生化代谢产能分析
糖代谢基础知识:糖酵解,三羧酸循环与呼吸链
糖酵解:一分子葡萄糖经糖酵解净生成了两分子ATP(己糖激酶、磷酸甘油酸激酶)、两分子NADH(3-磷酸甘油醛脱氢酶)以及两分子丙酮酸。其余站内已有详细的解释,这里不再赘述。
预备反应(严格来讲,不属于三羧酸循环):丙酮酸脱氢酶复合体将丙酮酸转变为乙酰-CoA与CO2,需要的辅因子有FAD、NAD+、硫辛酸、TPP、CoA、Mg2+等。这一步生成了NADH。
循环反应1:由柠檬酸合成酶催化,将乙酰-CoA与草酰乙酸(OAA)化合为柠檬酸。这是一步很强的放能反应,该反应不可逆。但并不产生还原性辅酶或ATP。
循环反应2:由顺乌头酸酶催化,使柠檬酸异构为异柠檬酸。这一步经过乌头酸这一中间产物,是可逆反应。
循环反应3:由异柠檬酸脱氢酶催化,将异柠檬酸的仲醇氧化为羰基,并快速脱羧生成α-酮戊二酸(αKG),该反应不可逆。反应有草酰琥珀酸的中间产物。需要NAD+作辅酶,即生成NADH。
循环反应4:在αKG脱氢酶复合体(该复合体类似于丙酮酸脱氢复合体)的作用下,αKG氧化脱羧。需要的辅酶与丙酮酸脱氢酶复合体一致,是不可逆反应。生成NADH以及琥珀酰-CoA。
循环反应5:由琥珀酰硫激酶催化,琥珀酰-CoA与GDP(哺乳动物)发生底物水平的磷酸化生成琥珀酸(即丁二酸)及GTP,后者再生成一分子ATP。
循环反应6:由琥珀酸脱氢酶催化(即呼吸链中复合物Ⅱ),琥珀酸脱氢生成延胡索酸。这一步产生FADH2。
循环反应8:由苹果酸脱氢酶催化,将苹果酸的仲醇基氧化为羰基产生OAA。这一步需要的辅酶是NAD+。
总结:乙酰-CoA+3NAD++FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3NADH+FADH2+GTP+3H++CoA-SH
其中产生的能量物质有NADH(丙酮酸脱氢酶系、异柠檬酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶)、FADH2(琥珀酸脱氢酶)、GTP(琥珀酸硫激酶)。
呼吸链
(施工中)
- ↑ 柠檬酸,异柠檬酸,α-酮戊二酸,琥珀酰-CoA,琥珀酸,延胡索酸,草酰乙酸。