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β-氧化指的是脂肪酸氧化分解，最终产生乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）和酮体的过程。
就和脂肪酸合成一样，脂肪酸的分解也是逐步进行的。脂肪酸首先变成Acyl-CoA的活化形式。
接下来反应有4个步骤：
- 脂酰辅酶A透过酰基辅酶A脱氢酶进行脱氢（产物：烯醇基辅酶A）
- 水合（英文：Hydration）（产物：β-羟酰基辅酶A）
- 再脱氢（产物：β-酮酰基辅酶A）
- 硫解（英文：Thiolysis）获得乙酰辅酶A以及缩短的Acyl-CoA。
β-碳原子分别在第2.4步骤反应中被氧化为羟基和再进一步成为酮基。脱下的氢离子和电子会被FADH2 和 NADH + H+带到电子传递链产生能量。每进行一次β-氧化，一个乙酰辅酶A就会断裂离开，脂肪酸分子脱下了两个碳原子。过程不断重复直到脂肪酸彻底分解。
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