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-enoyl CoA),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,同时伴有两分子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(βhydroxy acylCoA)。
c 再脱氢:β-羟脂酰CoA在β-羟脂酰CoA脱氢酶(L-βhydroxy acyl CoAdehydrogenase)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3分子ATP.
d 硫解:β-酮脂酰CoA在β-酮脂酰CoA在硫解酶(β-ketoacylCoA thiolase)催化下,加一分子CoA SH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,尚无明确的调控位点。