糖酵解的反应过程可分为两个阶段:活化阶段和放能阶段,一共包含十步反应。
活化阶段:
葡萄糖通过己糖激酶(需要Mg2离子作为辅助因子)的催化,消耗一分子ATP,被磷酸化为6-磷酸葡萄糖,该反应是不可逆的。
6-磷酸葡萄糖在磷酸己糖异构酶的催化下,异构化为6-磷酸果糖,该反应是可逆的,也需要Mg2离子参与。
6-磷酸果糖在磷酸果糖激酶(消耗第二个ATP分子)的催化下,磷酸化为1,6-二磷酸果糖。
放能阶段:
1,6-二磷酸果糖在醛缩酶的作用下,C3和C4之间的键断裂,生成一分子3-磷酸甘油醛和一分子磷酸二羟丙酮。磷酸二羟丙酮在丙糖磷酸异构酶的催化下转化为3-磷酸甘油醛,才能进一步酵解。
3-磷酸甘油醛在NAD和HPO存在下,由3-磷酸甘油醛脱氢酶催化生成1,3-二磷酸甘油酸,这一步是酵解中唯一的氧化反应。
1,3-二磷酸甘油酸在磷酸甘油酸激酶的作用下,高能磷酰基转给ADP形成ATP和3-磷酸甘油酸。
3-磷酸甘油酸在磷酸甘油酸变位酶催化下,甘油酸-3-磷酸分子中C3的磷酸基团转移到C2上,形成甘油酸-2-磷酸,需要Mg2离子参与。
甘油酸-2-磷酸在烯醇化酶催化下脱水,分子内部能量重新分布而生成磷酸烯醇式丙酮酸烯醇磷酸键,这是糖酵解途径中第二种高能磷酸化合物。
磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶催化下,分子高能磷酸基团转移给ADP生成ATP,是糖酵解途径第二次底物水平磷酸化反应,需要Mg2和K参与,反应不可逆。
最终,两分子丙酮酸以及两分子ATP作为产物生成,完成了整个糖酵解过程。
糖酵解的关键酶
糖酵解过程中存在三种关键酶(限速酶),它们分别是己糖激酶、6-磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶。这些酶的活性大小直接影响着整个代谢途径的速度和方向。
糖酵解的调节
糖酵解的调节主要通过改变关键酶的活性来实现。其中,磷酸果糖激酶-1是三个限速酶中催化效率最低的,因而是糖酵解途径中最重要的调节点。
糖酵解的生理意义
糖酵解在生物体内具有重要的生理意义:
糖酵解是生物体内一个重要的代谢途径,具有提供能量、生成中间代谢物以及适应代谢环境变化等多重生理意义。