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糖的有氧氧化

生化反应

葡萄糖在有氧条件下彻底氧化成水和二氧化碳的反应过程就叫做有氧氧化，并且有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数细胞都通过它来获得能量。

物质概述
葡萄糖在有氧条件下，氧化分解生成二氧化碳和水的过程称为糖的有氧氧化(aerobic oxidation)，并释放出能量。有氧氧化是糖分解代谢的主要方式，大多数组织中的葡萄糖均进行有氧氧化分解供给机体能量。
糖的有氧氧化主要发生在线粒体中，分为三个阶段：第一阶段为糖酵解途径，葡萄糖转变成2分子丙酮酸，在胞液中进行；第二阶段为乙酰辅酶A的生成，丙酮酸进入线粒体，由丙酮酸脱氢酶复合体催化，经氧化脱羧基转化成乙酰CoA；第三阶段为三羧酸循环，包括电子的跨膜传递生成的ATP和底物水平磷酸化生成的ATP，同时生成二氧化碳和水。
在糖的有氧氧化中的关键酶是：丙酮酸脱氢酶系、柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶，这三种酶在糖有氧氧化中起到关键作用。
毎分子葡萄糖经有氧氧化生成H2O和CO2时，可净产生32分子ATP或30分子ATP。
反应过程
1、葡萄糖→丙酮酸
在胞质中进行，与糖酵解的步骤基本一致
不同的是，3-磷酸甘油醛→1,3-二磷酸甘油酸+NADH+H+在供氧充足的情况下，进入到线粒体有两种穿梭途径，分别是天冬氨酸穿梭（生成5分子ATP）、α-磷酸甘油穿梭（生成3分子ATP）
2、丙酮酸→乙酰辅酶A
在线粒体中进行，由丙酮酸脱氢酶复合体（包括硫胺素、硫辛酸、辅酶A、FAD、NAD+等）催化，氧化脱羧，产生2分子CO2和5分子ATP
该反应不可逆，且产物乙酰辅酶A不能自由通过线粒体
3、乙酰辅酶A+草酰乙酸→柠檬酸
开启三羧酸循环，由柠檬酸合酶催化
4、柠檬酸→异柠檬酸
由顺乌头酸酶催化
5、异柠檬酸→α-酮戊二酸
由异柠檬酸脱氢酶催化，Mg2+作为辅助因子，氧化脱羧，产生2分子CO2和5分子ATP
6、α-酮戊二酸→琥珀酰辅酶A
由α-酮戊二酸脱氢酶复合体催化，氧化脱羧，产生2分子CO2和5分子ATP
7、琥珀酰辅酶A→琥珀酸
由琥珀酰辅酶A合成酶催化，产生2分子ATP（或GTP），属于底物水平磷酸化，属于可逆反应
8、琥珀酸→延胡索酸
由琥珀酸脱氢酶催化，属于可逆反应，产生3分子ATP
9、延胡索酸→苹果酸
补水，属于可逆反应
10、苹果酸→草酰乙酸
由苹果酸脱氢酶催化，属于可逆反应，产生5分子ATP
产物草酰乙酸再次从第3步开始循环
ATP、CO2产生情况汇总
三羧酸循环意义
1、机体获取能量的主要方式
1分子葡萄糖经无氧酵解仅净生成2分子ATP，而经有氧氧化可净生成32分子ATP
其中三羧酸循环生成20分子ATP，是有氧氧化生成ATP最多的阶段
在一般生理条件下，许多组织细胞皆从糖的有氧氧化获得能量。糖的有氧氧化不但释能效率高，而且逐步释能，并逐步储存于ATP分子中，因此能的利用率也很高
2、三大营养物质分解产能的共同通路
三羧酸循环是糖，脂肪和蛋白质三种主要有机物在体内彻底氧化的共同代谢途径，三羧酸循环的起始物乙酰辅酶A，不但是糖氧化分解产物，它也可来自脂肪的甘油、脂肪酸和来自蛋白质的某些氨基酸代谢。因此三羧酸循环实际上是三种主要有机物在体内氧化供能的共同通路，人体内大约2/3的有机物是通过三羧酸循环而被分解的
3、三大营养物质代谢联系的枢纽
糖、脂肪、氨基酸通过三羧酸循环在一定程度上互相转变
糖和甘油在体内代谢可生成α-酮戊二酸及草酰乙酸等三羧酸循环的中间产物，这些中间产物可以转变成为某些氨基酸；而有些氨基酸又可通过不同途径变成α-酮戊二酸和草酰乙酸，再经糖异生的途径生成糖或转变成甘油，因此三羧酸循环不仅是三种主要的有机物分解代谢的最终共同途径，而且也是它们互变的联络机构
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