在高等植物中存在着多条呼吸代谢的生化途径,这是植物在长期进化过程中,对多变环境条件适应的体现
在缺氧条件下进行酒精发酵和乳酸发酵,在有氧条件下进行三羧酸循环和戊糖磷酸途径,还有脂肪酸氧化分解的乙醛酸循环以及乙醇酸氧化途径等(图 5-2)
图 5-2 植物体内主要呼吸代谢途径相互关系示意图一、糖酵解己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程,称为糖酵解(glycolysis )
整个糖酵解化学过程于1940年得到阐明
为纪念在研究这一途径中有突出贡献的三位生物化学家:,和,又把糖酵解途径称为EmbdenMeyerhofParnas途径,简称EMP途径( EMP pathway)
糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的细胞中
(一)糖酵解的化学历程糖酵解途径(图5-3 )可分为下列几个阶段:图 5-3 糖酵解途径1
己糖的活化 (1 ~9) 是糖酵解的起始阶段
己糖在己糖激酶作用下,消耗两个 ATP逐步转化成果糖-1 ,6 二磷酸 (F-1 ,6-BP)
如以淀粉作为底物, 首先淀粉被降解为葡萄糖
淀粉降解涉及到多种酶的催化作用,其中,除淀粉磷酸化酶(starch phosphorylase)是一种葡萄糖基转移酶外,其余都是水解酶类,如α- 淀粉酶( α-amylase)、β - 淀粉酶( β-amylase)、脱支酶(debranching enzyme) 、麦芽糖酶 (maltase) 等
己糖裂解 (10 ~11)即 F-1 ,6-BP 在醛缩酶作用下形成甘油醛-3- 磷酸和二羟丙酮磷酸,后者在异构酶(isomerase)作用下可变为甘油醛-3- 磷酸
丙糖氧化 (12 ~16)甘油醛 -3- 磷酸氧化脱氢形成磷酸甘油酸,产生1 个 ATP 和1 个 NADH ,同时释放能量
然后,磷酸甘油酸经脱水、脱磷酸形成丙酮酸,并产生1个 ATP,这一过程分步完成,有烯醇化