葡萄糖或糖原在无氧或缺氧条件下,分解为乳酸同时产生少量ATP的过程,由于此过程与酵母菌使糖生醇发酵的过程基本相似,故称为糖酵解。催化糖酵解反应的一系列酶存在细胞质中,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。
定义:糖酵解是指在无氧条件下,葡萄糖在细胞质中被分解成为丙酮酸的过程,此过程中伴有少量ATP的生成。
普遍性:糖酵解是真核生物和原核生物所有细胞共有的代谢途径。
糖酵解途径通常分为三个阶段:引发阶段、裂解阶段和氧化还原阶段。
引发阶段:
步骤:葡萄糖首先经过磷酸化、异构化等反应,生成1,6-果糖二磷酸。
关键反应:
葡萄糖磷酸化成为葡萄糖-6-磷酸,由己糖激酶催化,消耗1分子ATP。果糖-6-磷酸磷酸化,转变为1,6-果糖二磷酸,由6-磷酸果糖激酶催化,消耗1分子ATP。
裂解阶段:
步骤:1,6-果糖二磷酸在醛缩酶的作用下,折半分解成两分子磷酸丙糖(磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛)。
互变:磷酸二羟丙酮和3-磷酸甘油醛可互变,最终1分子葡萄糖转变为2分子3-磷酸甘油醛。
氧化还原阶段:
步骤:3-磷酸甘油醛经过一系列氧化还原反应,最终生成丙酮酸。
关键反应:
3-磷酸甘油醛的氧化和NAD+的还原,生成1,3-二磷酸甘油酸,产生一个高能磷酸键,同时生成NADH。
1,3-二磷酸甘油酸的氧化和ADP的磷酸化,生成3-磷酸甘油酸和ATP。
磷酸烯醇式丙酮酸经丙酮酸激酶催化,将高能磷酸键转移给ADP,生成烯醇式丙酮酸和ATP。
丙酮酸在乳酸脱氢酶催化下,由NADH+H+提供氢,还原成乳酸(在无氧条件下)。
生理意义
能量供应:在缺氧或无氧条件下,糖酵解是生物体获取能量的重要途径。代谢中间产物:糖酵解的某些中间产物是脂类、氨基酸等合成的前体,与其他代谢途径相联系。特定组织能量来源:某些组织细胞(如红细胞、视网膜、角膜等)在无氧条件下依赖糖酵解获得能量。关键酶与调节
关键酶:己糖激酶、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶是糖酵解途径中的关键酶,它们的活性直接影响糖酵解的速度和方向。调节机制:包括激素调节(如胰岛素可诱导关键酶合成,增强糖酵解过程)和代谢物对限速酶的变构调节(如磷酸果糖激酶-1是糖酵解途径中最重要的调节点)。综上所述,糖酵解途径是生物体内糖代谢的核心过程之一,对于生物体的能量供应和代谢调节具有重要意义。
步骤概述:糖酵解途径包括10步酶催化反应,从葡萄糖的磷酸化开始,经过一系列中间产物的生成和转化,最终生成丙酮酸。关键步骤:包括葡萄糖的磷酸化、6-磷酸葡萄糖的异构反应、6-磷酸果糖的磷酸化、1,6-二磷酸果糖的裂解、磷酸丙糖的氧化和磷酸化等返回搜狐,查看更多