糖的无氧氧化(糖酵解)
最后发布时间:2020-07-29 17:20:05
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前言
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)。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。
基本概念
- 底物水平磷酸化:ADP的磷酸化直接和底物脱氢相偶联的方式,称为底物水平磷酸化。
- 氧化磷酸化:是指代谢物脱下的氢,在呼吸链电子传递过程中,释放的能量偶联ADP磷酸化生成ATP的过程,又称为偶联磷酸化。
- 限速酶:反应途径中,催化效率最低,或者催化不可逆反应的酶,可以影响整条代谢途径速度乃至方向。
无氧氧化
葡萄糖在无氧的条件下生成乳酸,并释放少量能量的过程。部位:细胞质。
1. 六碳糖的磷酸化
👉 葡萄糖的磷酸化——>六磷酸葡萄糖
👉 ATP提供磷酸根
👉 消耗1分子ATP
👉 限速酶一 己糖激酶
👉六磷酸葡萄糖——>六磷酸果糖(同分异构体转化)
👉六磷酸果糖——>1,6-二磷酸果糖
这一阶段消耗两分子ATP
2. 六碳糖分解为两个磷酸丙糖(从第四步开始)
👉 1,6-二磷酸果糖裂解
两个磷酸丙糖(磷酸二羟丙酮和三磷酸甘油醛)
👉 磷酸二羟丙酮 三磷酸甘油醛
由于三磷酸甘油醛参与后续反应,所以酮转化为醛。相当于产生两分子的三磷酸甘油醛。
3. 脱氢产能氧化为酸 (从第六步开始)
👉 产生高能磷酸键
👉 第一个ATP的产生
4. 加氢还原为乳酸
糖酵解的调节
原则 | 机制 | 位点 |
---|---|---|
按需调节 | 负反馈 | 限速酶 |
酶 | 调节的方式 | 说明 |
---|---|---|
己糖激酶(HK) | 同工酶调节 | 不同的组织器官有不同的酶 |
6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1) | 别构调节 | 小分子化合物与酶结合,改变其空间构想,改变酶活性 |
丙酮酸激酶(PK) | 共价修饰调节 | - |
己糖激酶(HK)
通过同工酶调节, 哺乳动物发现四种同工酶, 肝脏中为葡糖激酶
(GK)
葡糖激酶(GK)特点:
- 主要存在于肝脏和胰腺β细胞
- 对葡萄糖的亲和力很低
- 受激素调节(大量进食促进胰岛素分泌,进而激活己糖激酶)
6-磷酸果糖激酶-1(PFK-1)
- 终产物ATP是
PFK-1
的变构抑制剂 ADP AMP
是变构激活剂1,6-二磷酸果糖
是激活剂2,6-二磷酸果糖
是激活剂
丙酮酸激酶(PK)
- 磷酸化无活性, 去磷酸化有活性
- 胰高血糖素促进
PK
磷酸化使其失活, 同时也抑制2,6-二磷酸果糖
的生成(关闭糖分解代谢)
骨骼肌糖酵解调节
肝脏糖酵解调节
糖酵解的意义
- 机体在缺氧情况下快速获取能量的有效方式
- 某些细胞在氧供应正常的情况下的重要途径
- 成熟红细胞没有线粒体, 不能进行有氧氧化
- 神经细胞需氧大