糖酵解
糖酵解過(guò)程是從葡萄糖開(kāi)始分解生成丙酮酸的過(guò)程，發(fā)生于細(xì)胞質(zhì)中歹啼，是所有生物進(jìn)行葡萄糖分解代謝的必須共同階段玄渗。糖酵解是一種低效產(chǎn)生ATP的途徑座菠，每個(gè)單位的葡萄糖可以生成2分子的ATP。
全過(guò)程共有10步酶催化反應(yīng)藤树。
- 葡萄糖磷酸化
糖酵解第一步反應(yīng)是由己糖激酶（關(guān)鍵酶）催化葡萄糖的C6被磷酸化浴滴，形成6-磷酸葡萄糖。該激酶需要Mg2+離子作為輔助因子岁钓，同時(shí)消耗一分子ATP升略，該反應(yīng)是不可逆反應(yīng)。 - 6-磷酸葡萄糖異構(gòu)轉(zhuǎn)化為6-磷酸果糖
這是一個(gè)醛糖-酮糖同分異構(gòu)化反應(yīng)屡限，此反應(yīng)由磷酸己糖異構(gòu)酶催化醛糖和酮糖的異構(gòu)轉(zhuǎn)變降宅，需要Mg2+離子參與，該反應(yīng)可逆囚霸。 - 6-磷酸果糖磷酸化生成1，6-二磷酸果糖
此反應(yīng)是由磷酸果糖激酶（關(guān)鍵酶）催化6-磷酸果糖磷酸化生成1激才，6-二磷酸果糖拓型，消耗了第二個(gè)ATP分子。 - 1, 6-二磷酸果糖裂解
在醛縮酶的作用下瘸恼，使己糖磷酸1劣挫，6-二磷酸果糖C3和C4之間的鍵斷裂，生成一分子3-磷酸甘油醛和一分子磷酸二羥丙酮东帅。 - 3-磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮的相互轉(zhuǎn)換
3-磷酸甘油醛是酵解下一步反應(yīng)的底物压固，所以磷酸二羥丙酮需要在丙糖磷酸異構(gòu)酶的催化下轉(zhuǎn)化為3-磷酸甘油醛，才能進(jìn)一步酵解靠闭。 - 3-磷酸甘油醛的氧化
3-磷酸甘油醛在NAD+和H3P04存在下帐我，由3-磷酸甘油醛脫氫酶催化生成1，3-二磷酸甘油酸愧膀，這一步是酵解中唯一的氧化反應(yīng)拦键。 - 1, 3-二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸甘油酸
在磷酸甘油酸激酶的作用下，將1檩淋，3-二磷酸甘油酸高能磷醴椅基轉(zhuǎn)給ADP形成ATP和3-磷酸甘油酸。 - 甘油酸-3-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)楦视退?2-磷酸
在磷酸甘油酸變位酶催化下蟀悦，甘油酸-3-磷酸分子中C3的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到C2上媚朦，形成甘油酸-2-磷酸，需要Mg2+離子參與日戈。 - 甘油酸-2-磷酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?br> 在烯醇化酶催化下询张，甘油酸-2-磷酸脫水，分子內(nèi)部能量重新分布而生成磷酸烯醇式丙酮酸烯醇磷酸鍵浙炼，這是糖酵解途徑中第二種高能磷酸化合物瑞侮。
- 丙酮酸的生成
在丙酮酸激酶（關(guān)鍵酶）催化下的圆，磷酸烯醇式丙酮酸分子高能磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP，是糖酵解途徑第二次底物水平磷酸化反應(yīng)半火，需要Mg2+和K+參與越妈，反應(yīng)不可逆。
磷酸戊糖途徑
磷酸戊糖途徑又稱(chēng)為磷酸己糖支路钮糖。這是因?yàn)樵谔墙徒獾倪^(guò)程中梅掠，葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖之后，可以經(jīng)過(guò)一輪循環(huán)反應(yīng)店归，又回到6-磷酸葡萄糖阎抒。
戊糖途徑的主要功能特點(diǎn)是葡萄糖直接氧化脫氫和脫羧，不必經(jīng)過(guò)糖酵解和三羧酸循環(huán)消痛，脫氫酶的輔酶不是NAD+而是NADP+且叁，產(chǎn)生的NADPH作為還原劑以供生物合成用，而不是傳遞給O2秩伞，無(wú)ATP的產(chǎn)生和消耗逞带。
這個(gè)途徑最大的意義在于產(chǎn)生大量NADPH，為細(xì)胞的各種合成反應(yīng)提供還原劑纱新。
此途徑在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行展氓，可分為兩個(gè)階段
第一階段是氧化階段，由G-6-P脫氫生成6-磷酸葡糖酸內(nèi)酯開(kāi)始脸爱，然后水解生成6-磷酸葡糖酸遇汞，再氧化脫羧生成5-磷酸核酮糖。NADP+是所有上述氧化反應(yīng)中的電子受體簿废。
第二階段是非氧化階段空入，5-磷酸核酮糖經(jīng)過(guò)一系列轉(zhuǎn)酮基及轉(zhuǎn)醛基反應(yīng)，反應(yīng)的性質(zhì)是異構(gòu)或分子重排族檬，經(jīng)過(guò)磷酸丁糖执庐、磷酸戊糖及磷酸庚糖等中間代謝物最后生成3-磷酸甘油醛及6-磷酸果糖，后二者還可重新進(jìn)入糖酵解途徑而進(jìn)行代謝导梆。
三羧酸循環(huán)
三羧酸循環(huán)（tricarboxylic acid cycle轨淌，TCA cycle）是需氧生物體內(nèi)普遍存在的代謝途徑。原核生物中分布于細(xì)胞質(zhì)看尼，真核生物中分布在線(xiàn)粒體递鹉。因?yàn)樵谶@個(gè)循環(huán)中幾個(gè)主要的中間代謝物是含有三個(gè)羧基的有機(jī)酸，例如檸檬酸（C6）藏斩，所以叫做三羧酸循環(huán)躏结，又稱(chēng)為檸檬酸循環(huán)（citric acid cycle）或者是TCA循環(huán)；或者以發(fā)現(xiàn)者Hans Adolf Krebs（英1953年獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)）的姓名命名為Krebs循環(huán)狰域。三羧酸循環(huán)是三大營(yíng)養(yǎng)素（糖類(lèi)媳拴、脂類(lèi)黄橘、氨基酸）的最終代謝通路，又是糖類(lèi)屈溉、脂類(lèi)塞关、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐。
其詳細(xì)過(guò)程如下：
- 乙酰-CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)
乙酰CoA具有硫酯鍵子巾，乙醴基有足夠能量與草酰乙酸的羧基進(jìn)行醛醇型縮合。首先檸檬酸合酶的組氨酸殘基作為堿基與乙酰-CoA作用线梗，使乙酰-CoA的甲基上失去一個(gè)H+椰于，生成的碳陰離子對(duì)草酰乙酸的羰基碳進(jìn)行親核攻擊，生成檸檬酰-CoA中間體仪搔，然后高能硫酯鍵水解放出游離的檸檬酸瘾婿，使反應(yīng)不可逆地向右進(jìn)行。該反應(yīng)由檸檬酸合酶（citratesynthase）催化烤咧，是很強(qiáng)的放能反應(yīng)偏陪。由草酰乙酸和乙酰-CoA合成檸檬酸是三羧酸循環(huán)的重要調(diào)節(jié)點(diǎn)，檸檬酸合酶是一個(gè)變構(gòu)酶髓削，ATP是檸檬酸合酶的變構(gòu)抑制劑，此外镀娶，α-酮戊二酸立膛、NADH能變構(gòu)抑制其活性，長(zhǎng)鏈脂酰-CoA也可抑制它的活性梯码，AMP可對(duì)抗ATP的抑制而起激活作用宝泵。 - 異檸檬酸形成
檸檬酸的叔醇基不易氧化，轉(zhuǎn)變成異檸檬酸而使叔醇變成仲醇轩娶，就易于氧化儿奶，此反應(yīng)由順烏頭酸酶催化，為一可逆反應(yīng)鳄抒。 - 第一次脫氫——異檸檬酸脫氫酶
在異檸檬酸脫氫酶作用下闯捎，異檸檬酸的仲醇氧化成羰基耐齐，生成草酰琥珀酸（oxalosuccinicacid）的中間產(chǎn)物捉腥，后者在同一酶表面伊磺，快速脫羧生成α-酮戊二酸（α-ketoglutarate）澈蝙、NADH和CO2沟沙，此反應(yīng)為β-氧化脫羧拴魄，此酶需要鎂離子作為激活劑谤狡。此反應(yīng)是不可逆的竟终，是三羧酸循環(huán)中的限速步驟并蝗，ADP是異檸檬酸脫氫酶的激活劑祭犯，而ATP秸妥，NADH是此酶的抑制劑。 - 第二次脫氫——α-酮戊二酸脫氫酶
在α-酮戊二酸脫氫酶系作用下沃粗，α-酮戊二酸氧化脫羧生成琥珀酰-CoA粥惧、NADH·H+和CO?，反應(yīng)過(guò)程完全類(lèi)似于丙酮酸脫氫酶系催化的氧化脫羧陪每，屬于α-氧化脫羧影晓，氧化產(chǎn)生的能量中一部分儲(chǔ)存于琥珀酰coa的高能硫酯鍵中。α-酮戊二酸脫氫酶系也由三個(gè)酶（α-酮戊二酸脫羧酶檩禾、硫辛酸琥珀豕仪基轉(zhuǎn)移酶、二氫硫辛酸脫氫酶）和五個(gè)輔酶（tpp盼产、硫辛酸饵婆、hscoa、NAD+戏售、FAD）組成侨核。此反應(yīng)也是不可逆的。α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體受ATP灌灾、GTP搓译、NADH和琥珀酰-CoA抑制，但其不受磷酸化/去磷酸化的調(diào)控锋喜。 - 底物磷酸化生成ATP
在琥珀酸硫激酶（succinatethiokinase）的作用下些己，琥珀酰-CoA的硫酯鍵水解，釋放的自由能用于合成gtp嘿般，在細(xì)菌和高等生物可直接生成ATP段标，在哺乳動(dòng)物中，先生成GTP炉奴，再生成ATP逼庞，此時(shí)，琥珀酰-CoA生成琥珀酸和輔酶A瞻赶。 - 第三次脫氫——琥珀酸脫氫酶
琥珀酸脫氫酶（succinatedehydrogenase）催化琥珀酸氧化成為延胡索酸赛糟。該酶結(jié)合在線(xiàn)粒體內(nèi)膜上，而其他三羧酸循環(huán)的酶則都是存在線(xiàn)粒體基質(zhì)中的砸逊，這酶含有鐵硫中心和共價(jià)結(jié)合的FAD虑灰，來(lái)自琥珀酸的電子通過(guò)FAD和鐵硫中心，然后進(jìn)入電子傳遞鏈到O?痹兜，丙二酸是琥珀酸的類(lèi)似物穆咐，是琥珀酸脫氫酶強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)性抑制物，所以可以阻斷三羧酸循環(huán)。 - 延胡索酸的水化
延胡索酸酶僅對(duì)延胡索酸的反式雙鍵起作用对湃，而對(duì)順丁烯二酸（馬來(lái)酸）則無(wú)催化作用崖叫，因而是高度立體特異性的。 - 第四次脫氫——蘋(píng)果酸脫氫酶（草酰乙酸再生）
在蘋(píng)果酸脫氫酶（malicdehydrogenase）作用下拍柒，蘋(píng)果酸仲醇基脫氫氧化成羰基心傀，生成草酰乙酸（oxalocetate），NAD+是脫氫酶的輔酶拆讯，接受氫成為NADH·H+脂男。
在三羧酸循環(huán)中，最初草酰乙酸因參加反應(yīng)而消耗种呐，但經(jīng)過(guò)循環(huán)又重新生成宰翅。所以每循環(huán)一次，凈結(jié)果為1個(gè)乙跛遥基通過(guò)兩次脫羧而被消耗汁讼。循環(huán)中有機(jī)酸脫羧產(chǎn)生的二氧化碳，是機(jī)體中二氧化碳的主要來(lái)源阔墩。在三羧酸循環(huán)中嘿架，共有4次脫氫反應(yīng)，脫下的氫原子以NADH+H+和FADH2的形式進(jìn)入呼吸鏈啸箫，最后傳遞給氧生成水耸彪，在此過(guò)程中釋放的能量可以合成ATP。乙酰輔酶A不僅來(lái)自糖的分解忘苛，也可由脂肪酸和氨基酸的分解代謝中產(chǎn)生蝉娜，都進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化。并且柑土，凡是能轉(zhuǎn)變成三羧酸循環(huán)中任何一種中間代謝物的物質(zhì)都能通過(guò)三羧酸循環(huán)而被氧化蜀肘。所以三羧酸循環(huán)實(shí)際是糖绊汹、脂稽屏、蛋白質(zhì)等有機(jī)物在生物體內(nèi)末端氧化的共同途徑。三羧酸循環(huán)既是分解代謝途徑西乖，但又為一些物質(zhì)的生物合成提供了前體分子狐榔。如草酰乙酸是合成天冬氨酸的前體，α-酮戊二酸是合成谷氨酸的前體获雕。一些氨基酸還可通過(guò)此途徑轉(zhuǎn)化成糖薄腻。
