糖酵解

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糖酵解(glycolysis),又称Embedn-Meyerhof-Parnas途径(EMP途径),是生物体内最重要之代谢途径之一,发生在几乎所用活细胞之中,经该途径,葡萄糖或其他单糖经此氧化成丙酮酸,并产生NADH和少量ATP。该途径分为两个阶段(引发阶段和产能阶段),共十个步骤。[1]

过程

引发阶段

步骤 项目 图示 注文 参数(ATP/能量变化)(个/kJ/mol)
葡萄糖 (Glc) 葡萄糖 极限糊精麦芽糖山梨糖醇
果糖葡萄糖酸内酯1-磷酸葡糖
32
←ATP
己糖激酶(hexokinase/HK)或
葡糖激酶(glucokinase/GK)
1CZA 来自:PDB 参与反应的辅因子:Mg2+(有时可为Mn2+
长期调控抑制剂:胰岛素
短期调控抑制剂:6-磷酸葡糖乙酰辅酶AN-乙酰葡糖胺
ΔGΘ'=-16.74
ΔG=-33.47
→ADP
6-磷酸葡糖 (G6P) 1-磷酸葡糖6-磷酸葡萄糖酸内酯 33
磷酸己糖异构酶(phosphohexose isomerase/PHI) 1IAT 来自:PDB 参与反应的辅因子:Mg2+(有时可为Mn2+
短期调控抑制剂:ATP磷酸烯醇式丙酮酸2-脱氧-6-磷酸葡糖6-磷酸葡糖
ΔGΘ'=+1.67
ΔG=-2.51
6-磷酸果糖 (F6P) 6-磷酸葡糖胺7-磷酸景天庚酮糖
3-磷酸甘油醛6-磷酸己酮糖果糖
2,6-二磷酸果糖6-磷酸甘露糖
33
←ATP
磷酸果糖激酶-1(phosphofructose kinase/PFK-1) 5PZU 来自:PDB 参与反应的辅因子:Mg2+(有时可为Mn2+
短期调控激活剂:cAMPADPAMPPi2,6-二磷酸果糖
短期调控抑制剂:ATP柠檬酸磷酸烯醇式丙酮酸

糖酵解反应里最关键的限速反应

ΔGΘ'=-14.23
ΔG=-22.18
→ADP
1,6-二磷酸果糖 (FBP) 1-磷酸果糖 34
醛缩酶(aldolase\ALDOA)
生成“1”、“2”
1ALD 来自:PDB 参与反应的辅因子:Zn2+(真菌和细菌的催化中心)
短期调控抑制剂:ATPpi(仅在肌肉中)
ΔGΘ'=+23.85
ΔG=-1.25
磷酸二羟丙酮 (DHAP) 3-磷酸甘油1,7-二磷酸景天庚酮糖1-磷酸果糖 17
磷酸丙糖异构酶(triose phosphate isomerase\TIM\TPI) 4UNL 来自:PDB ΔGΘ'=+7.53
ΔG=+2.51
3-磷酸甘油醛 (GAP) 甘油醛4-磷酸赤藓糖5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖 17
注::总反应起始物:总反应中间产物:总反应最终产物:不可逆反应 :可逆反应:指向其他相关反应

[1][2]

产能阶段

步骤 项目 图示 注文 参数(ATP/能量变化)(个/kJ/mol)
3-磷酸甘油醛 (GAP) 甘油醛4-磷酸赤藓糖5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖 17
←Pi+NAD+
3-磷酸甘油醛脱氢酶(glyceraldehyde
3-phosphate dehydrogenase\GAPDH)
1U8F 来自:PDB 长期调控抑制剂: 甲状腺激素 ΔGΘ'=+6.28
ΔG=-1.67
→NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸 (1,3-BPG) 2,3-二磷酸甘油酸 14.5
←ADP
磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase\PGK) 2WZB 来自:PDB 参与反应的辅因子:Mg2+(有时可为Mn2+ ΔGΘ'=-18.83
ΔG=+1.26
→ATP
3-磷酸甘油酸 (3-PG) 2,3-二磷酸甘油酸3-磷酸羟基丙酮酸甘油酸 13.5
磷酸甘油酸变位酶(phosphoglycerate
mutase/PGAM)
4GPZ 来自:PDB 参与反应的辅因子:Mg2+ ΔGΘ'=+4.60
ΔG=+0.84
2-磷酸甘油酸 (2-PG) 甘油酸 13.5
烯醇化酶(enolase/ENO) 3B97 来自:PDB 参与反应的辅因子:Mg2+(有时可为Mn2+或Zn2+
短期调控抑制剂:氟化物
ΔGΘ'=+1.67
ΔG=-3.35
→H2O
磷酸烯醇式丙酮酸 (PEP) α-酮戊二酸 13.5
←ADP
丙酮酸激酶(pyruvate kinase/PK) 6B6U 来自:PDB 活化形式:去磷酸化
参与反应的辅因子:Mg2+和K+
短期调控抑制剂:丙氨酸(cAMP激活PKA而抑制)
短期调控激活剂:胰岛素1,6-二磷酸果糖磷酸烯醇式丙酮酸
ΔGΘ'=-31.38
ΔG=-16.74
→ATP
丙酮酸 (Pyr) 乙酰辅酶A乳酸乙酸丙氨酸苹果酸α-酮戊二酸 12.5
注::总反应起始物:总反应中间产物:总反应最终产物:不可逆反应 :可逆反应:指向其他相关反应

[1][2]

丙酮酸的去路

生成乳酸

步骤 项目 图示 注文
丙酮酸 (Pyr) 乙酰辅酶A乳酸乙酸丙氨酸苹果酸α-酮戊二酸
←NADH+H+
乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase/LDH) 5W8J 来自:PDB 参与反应的辅因子:Zn2+抑制:PH降低
→NAD+
乳酸 乙酸

生成乙醇

步骤 项目 图示 注文
丙酮酸 (Pyr) 乙酰辅酶A乳酸乙酸丙氨酸苹果酸α-酮戊二酸
丙酮酸脱羧酶(pyruvate decarboxylase) 参与反应的辅因子:TPP
→CO2
乙醛 乙酸
←NADH+H+
乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase/ADH) 参与反应的辅因子:Zn2+、NAD+
→NAD+
乙醇

生成乙酰CoA

糖酵解过程抑制剂

参见:生化过程抑制剂整理

  1. 1.0 1.1 1.2 杨荣武.2018.生物化学原理.3版.北京:高等教育出版社
  2. 2.0 2.1 朱圣庚,徐长法.2016.生物化学(下册).4版.北京:高等教育出版社