第10,11章糖酵解和三羧酸循环
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糖酵解,三羧酸循环,磷酸戊糖途径和氧化糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径和氧化
糖酵解是生物体利用复杂的酶系统完成的,它发生在细胞器——线粒体中,是多种有机物氧化燃烧的前提。
糖酵解涉及葡萄糖、淀粉等复杂糖分解,由多种糖原水解酶催化,把糖原分解为二磷酸核糖和有机酸,由于水解酶的活性很低,必须依赖于细胞内的酶系统完成。
糖酵解族产生三个高能载体——二磷酸核糖、三磷酸和腺苷,分别做为三羧酸循环和磷酸戊糖途径的原料。
三羧酸循环(TCA 周期)又称为罗斯氏循环,是一种独特的无氧呼吸,它的反应中,利用生物催化剂,将三种碳水化合物:丙酮酸(Acetoacetate),苏氨酸(Succinate)和谷氨酰胺(Glutamate)分别催化变成环状的三磷酸。
该反应能够释放出有效能,并且能够产生多种化合物和氮原料,新陈代谢的合成是由于该反应的存在,它也是一种重要的氧化还原反应。
磷酸戊糖途径(PGP)是最经常处于反应状态的糖酵解反应之一,它是从二磷酸核糖中分解磷酸分子,产生糖原的一种重要过程。
磷酸戊糖途径是一种重要的分子氧化还原反应,是由一系列复杂的反应途径构成的,反应中产生的磷酸和高能活性物质的消耗,决定了这种反应的运行速率。
氧化还原(Oxidation-Reduction)反应是指电子的转移反应,它是从一种特定的氧化剂去氧化一种特定的还原剂,而后又由其它特定的还原剂去还原氧化剂,最后形成一个闭合的电子转移链。
氧化还
原反应在生命体内有着相当重要的作用,所有生物体的一切生理和化学过程都由氧化还原反应构成,其中涉及糖酵解、三羧酸循环和磷酸戊糖途径等反应。
在高等植物中存在着多条呼吸代谢的生化途径,这是植物在长期进化过程中,对多变环境条件适应的体现。
在缺氧条件下进行酒精发酵和乳酸发酵,在有氧条件下进行三羧酸循环和戊糖磷酸途径,还有脂肪酸氧化分解的乙醛酸循环以及乙醇酸氧化途径等(图5-2)。
图5-2 植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图一、糖酵解己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程,称为糖酵解(glycolysis)。
整个糖酵解化学过程于1940年得到阐明。
为纪念在研究这一途径中有突出贡献的三位生物化学家:G.Embden,O.Meyerhof和J.K.Parnas,又把糖酵解途径称为EmbdenMeyerhofParnas途径,简称EMP途径(EMP pathway)。
糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的细胞中。
(一)糖酵解的化学历程糖酵解途径(图5-3)可分为下列几个阶段:图5-3糖酵解途径1.己糖的活化(1~9)是糖酵解的起始阶段。
己糖在己糖激酶作用下,消耗两个ATP逐步转化成果糖-1,6二磷酸(F-1,6-BP)。
如以淀粉作为底物,首先淀粉被降解为葡萄糖。
淀粉降解涉及到多种酶的催化作用,其中,除淀粉磷酸化酶(starch phosphorylase)是一种葡萄糖基转移酶外,其余都是水解酶类,如α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)、脱支酶(debranching enzyme)、麦芽糖酶(maltase)等。
2.己糖裂解(10~11)即F-1,6-BP在醛缩酶作用下形成甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸,后者在异构酶(isomerase)作用下可变为甘油醛-3-磷酸。
3.丙糖氧化(12~16)甘油醛-3-磷酸氧化脱氢形成磷酸甘油酸,产生1个ATP和1个NADH,同时释放能量。
然后,磷酸甘油酸经脱水、脱磷酸形成丙酮酸,并产生1个ATP,这一过程分步完成,有烯醇化酶和丙酮酸激酶参与反应。
糖酵解过程中糖的氧化分解是在没有分子氧的参与下进行的,其氧化作用所需要的氧来自水分子和被氧化的糖分子。
在高等植物中存在着多条呼吸代谢的生化途径,这是植物在长期进化过程中,对多变环境条件适应的体现。
在缺氧条件下进行酒精发酵和乳酸发酵,在有氧条件下进行三羧酸循环和戊糖磷酸途径,还有脂肪酸氧化分解的乙醛酸循环以及乙醇酸氧化途径等(图5-2)。
图5-2 植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图一、糖酵解己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程,称为糖酵解(glycolysis)。
整个糖酵解化学过程于1940年得到阐明。
为纪念在研究这一途径中有突出贡献的三位生物化学家:G.Embden,O.Meyerhof和J.K.Parnas,又把糖酵解途径称为EmbdenMeyerhofParnas途径,简称EMP途径(EMP pathway)。
糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的细胞中。
(一)糖酵解的化学历程糖酵解途径(图5-3)可分为下列几个阶段:图5-3糖酵解途径1.己糖的活化(1~9)是糖酵解的起始阶段。
己糖在己糖激酶作用下,消耗两个ATP逐步转化成果糖-1,6二磷酸(F-1,6-BP)。
如以淀粉作为底物,首先淀粉被降解为葡萄糖。
淀粉降解涉及到多种酶的催化作用,其中,除淀粉磷酸化酶(starch phosphorylase)是一种葡萄糖基转移酶外,其余都是水解酶类,如α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)、脱支酶(debranching enzyme)、麦芽糖酶(maltase)等。
2.己糖裂解(10~11)即F-1,6-BP在醛缩酶作用下形成甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸,后者在异构酶(isomerase)作用下可变为甘油醛-3-磷酸。
3.丙糖氧化(12~16)甘油醛-3-磷酸氧化脱氢形成磷酸甘油酸,产生1个ATP和1个NADH,同时释放能量。
然后,磷酸甘油酸经脱水、脱磷酸形成丙酮酸,并产生1个ATP,这一过程分步完成,有烯醇化酶和丙酮酸激酶参与反应。
糖酵解过程中糖的氧化分解是在没有分子氧的参与下进行的,其氧化作用所需要的氧来自水分子和被氧化的糖分子。
糖酵解,糖异生,三羧酸循环的部位
糖酵解、糖异生和三羧酸循环的部位如下:
1.糖酵解:糖酵解发生在细胞质中,是生物细胞普遍存在的代谢途径。
涉及
十个酶催化反应,均在胞液中进行。
2.糖异生:糖异生主要在肝脏中进行,是生物体将多种非糖物质转变成葡萄
糖或糖原的过程。
正常情况下,肾的糖异生能力只有肝的1/10,长期饥饿时肾糖异生能力则可大为增强。
糖异生的主要前体是乳酸、丙酮酸、氨基酸及甘油等。
3.三羧酸循环:三羧酸循环发生的部位是线粒体基质。
在线粒体基质中进行,
因为在这个循环中几个主要的中间代谢物是含有三个羧基的有机酸,所以叫做三羧酸循环;有由于器中第一个生成物是柠檬酸,因此又称为柠檬酸循环;或者以发现者Hans Krebs命名为Krebs循环。
反应过程的酶,除了琥珀酸脱氢酶是定位于线粒体内膜外,其余均位于线粒体基质中。
总之,了解生物体的三大代谢途径,可以更清晰地认识细胞、组织以及器官的基本结构和功能。
糖酵解与三羧酸循环的关系咱今天就来唠唠糖酵解和三羧酸循环的关系。
你看啊,这糖酵解就像是一场短跑比赛,快速地把葡萄糖这个“选手”往前推,产生一些能量和中间产物。
它呀,动作迅速,没一会儿就跑完了自己的“赛程”。
那三羧酸循环呢,就好比是一场马拉松啦!它接过糖酵解传来的“接力棒”,也就是那些中间产物,然后慢悠悠但持续不断地进行着复杂而又重要的反应,源源不断地产生更多的能量。
你说这糖酵解和三羧酸循环像不像一对好搭档呀?糖酵解冲锋在前,三羧酸循环稳扎稳打在后。
没有糖酵解开头的努力,三羧酸循环就没东西可“玩”啦;而要是没有三羧酸循环的持续发力,那整个能量产生的过程可就不完整咯。
咱再想想,要是糖酵解突然“闹脾气”不工作了,那三羧酸循环不就干瞪眼啦?就好像汽车没了油,还怎么跑呀?反过来,如果三羧酸循环“偷懒”了,那前面糖酵解的努力不也白费了好多嘛。
而且啊,它们之间的联系可紧密着呢!糖酵解产生的丙酮酸,那可是三羧酸循环的重要“原料”呀。
这就好比是盖房子,糖酵解提供了砖头,三羧酸循环用这些砖头盖出了坚固的大厦。
还有哦,它们的调节也是相互关联的。
就像一个团队里,一个人状态好了,会带动其他人也更有干劲儿。
糖酵解受到一些因素的调节,三羧酸循环也会跟着受到影响呢。
你说神奇不神奇?这俩过程在我们身体里默默地工作着,为我们提供着生命活动所需要的能量。
我们能跑能跳能思考,可都离不开它们呀!
总之呢,糖酵解和三羧酸循环就是这样相互依存、相互影响的关系。
它们共同为我们的身体“保驾护航”,让我们能够健康快乐地生活着。
我们可得好好感谢它们呀!。
糖酵解,三羧酸循环,磷酸己糖途径和氧化
糖是生命的重要能量来源,糖代谢是维持生命活动的必要途径之一。
在糖代谢中,糖酵解,三羧酸循环,磷酸己糖途径和氧化是四个
最为重要的过程。
糖酵解是先把葡萄糖分解成两个分子的丙酮酸,后又将其还原成
丙酮醇,同时生成两个ATP。
这个过程充分利用糖分子的化学能,通过各种酶的作用,完成了多个底物分子转化的复杂反应。
接着,丙酮酸进入三羧酸循环,经丙酮酸脱羧酶转化成丙酮酰辅
酶A。
该转化释放出NADH、FADH2和CO2等代谢产物,并更多向胆固醇、类固醇、ATP等生化合物提供底物。
三羧酸循环是维持身体正常代谢所必不可少的重要途径之一。
磷酸己糖途径是合成和代谢葡萄糖、糖原和糖醇等的主要途径。
在这个过程中,磷酸化、去磷酸化、异构化和缩酮化反应不断展开,
提供了所需的物质基础。
磷酸己糖途径还参与血糖调节及肌肉运动中
的ATP供能,使人们体力充沛,精神饱满。
最后,氧化是糖代谢最为重要的过程。
通过氧化磷酸化作用,NADH和FADH2被还原成NAD+和FAD,同时使ADP合成ATP,能量的交
换和储存不断进行。
这个过程中所释放的致命氧化物质都被人体的抗
氧化系统分解掉,进一步维护了身体健康和长期稳定的生命活动。
总之,糖酵解、三羧酸循环、磷酸己糖途径和氧化这四个过程,构成了糖代谢的主要内容。
它们的互动、协调,弥补了各自不足,形成了一道完整的生化工序。
这对了解和改变人体内代谢的方式有着参考和指导意义。
三羧酸循环由乙酰CoA和草酰乙酸缩合成有三个羧基的柠檬酸, 柠檬酸经一系列反应, 一再氧化脱羧, 经α酮戊二酸、琥珀酸, 再降解成草酰乙酸。
而参与这一循环的丙酮酸的三个碳原子, 每循环一次, 仅用去一分子乙酰基中的二碳单位, 最后生成两分子的C O2 , 并释放出大量的能量。
柠檬酸循环(Citric acid cycle):也称为三羧酸循环(TriCarboxylic Acid cyc le,TCA),Krebs循环。
是用于乙酰CoA中的乙酰基氧化成CO2的酶促反应的循环系统,该循环的第一步是由乙酰CoA与草酰乙酸缩合形成柠檬酸。
一、三羧酸循环的过程乙酰CoA进入由一连串反应构成的循环体系,被氧化生成H2O和CO2。
由于这个循环反应开始于乙酰CoA与草酰乙酸(oxaloacetic acid)缩合生成的含有三个羧基的柠檬酸,因此称之为三羧酸循环或柠檬酸循环(citrate cycle)。
在三羧酸循环中,柠檬酸合成酶催化的反应是关键步骤,草酰乙酸的供应有利于循环顺利进行。
其详细过程如下:(1)乙酰-CoA进入三羧酸循环乙酰CoA具有硫酯键,乙酰基有足够能量与草酰乙酸的羧基进行醛醇型缩合。
首先柠檬酸合酶的组氨酸残基作为碱基与乙酰CoA作用,使乙酰CoA的甲基上失去一个h+,生成的碳阴离子对草酰乙酸的羰基碳进行亲核攻击,生成柠檬酰CoA中间体,然后高能硫酯键水解放出游离的柠檬酸,使反应不可逆地向右进行。
该反应由柠檬酸合成酶(citrate synthase)催化,是很强的放能反应。
由草酰乙酸和乙酰CoA合成柠檬酸是三羧酸循环的重要调节点,柠檬酸合成酶是一个变构酶,ATP是柠檬酸合成酶的变构抑制剂,此外,α-酮戊二酸(α-ketoglutar ate)、NADH能变构抑制其活性,长链脂酰CoA也可抑制它的活性,AMP可对抗AT P的抑制而起激活作用。
(2)异柠檬酸形成柠檬酸的叔醇基不易氧化,转变成异柠檬酸(isocitrate)而使叔醇变成仲醇,就易于氧化,此反应由顺乌头酸酶催化,为一可逆反应。
《三羧酸循环与糖酵解的关系》嘿,咱今天来唠唠三羧酸循环和糖酵解这俩在生物体内的重要过程,看看它们之间有着啥奇妙的关系。
咱先说说糖酵解是啥。
糖酵解就像是身体里的一个小工厂,专门处理葡萄糖这个原材料。
把葡萄糖分解成一些小零件,就像把一个大东西拆成小块,这样身体就能更好地利用它们。
这个过程会产生一点能量,虽然不多,但也能在紧急的时候帮咱一把。
再看看三羧酸循环。
三羧酸循环就像是个大工厂,比糖酵解那个小工厂厉害多了。
它把糖酵解产生的那些小零件进一步加工,变成更多的能量。
就像把小零件组装成大机器,能发挥更大的作用。
那它们俩的关系是啥呢?嘿,这关系可紧密啦。
糖酵解就像是三羧酸循环的前奏曲。
没有糖酵解,三羧酸循环就没东西可加工了。
糖酵解把葡萄糖分解成丙酮酸,丙酮酸就像是个送信的小使者,跑到三羧酸循环这个大工厂里,告诉它有活干了。
三羧酸循环呢,也离不开糖酵解。
如果糖酵解不工作了,三羧酸循环也就没原料了,整个身体的能量生产就会出问题。
就像一个大工厂没有原材料,那就得停工,这可不行。
而且啊,它们俩还互相配合。
糖酵解在缺氧的时候也能工作,产生一点能量应急。
三羧酸循环呢,在有氧的条件下才能发挥最大的作用。
它们就像两个好搭档,一个在紧急的时候顶上去,一个在条件好的时候大显身手。
在我们的身体里,这两个过程一直在不停地运转。
就像两个勤劳的小工人,为我们的身体提供能量。
我们跑步、吃饭、睡觉的时候,它们都在默默地工作着。
总之啊,三羧酸循环和糖酵解的关系可重要啦。
它们就像身体里的两个小魔法师,一起为我们的生命活动提供动力。
我们要好好爱护自己的身体,让这两个过程顺利进行,这样我们才能健康快乐地生活。
嘿嘿。
一.糖无氧氧化反应(分为糖酵解途径和乳酸生成两个阶段)(一)糖酵解的反应过程(不是限速酶的反应均是可逆的)1.葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖[1] 己糖激酶(hexokinase)催化,I-IV型,肝细胞中为IV型,又称葡萄糖激酶区别:前者Km值小、特异性差。
意义:浓度较低时,肝细胞不能利用Glc。
[2]需要Mg++参与,消耗1分子ATP[3]关键酶(限速酶):己糖激酶。
[4]反应不可逆,受激素调控。
[5]磷酸化后的葡萄糖不能透过细胞膜而逸出细胞。
2.2. 6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖[1]醛糖、酮糖异构体互变,需Mg++参与3.6-磷酸果糖转变为1,6-二磷酸果糖(F-1,6-BP ))[1]关键酶:6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1),主要调节点。
.[2]需要Mg++参与,消耗1分子ATP [3]反应不可逆。
4. 磷酸己糖裂解成2分子磷酸丙糖5. 磷酸二羟丙酮转变为3-磷酸甘油醛糖酵解途径上半段完成,消耗2分子ATP6.3-磷酸甘油醛氧化为1、3-二磷酸甘油酸[1]胞浆中脱氢(无氧氧化不产能,有氧氧化产生2.5×2或1.5×2分子ATP)[2]生成高能磷酸键7.1.3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸[1]. 生成1×2分子ATP,产能方式:底物水平磷酸化。
8. 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸9. 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)[1]生成高能磷酸键10. 磷酸烯醇式丙酮酸转变成ATP和丙酮酸[1] 关键酶:.丙酮酸激酶[2]反应不可逆[3]产生1×2个ATP(底物磷酸化)至此完成”糖酵解途径”(二)丙酮酸被还原为乳酸[1]缺氧时进行。
[2]反应由乳酸脱氢酶(LDH)催化[3]2H来自于3-磷酸甘油醛脱氢[4]反应可逆糖酵解的特点:[1]细胞内定位:胞浆(cytosol)[2])限速酶(3个):己糖激酶, 6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1), 丙酮酸激酶[3]产能:方式:底物水平磷酸化数量:2×2-2=2个ATP(从Glc开始)2×2-1=3个ATP(从糖原开始)[4]终产物:lactate(乳酸循环)糖酵解的生理意义:1、在缺氧情况下供能:如高原缺氧、心肺功能不全时缺氧。
糖酵解和三羧酸循环的关系糖酵解和三羧酸循环是细胞内两个重要的能量代谢途径。
它们紧密相连,相互依赖,共同参与生物体内能量的产生和调控,对维持生命活动起着重要的作用。
首先,让我们一起了解一下糖酵解。
糖酵解是一种氧化代谢途径,将葡萄糖分子分解成两个分子的丙酮酸。
这个过程通常需要花费两个ATP分子,并产生四个ATP分子,因此净产生两个ATP分子。
在糖酵解的过程中,还生成了一些还原型辅酶NADH和一些中间物质,如丙酮酸、丁酸和柠檬酸等。
这些中间物质将进一步参与到三羧酸循环中。
接下来,我们来探究一下三羧酸循环。
三羧酸循环是一种氧化代谢途径,将糖酵解过程中生产的丙酮酸、丁酸和柠檬酸等中间物质进一步氧化分解。
在这个过程中,每个丙酮酸分子产生三个NADH、一个FADH₂和一个GTP(即ATP),同时生成一些二氧化碳。
这些NADH和FADH₂将进一步参与到细胞呼吸链中,通过氧化磷酸化产生更多的ATP。
此外,三羧酸循环还可以通过一系列的反应合成脂肪酸和胆固醇等重要的生物分子。
糖酵解和三羧酸循环之间的关系是密不可分的。
糖酵解产生的丙酮酸、丁酸和柠檬酸都是三羧酸循环的输入物质,为三羧酸循环提供了充足的底物。
同时,糖酵解还通过产生的NADH和FADH₂为细胞呼吸链提供了电子供体,进一步参与ATP的产生。
可以说,糖酵解为三羧酸循环的运行提供了必要的物质和能量支持。
此外,糖酵解和三羧酸循环还互相调控作用,保持细胞内代谢的平衡。
当细胞内能量供应充足时,糖酵解的速率会受到抑制,进而降低三羧酸循环的活性。
相反,当细胞内能量供应不足时,糖酵解的速率会增加,进而刺激三羧酸循环的增强。
这种相互调控的机制保证了细胞内能量的稳定,适应不同生理状态下的能量需求。
总结起来,糖酵解和三羧酸循环是细胞内重要的能量代谢途径。
它们之间通过提供底物和能量,相互依赖,共同参与能量的产生和调控。
同时,它们还通过相互调控维持细胞内能量的平衡。
深入理解和掌握糖酵解和三羧酸循环的关系,对于研究细胞能量代谢的机制,促进人类健康和生物技术的发展具有重要的指导意义。
糖酵解与三羧酸循环糖酵解与三羧酸循环是生物体在细胞内利用食物分子(如糖)转化产生能量的主要途径。
这两个过程独立但相互关联,共同参与了细胞代谢的调控和能量供应。
本文将从糖酵解和三羧酸循环的原理、步骤及其相互关系等方面进行探讨。
一、糖酵解糖酵解是细胞内糖类分子(如葡萄糖)分解为较小的化合物,并释放出能量的过程。
这个过程在有氧条件下主要分为两个阶段:糖的准备阶段和糖的氧化阶段。
1.1 糖的准备阶段糖的准备阶段包括糖的活化和分子的分解两个步骤。
首先,葡萄糖分子被磷酸化为葡萄糖-6-磷酸,这一反应需要消耗两个ATP分子。
接着,葡萄糖-6-磷酸分子被拆分为两个分子的三碳糖(酵解的产物),即甘油醛-3-磷酸和二磷酸甘油。
1.2 糖的氧化阶段糖的氧化阶段主要发生在细胞质中的细胞器——线粒体内。
在糖的氧化阶段中,分解产物二磷酸甘油在细胞质中被氧化为丙酮酸,并释放出两个电子和两个氢离子,这两个电子和两个氢离子会与载体分子NAD+结合,形成NADH。
接着,丙酮酸会进一步被氧化为乙酸,而这个过程中同样释放出两个电子和两个氢离子。
最后,乙酸与辅酶A 结合,形成乙酰辅酶A。
二、三羧酸循环三羧酸循环又被称为柠檬酸循环或Krebs循环,是生物体在有氧条件下将乙酰辅酶A进行完全氧化的过程。
这个循环以柠檬酸为起始物质,通过一系列酶催化的反应逐步将柠檬酸分解为氧化产物二氧化碳,并释放出能量。
2.1 柠檬酸生成柠檬酸循环的第一步是将乙酰辅酶A与柠檬酸结合,形成柠檬酸分子。
这一反应是一个放热反应,同时释放出一分子硫辛酸酯和一分子二磷酸腺苷(ADP)生成一个分子磷酸化能量。
2.2 线粒体中的氧化反应柠檬酸分子在接下来的步骤中被氧化,通过一系列的反应得到能量和产物。
具体反应包括柠檬酸分子的脱碳、减氢和水解等过程,分别生成了苹果酸、琥珀酸、丙酮酸和再生柠檬酸等产物。
这些中间产物最终在循环中完全氧化,产生二氧化碳和高能电子载体NADH和FADH2。
糖酵解和三羧酸循环⼀.糖⽆氧氧化反应(分为糖酵解途径和乳酸⽣成两个阶段)(⼀)糖酵解的反应过程(不是限速酶的反应均是可逆的)1.葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖[1] ⼰糖激酶(hexokinase)催化,I-IV型,肝细胞中为IV型,⼜称葡萄糖激酶区别:前者Km值⼩、特异性差。
意义:浓度较低时,肝细胞不能利⽤Glc。
[2]需要Mg++参与,消耗1分⼦ATP[3]关键酶(限速酶):⼰糖激酶。
[4]反应不可逆,受激素调控。
[5]磷酸化后的葡萄糖不能透过细胞膜⽽逸出细胞。
2.2. 6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸果糖[1]醛糖、酮糖异构体互变,需Mg++参与3.6-磷酸果糖转变为1,6-⼆磷酸果糖(F-1,6-BP ))[1]关键酶:6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1),主要调节点。
.[2]需要Mg++参与,消耗1分⼦ATP [3]反应不可逆。
4. 磷酸⼰糖裂解成2分⼦磷酸丙糖5. 磷酸⼆羟丙酮转变为3-磷酸⽢油醛糖酵解途径上半段完成,消耗2分⼦ATP6.3-磷酸⽢油醛氧化为1、3-⼆磷酸⽢油酸[1]胞浆中脱氢(⽆氧氧化不产能,有氧氧化产⽣2.5×2或1.5×2分⼦ATP)[2]⽣成⾼能磷酸键7.1.3-⼆磷酸⽢油酸转变为3-磷酸⽢油酸[1]. ⽣成1×2分⼦ATP,产能⽅式:底物⽔平磷酸化。
8. 3-磷酸⽢油酸转变为2-磷酸⽢油酸9. 2-磷酸⽢油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)[1]⽣成⾼能磷酸键10. 磷酸烯醇式丙酮酸转变成ATP和丙酮酸[1] 关键酶:.丙酮酸激酶[2]反应不可逆[3]产⽣1×2个ATP(底物磷酸化)⾄此完成”糖酵解途径”(⼆)丙酮酸被还原为乳酸[1]缺氧时进⾏。
[2]反应由乳酸脱氢酶(LDH)催化[3]2H来⾃于3-磷酸⽢油醛脱氢[4]反应可逆糖酵解的特点:[1]细胞内定位:胞浆(cytosol)[2])限速酶(3个):⼰糖激酶, 6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1), 丙酮酸激酶[3]产能:⽅式:底物⽔平磷酸化数量:2×2-2=2个ATP(从Glc开始)2×2-1=3个ATP(从糖原开始)[4]终产物:lactate(乳酸循环)糖酵解的⽣理意义:1、在缺氧情况下供能:如⾼原缺氧、⼼肺功能不全时缺氧。
首先,所有的糖类都要水解成单糖才可以继续反应的。
以葡萄糖为例,它本身是比较稳定的化学物质,不易于被氧化。
生物体内,它首先跟一个磷酸分子反应,被磷酸化得到G6P(葡萄糖-6-磷酸),这是一个使葡萄糖激活的反应,得到的G6P就是“活化葡萄糖”,活化的能量和物质(磷酸)都来自ATP;在酶的催化下,G6P进行分子重排,得到F6P(果糖-6-磷酸);重排后的F6P得到了一个活性羟基,在另一种酶的催化下,这个活性羟基再接一个磷酸得到F1,6BP (果糖-1,6-双磷酸),这个反应又需要ATP的供能和供磷酸;又是一种酶的催化,F1,6BP从中间断裂,分解为两个小分子:GADP(3-磷酸甘油醛)和DHAP(磷酸二羟丙酮);DHAP和GADP是同分异构体,DHAP(磷酸二羟丙酮)很容易被转变成GADP(3-磷酸甘油醛),这是一个可逆反应,由于GADP会参与后续反应,所以这个可逆反应会向生成GADP的方向进行着。
到目前为止,看似已经经过了很复杂的反应历程,可是它们还只被称为葡萄糖酵解的“准备阶段”,这个阶段主要是ATP供能,让葡萄糖活化,这些活化反应都不是氧化还原反应。
重要的还在下一阶段,真正的让葡萄糖的能量释放出来。
在光合作用的反应历程中,我们曾数次被氧化型辅酶(NADP+)和还原性辅酶(NADPH)所困扰。
这次它们的弟弟们又要出现了,它们比NADP+和NADPH少了一个磷酸,因此叫做NAD+和NADH。
在酶的指挥调度下,GADP(3-磷酸甘油醛)再得到一个磷酸,被氧化成1,3PG(1,3-二磷酸甘油酸),这是一个氧化还原反应,GADP 失去两个电子,NAD+得到两个电子,跟一个氢离子结合成NADH。
1,3PG中有两个高能磷酸键,因此是一种不稳定的物质。
它会自我降解,得到3PG(3-磷酸甘油酸),高能磷酸键的能量被ADP吸收,和降解出来的磷酸结合成ATP。
又是在酶的指挥下,3PG分子重排,生成2PG(2-磷酸甘油酸)。