呼吸代謝

<b>學(xué)科：</b>[[生物學(xué)]]

<b>詞目：</b>[[呼吸代謝]]

<b>英文：</b>respiratory metabolism

<b>釋文：</b>呼吸代謝一般系指由多數(shù)酶、[[輔酶]]以及其他一些有機(jī)、無(wú)機(jī)因素參與的一系列的[[酶反應(yīng)]]過(guò)程。由于呼吸代謝，使多種多樣的[[化合物]]被氧化。[[呼吸]][[基質(zhì)]]可因生物的種類和器宮、組織的種類或其所處的環(huán)境而有不同。但通常多利用碳水化合物、[[脂類]]和[[蛋白質(zhì)]]。同一基質(zhì)在整個(gè)生物界，其呼吸的[[代謝途徑]]大致是相同的，碳水化合物經(jīng)過(guò)[[糖酵解]]途徑（Embden-Meyerhof途徑，簡(jiǎn)稱EM途徑），每一分子[[己糖]]可生成二分子3-[[磷酸甘油醛]]。然后再各自經(jīng)過(guò)[[丙酮]]酸、[[乙酰輔酶]]A進(jìn)入[[三羧酸循環(huán)]]，其中經(jīng)脫氫和脫[[二氧化碳]]而被分解。在脂類，通過(guò)水解生成的脂肪酸，一面脫氫，一面每次脫下二個(gè)碳原子（β-氧化）而形成[[乙酰]]CoA，最后乙酰Co通過(guò)三羧酸循環(huán)而被完全分解。蛋白質(zhì)通過(guò)水解生成的[[氨基酸]]，經(jīng)過(guò)氨基轉(zhuǎn)移、氧化[[脫氨]]而生成[[酮酸]]，最后生成丙酮酸、乙酰輔酶 A（乙酰Co）、 α-[[酮戊二酸]]、[[琥珀酸]]、[[延胡索酸]]和[[草酰乙酸]]等而進(jìn)入三羧酸循環(huán)（TCA），再進(jìn)行脫氫脫羧。在上述各個(gè)過(guò)程中，脫氫反應(yīng)是由[[脫氫酶]]進(jìn)行的，而氫原子被傳遞給 NAD和黃素系的輔酶，并且把它們還原。以后這些[[還原型輔酶]]將氫原子或氫離子脫掉電子而再被氧化。另外電子則通過(guò)[[電子傳遞]]系統(tǒng)被傳遞給為[[細(xì)胞色素氧化酶]][[活化]]的氧和氫離子而生成水。在此電子傳遞過(guò)程中，每氧化1克分子還原型NAD，則產(chǎn)生 3克分子ATP，每氧化 1克分子還原型黃素，則產(chǎn)生 2克分子 ATP（[[氧化磷酸化]]反應(yīng)）。1克分子[[葡萄糖]]在完全氧化的情況下，經(jīng)過(guò) EM途徑產(chǎn)生 2克分子ATP，在三羧酸循環(huán)中產(chǎn)生2克分子ATP，經(jīng)氧化磷酸化產(chǎn)生34克分子ATP，[[共生]]成38克分子ATP[[分子]]。因?yàn)?克分子葡萄糖完全氧化時(shí)，約生成自由能690千卡，如果從ADP生成ATP所必需的自由能約按12千卡計(jì)算時(shí)，通過(guò)呼吸就約有 460千卡即約為 66％的效率被固定下來(lái)。在[[酒精]]發(fā)酵中，每克分子葡萄糖只生成2克分子ATP，因此呼吸中獲得的能量均為其20倍。在[[真核生物]]中，呼吸系中的三羧酸循環(huán)、β-氧化以及電子傳遞系中的各種酶，存在于[[線粒體]]中。以上所述是典型的呼吸途徑。在動(dòng)物的紅血球和[[肝臟]]組織以及許多植物的組織中，碳水化合物的相當(dāng)部分并不通過(guò)EM途徑——三羧酸循環(huán)，而是經(jīng)過(guò)[[磷酸]]五碳糖支路進(jìn)行氧化，在這支路中，是直接脫氫和脫羧（NADP是受氫體）而使糖分解的。在許多植物和微生物中，乙酰輔酶 A的一部分是通過(guò)[[乙醛酸]]支路（循環(huán)）[glyoxylate by-pass]進(jìn)行[[代謝]]的，另外在這些生物中，碳水化合物的分解常常是不完全的，有有機(jī)酸的積累。此外，在微生物，特別是在一部分[[細(xì)菌]]的[[呼吸系統(tǒng)]]中有缺乏EM途徑和三羧酸循環(huán)的，其[[細(xì)胞色素]]系的組成和線粒體型不同的也不少。也有進(jìn)行[[硝酸]]呼吸、[[硫酸呼吸]]的。一般生物作為其氧的吸收途徑。除電子傳遞系—一細(xì)胞色素氧化酶外，還有[[銅蛋白]]酶、酚[[氧化酶]]、黃素系的[[氨基酸氧化酶]]、[[乙醇酸]]氧化酶，以及各種[[加氧酶]]等。尤其在動(dòng)物和一部分微生物的[[微粒體]]中，有由 NAD （NADP）、[[黃素酶]]、細(xì)胞色素、加氧酶組成的電子傳遞體進(jìn)行著數(shù)種有機(jī)化合物的羥化反應(yīng)等。

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