可释放出大量自由能（△G0′≈-13kJ/mol）。

脂肪酸活化后不仅含有高能硫酯键，而且水溶性增加，从而提高了脂肪酸的代谢活性。

活化的脂酰CoA进一步在位于线粒体内膜外侧的肉碱酰基转移酶I（carnitineacyltransferaseⅠ）的作用下，与肉碱结合生成脂酰肉碱。

肉碱是一种由赖氨酸衍生的兼性化合物，广泛分布于动植物体内。

生成的脂酰肉碱在肉碱酰基转移酶（carnitineacylcarnitinetranslocase）的作用下穿过线粒体内膜进入线粒体。

然后线粒体内的脂酰肉碱在肉碱酰基转移酶II的作用下，再次形成脂酰CoA，所释放出的肉碱又返回至胞浆一侧进行下一轮转运（见图7-11）。

图7-11 脂酰CoA跨线粒体内膜机理

   脂酰CoA从线粒体外到线粒体内的转运过程是脂肪酸分解代谢的限速步骤，因为肉碱酰基转移酶I的活性直接调控脂肪酸的转运速度，进而影响脂肪酸氧化的速度，并且决定脂肪酸是进入脂质合成途径还是走向氧化降解。

当动物处于饥饿、高脂低糖膳食或糖尿病状态时，机体不能利用糖，而需脂肪酸提供能量，此时肉碱酰基转移酶I活性增加，脂肪酸氧化作用增强。

相反，饱食后，导致脂肪合成所需的丙二酰CoA增加，它将抑制肉碱酰基转移酶I的活性，进而使脂肪酸的氧化途径被抑制。

8.2.3.2 饱和脂肪酸的β–氧化

   在研究脂肪酸分解代谢机理方面，FranzKnoop完成了极为出色的实验（1904），做出了重要的贡献。

当时同位素示踪的方法尚未建立，Knoop巧妙地用不能被机体分解的苯基标记脂肪酸的ω甲基，然后将这些带有苯基的脂肪酸喂给狗吃。

在检查尿液代谢产物时发现，如饲喂标记的偶数碳脂肪酸，不论脂肪酸链长短，尿中排出的代谢物均为苯乙酸（C6H5CH2COOH）的衍生物苯乙尿酸；如饲喂标记的奇数碳脂肪酸，则尿中发现的代谢物为苯甲酸（C6H5COOH）的衍生物马尿酸（图7-12）。

根据这一实验结果，他提出了脂肪酸在体内的氧化分解是从羧基端β–碳原子处开始，每次断裂两个碳原子的脂肪酸“β–氧化学说”。

这一实验是同位素示踪技术未建立前颇有创造性的实验，后来的同位素和酶学实验也都证明脂肪酸的β–氧化学说是正确的。

50年代已基本阐明脂肪酸β–氧化（β–oxidation）的过程。

图7-12 苯标记的脂肪酸氧化实验

脂肪酸的β–氧化发生于线粒体基质中。

脂酰CoA进入线粒体基质后，在线粒体基质中催化脂肪酸β–氧化的多酶复合体的催化下，从脂酰基的β–碳原子开始进行脱氢、加水、再脱氢和硫解四步连续反应，致使脂酰基断裂生成1分子乙酰CoA和比原来少2个碳原子的脂酰CoA。

脂肪酸β–氧化过程如下（图7-13）：

（1）脱氢 脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的催化下，从α、β碳原子上各脱下一个H，生成反Δ2–烯脂酰CoA。

脱下的2H由脱氢酶的辅基FAD接受生成FADH2。

（2）加水 反Δ2–烯脂酰CoA在Δ2烯脂酰CoA水化酶的作用下，加水生成L–β–羟脂酰CoA。

烯脂酰CoA水化酶具有立体异构专一性，专一催化Δ2–不饱和脂酰CoA的水化。

并且催化反式双键生成L–β–羟脂酰CoA，催化顺式双键生成D–β–羟脂酰CoA。

（3）再脱氢 L–β–羟脂酰CoA在L–β–羟脂酰CoA脱氢酶的催化下，从β碳原子上脱下2H，生成L–β–酮脂酰CoA。

脱下的2H由NAD+接受生成NADH+H+。

L–β–羟脂酰CoA脱氢酶具高度立体异构专一性，只催化L–型羟脂酰CoA的脱氢反应，不能催化D–β–羟脂酰CoA反应。

（4）硫解 β–酮脂酰CoA在β–酮脂酰CoA硫解酶的作用下，裂解为乙酰CoA和比原来少了2个碳原子的脂酰CoA。

图7-13 脂肪酸的β–氧化过程

由于此步反应是高度放能反应（△G0′＝-28.0313kJ/mol），所以整个反应朝裂解方向进行。

少2个碳原子的脂酰CoA继续重复上述4步反应，如此循环往复直至全部氧化成乙酰CoA。

这些乙酰CoA一部分在线粒体中通过柠檬酸循环彻底氧化，一部分在线粒体中缩合生成酮体，通过血液运送到其它组织氧化利用。

脂肪酸是人和哺乳动物的主要能源物质。

除脑组织外，大多数组织均能氧化脂肪酸，但在肝和肌肉组织中最活跃。

以软脂酸为例，1mol软脂酸彻底氧化需经7次β–氧化循环，产生7molFADH2、7molNADH＋H+和8mol乙酰CoA。

每molFADH2通过呼吸链可氧化产生1.5molATP；每molNADH＋H+通过呼吸链可氧化产生2.5molATP；每mol乙酰CoA进入柠檬酸循环可产生10molATP。

总计1mol软脂酸彻底氧化共生成（7×1.5）＋（7×2.5）＋（8×10）＝108molATP。

减去脂肪酸活化消耗的2mol高能磷酸键（相当于2molATP），这样彻底氧化1mol软脂酸净生成106molATP。

根据1molA