介绍
酰基辅酶A氧化酶（ACYL-CoA Oxidase, ACOX）属于黄素依赖型氧化酶，为同源二聚体（由两个相同亚基 A/B 组成），分子量约 120~140 kDa，所有功能位点（FAD 结合位点、ATP 结合位点、催化位点）均位于二聚体界面，每个亚基包含多个 α- 螺旋与 β- 折叠，其中 FAD 结合域与催化域高度保守。
酰基辅酶A氧化酶
家族成员
酰基辅酶A氧化酶家族包含 7 个成员（ACOX-1.1~1.4、ACOX-3 等），其中 5 个直接参与 ascaroside 信息素的合成：这类信息素是线虫化学通讯的核心信号分子，通过调控侧链长度，介导线虫的 dauer 幼虫形成、聚集行为及交配选择。例如，ACOX-1.1 偏好短链酰基 - CoA，生成 C2 侧链的 ascaroside，而 ACOX-1.2 则生成 C4 侧链产物。
应用
酰基辅酶A氧化酶作用于过氧化物酶体脂肪酸 β- 氧化循环中，同时参与线虫、植物等生物的次生代谢调控。ACOX 通过将电子传递给分子氧生成过氧化氢，而非电子传递链，实现长链脂肪酸、支链脂肪酸及胆汁酸前体的降解。此外，在秀丽隐杆线虫（C. elegans）中，ACOX 还调控 ascaroside 信息素的生物合成，介导线虫的发育与行为协同，体现其在初级代谢与次生代谢中的双重功能。
结构与机制
酰基辅酶A氧化酶的功能依赖其独特的同源二聚体结构及辅因子/调节剂结合位点。
（1）FAD 辅因子结合位点
FAD以非共价方式结合于二聚体界面，每个亚基对应一个 FAD 结合位点，由α- 螺旋 αK、αL 及催化环构成，FAD 的异咯嗪环通过疏水作用与催化环的氨基酸残基堆叠，核糖磷酸链则通过氢键与 R320、Q322 等残基相互作用；无 ATP 时，FAD 的解离速率约 1.93 h⁻¹，半数 FAD 在 20 分钟内解离；而 ATP 结合后，FAD 的解离速率显著降低，结合亲和力提升约 30 倍，直接增强酰基辅酶A氧化酶活性。
（2）ATP 别构结合位点
ATP结合位点是酰基辅酶A氧化酶的独特结构特征，埋于二聚体界面深处，紧邻 FAD 结合位点，由两个亚基的 α- 螺旋束（αM、αN、αL）构成，而非常见的核苷酸结合环（loop）基序；仅存在于部分线虫 ACOX 及少数植物 ACOX 中，人类 ACOX 无此位点，该调节机制为线虫等生物特有的代谢调控策略；仅结合 ATP，不结合 ADP、AMP、GTP 或脱氧 ATP，突变关键结合残基会完全阻断 ATP 结合，且导致 FAD 结合能力丧失。
（3）催化位点
酰基辅酶A氧化酶的催化位点位于 FAD 结合位点附近，核心为催化谷氨酸残基，其功能是抽提酰基 - CoA 底物的 α- 质子而活化。无 ATP/FAD 时，催化环呈无序状态；结合 ATP/FAD 后，催化环通过氢键网络固定为活性构象，确保催化效率[1,2]。
参考文献
[1]Núria R ,Antonia B ,Cristina R , et al.Fibrate treatment does not modify the expression of acyl coenzyme A oxidase in human liver.[J].Clinical pharmacology and therapeutics,2002,72(6):692-701.
[2]Perez H D ,Mondal A ,Xu W , et al.ATP allosterically regulates an acyl-CoA oxidase[J].Nature Communications,2025,16(1):7318-7318.