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糖有氧氧化的基本過程、關(guān)鍵酶和生理意義

酵解途徑產(chǎn)生的丙酮酸在缺氧狀態(tài)下還原為乳糖。在有氧狀態(tài)下，酵解產(chǎn)生的NADH+H+進入線粒體，經(jīng)電子傳遞鏈的氧化作用生成H2O，并生成ATP，同時，丙酮酸也進入線粒體，經(jīng)氧化脫羧生成乙酰CoA.后者進入三羧酸循環(huán)徹底氧化成CO2、水并釋放能量。葡萄糖在有氧條件下徹底氧化成水和二氧化碳并產(chǎn)生大量能量的過程稱為有氧氧化。有氧氧化是糖氧化的主要方式，體內(nèi)絕大多數(shù)細胞都要通過此途徑獲得能量。

糖的有氧氧化可分為三個階段。第一階段：葡萄糖在胞液經(jīng)糖酵解途徑分解成丙酮酸。第二階段：丙酮酸由胞液進入線粒體，氧化脫羧生成乙酰CoA.第三階段：在線粒體內(nèi)，乙酰CoA進入三羧酸循環(huán)被徹底氧化醫(yī)`學(xué)教育網(wǎng)搜集整理。

1）葡萄糖分解成丙酮酸，反應(yīng)步驟同糖的無氧酵解，反應(yīng)過程中生成的NADH+H+被轉(zhuǎn)運進線粒體，通過呼吸鏈將其中的2個氫氧化成水，并生成ATP.

2）丙酮酸的氧化脫羧，生成乙酰CoA.此反應(yīng)由丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化。

3）乙酰CoA進入三羧酸循環(huán)被徹底氧化。這個循環(huán)以乙酰CoA和草酰乙酸縮合成含有三個羧基的檸檬酸開始，故稱為三羧酸循環(huán)。三羧酸循環(huán)的反應(yīng)過程如下：

①乙酰CoA和草酰乙酸縮合成檸檬酸，反應(yīng)由檸檬酸合酶催化。

②檸檬酸轉(zhuǎn)變成異檸檬酸。

③異檸檬酸轉(zhuǎn)變成α-酮戊二酸，反應(yīng)由異檸檬酸脫氫酶催化。

④α-酮戊二酸氧化脫羧生成含有高能硫酯鍵的琥珀酰CoA，反應(yīng)由α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體催化。

⑤琥珀酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁幔牾oA的高能硫酯鍵水解，生成GTP，反應(yīng)可逆。這是作用物水平磷酸化的又一例子。

⑥琥珀酸脫氫生成延胡索酸，由琥珀酸脫氫酶催化，輔酶是FAD.

⑦延胡索酸生成蘋果酸。

⑧蘋果酸生成草酰乙酸和NAD++H+.這是三羧酸循環(huán)的最后一步反應(yīng)，反應(yīng)可逆。

4）三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵酶是檸檬酸合酶、異檸檬酸脫氫酶和α-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體。三羧酸循環(huán)是糖、脂、蛋白質(zhì)三大物質(zhì)最終氧化的共同途徑；是糖、脂、某些氨基酸代謝聯(lián)系和互變的樞紐；是體內(nèi)產(chǎn)生CO2和能量的主要機制之一。1克分子乙酰CoA經(jīng)三羧酸循環(huán)徹底氧化可生成10克分子ATP.

5）糖有氧氧化的生理意義：

①為機體的生理活動提供能量。糖在有氧條件下徹底氧化釋放的能量遠多于糖酵解。在正常生理條件下，體內(nèi)大多數(shù)組織細胞皆從糖的有氧氧化獲得能量，1摩爾葡萄糖在體內(nèi)經(jīng)有氧氧化徹底分解可凈生成30或32克分子ATP.

②糖有氧氧化途徑中許多中間代謝產(chǎn)物是體內(nèi)合成其他物質(zhì)的原料，故與其他物質(zhì)代謝密切聯(lián)系。

③糖有氧氧化途徑與糖的其他代謝途徑亦有密切聯(lián)系，如糖酵解、磷酸戊糖途徑、糖醛酸、果糖、半乳糖的代謝等。

磷酸戊糖途徑的生理意義

①為核酸的合成提供核糖。

②磷酸戊糖途徑生成大量的NADPH+H+，作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)。

③通過磷酸戊糖途徑中的轉(zhuǎn)酮醇基及轉(zhuǎn)醛醇基反應(yīng)，使各種糖在體內(nèi)得以互相轉(zhuǎn)變。