糖酵解
糖类最主要的生理功能是为机体提供生命活动所需要的能量。糖分解代谢是生物体取得能量的主要方式。生物体中糖的氧化分解主要有3条途径:糖的无氧氧化、糖的有氧氧化和磷酸戊糖途径。其中,糖的无氧氧化又称糖酵解(glycolysis)。催化糖酵解反应的一系列酶存在于细胞质中,因此糖酵解全部反应过程均在细胞质中进行。糖酵解是所有生物体进行葡萄糖分解代谢所必须经过的共同阶段。
基本信息
- 中文名
糖酵解
- 外文名
glycolysis
- 生物化学
无氧呼吸作用 葡萄糖
- 阶段
活化阶段、放能阶段
物质概述
生物在无氧条件下,从糖的降解代谢中获得能量的途径,也是大多数生物进行葡萄糖有氧氧化的一个准备途径。在此过程中,六碳的葡萄糖分子经过十多步酶催化的反应,分裂为两分子三碳的丙酮酸,同时使两分子腺苷二磷酸(ADP)与无机磷酸(Pi)结合生成两分子腺苷三磷酸(ATP)。
丙酮酸的进一步代谢,因生物种属的不同以及供氧情况的差别而有不同的道路。例如在无氧情况下,强烈收缩的动物肌肉细胞中,丙酮酸还原为乳酸,在许多微生物中可分解为乙醇或乙酸等;在有氧情况下,则氧化成二氧化碳和水。
反应过程
糖酵解过程是从葡萄糖开始分解生成丙酮酸的过程,全过程共有10步酶催化反应。
1.葡萄糖磷酸化
糖酵解第一步反应是由己糖激酶催化葡萄糖的C6被磷酸化,形成6-磷酸葡萄糖。该激酶需要Mg2+离子作为辅助因子,同时消耗一分子ATP,该反应是不可逆反应。
2.6-磷酸葡萄糖异构转化为6-磷酸果糖
这是一个醛糖-酮糖同分异构化反应,此反应由磷酸己糖异构酶催化醛糖和酮糖的异构转变,需要Mg2+离子参与,该反应可逆。
3.6-磷酸果糖磷酸化生成1,6-二磷酸果糖
此反应是由磷酸果糖激酶催化6-磷酸果糖磷酸化生成1,6-二磷酸果糖,消耗了第二个ATP分子。
4.1,6-二磷酸果糖裂解
在醛缩酶的作用下,使己糖磷酸1,6-二磷酸果糖C3和C4之间的键断裂,生成一分子3-磷酸甘油醛和一分子磷酸二羟丙酮。
5.3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮的相互转换
3-磷酸甘油醛是酵解下一步反应的底物,所以磷酸二羟丙酮需要在丙糖磷酸异构酶的催化下转化为3-磷酸甘油醛,才能进一步酵解。
6.3-磷酸甘油醛的氧化
3-磷酸甘油醛在NAD+和H3P04存在下,由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化生成1,3-二磷酸甘油酸,这一步是酵解中惟一的氧化反应。
7.1,3-二磷酸甘油酸转变为3-磷酸甘油酸
在磷酸甘油酸激酶的作用下,将1,3-二磷酸甘油酸高能磷酰基转给ADP形成ATP和3-磷酸甘油酸。