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糖酵解(glycolysis)
酶將葡萄糖降解成丙酮酸,並生成ATP和NADH的過程。此過程在細胞質中進行, 並且是不耗氧的過程。
糖酵解途徑是指細胞在細胞質中分解葡萄糖生成丙酮酸的過程,此過程中伴有少量ATP的生成。這一過程是在細胞質中進行,不需要氧氣,每一反應步驟基本都由特異的酶催化。在缺氧條件下丙酮酸被還原為乳酸,有氧條件下丙酮酸可進一步氧化分解生成乙醯CoA進入三羧酸迴圈,生成CO2和H2O。糖酵解總共包括10個連續步驟,均由對應的酶催化。
總反應為:葡萄糖+2ATP+2ADP+2Pi+2NAD+ ——>2丙酮酸+4ATP+2NADH+2H++2H2O
(1)葡萄糖磷酸化
葡萄糖氧化是放能反應,但葡萄糖是較穩定的化合物,要使之放能就必須給與活化能來推動此反應,即必須先使葡萄糖從穩定狀態變為活躍狀態,活化一個葡萄糖需要消耗1個ATP,一個ATP放出一個高能磷酸鍵,大約放出30.5kj自由能,大部分變為熱量而散失,小部分使磷酸與葡萄糖結合生成葡萄糖-6-磷酸。己糖激酶。
(2)葡萄糖-6-磷酸重排生成果糖-6-磷酸。葡萄糖磷酸異構酶。
(3)生成果糖-1、6-二磷酸。磷酸果糖激酶。
1個葡萄糖分子消耗了2個ATP分子而活化,經酶的催化生成果糖-1,6-二磷酸分子。
(4)果糖-1、6-二磷酸斷裂成3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮,醛縮酶。
(5)磷酸二羥丙酮很快轉變為3-磷酸甘油醛。丙糖磷酸異構酶。
以上為第一階段,1個6C的葡萄糖轉化為2個3C化合物PGAL,消耗2個ATP用於葡萄糖的活化,如果以葡萄糖-1-磷酸形式進入糖酵解,僅消耗一個ATP。這一階段沒有發生氧化還原反應。
(6)3-磷酸甘油醛氧化生成1、3-二磷酸甘油酸,釋放出兩個電子和一個H+, 傳遞給電子受體NAD+,生成NADH+ H+,並且將能量轉移到高能磷酸鍵中。3-磷酸甘油脫氫酶。
(7)不穩定的1、3-二磷酸甘油酸失去高能磷酸鍵,生成3-磷酸甘油酸,能量轉移到ATP中,一個1、3-二磷酸甘油酸生成一個ATP。磷酸甘油酸激酶。底物水平磷酸化
(8)3-磷酸甘油酸重排生成2-磷酸甘油酸。磷酸甘油酸變位酶。
(9)2-磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸PEP。烯醇化酶。
(10)PEP將磷酸基團轉移給ADP生成ATP,同時形成丙酮酸。丙酮酸激酶。底物水平磷酸化。
以上為糖酵解第二個階段。一分子的PGAL在酶的作用下生成一分子的丙酮酸。在此過程中,發生一次氧化反應生成一個分子的NADH,發生兩次底物水平的磷酸化,生成2分子的ATP。這樣,一個葡萄糖分子在糖酵解的第二階段共生成4個ATP和2個NADH+H+,產物為2個丙酮酸。在糖酵解的第一階段,一個葡萄糖分子活化中要消耗2個ATP,因此在糖酵解過程中一個葡萄糖生成2分子的丙酮酸的同時,淨得2分子ATP,2分子NADH,和2分子水。
糖酵解的關鍵酶:有3個,即己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶,它們催化的反應基本上都是不可逆的。
重要性:6-磷酸果糖激酶-1>丙酮酸激酶>己糖激酶
糖酵解是如何一步一步被發現的
1897年,德國生化學家 E.畢希納發現離開活體的釀酶具有活性以後,極大地促進了生物體內糖代謝的研究。釀酶發現後的幾年之內,就揭示了糖酵解是動植物和微生物體內普遍存在的過程。英國的F.G.霍普金斯等於1907年發現肌肉收縮同乳酸生成有直接關係。英國生理學家A.V.希爾,德國的生物化學家O.邁爾霍夫、O.瓦爾堡等許多科學家經歷了約20年,從每一個具體的化學變化及其所需用的酶、輔酶以及化學能的傳遞等各方面進行探討,於1935年終於闡明瞭從葡萄糖(6碳)轉變其中乳酸(3碳)或酒精(2碳)經歷的12箇中間步驟,並且闡明在這過程中有幾種酶、輔酶和ATP等參加反應。
回覆列表
丙酮酸在轉氨酶的作用下轉化成非必須氨基酸.
在有氧呼吸作用過程中,先是在細胞質基質中葡萄糖分解為兩分子丙酮酸與還原態氫。然後是線上粒體中丙酮酸與水徹底分解為二氧化碳和還原態氫
丙酮酸是葡萄糖氧化分解的中間產物,進而分解為二氧化碳和水(或者是酒精)。也是糖類和蛋白質類的聯絡產物,蛋白質脫氨基後就形成了酮酸,這也就成為了必要氨基酸和非必要氨基酸的分類標準