无氧糖酵解,有氧糖酵解,氧化磷酸化是什么关系?

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葡萄糖经过一系列反应生成丙酮酸的过程叫糖酵解,其中最典型的是EMP途径。

在大多数正常细胞中(少数的细胞例如活化的T淋巴细胞),

有氧条件下,丙酮酸会进入线粒体进行柠檬酸循环,期间生成的NADH和FADH2和之前EMP途径生成的NADH作为电子载体在呼吸链中传递电子,被氧化的同时偶联ADP被磷酸化生成ATP。NADH等还原氢被氧化偶联ATP生成的过程叫氧化磷酸化。氧化磷酸化产生大量ATP会抑制糖酵解的进行(巴斯德效应)。

在无氧条件下,NADH氧化为NAD+的过程受阻,NADH积累,NAD+缺失,这两个结果都会导致柠檬酸循环受阻,此时丙酮酸因大量积累的NADH使得乳酸脱氢酶催化丙酮酸-乳酸相互转化的平衡倾向于产生乳酸,同时生成的NAD+可应用于EMP途径。葡萄糖在无氧条件下经EMP途径生成的丙酮酸转化为乳酸的过程叫无氧糖酵解。由于有氧条件下NADH不会积累,所以该过程不会被促进。

但在肿瘤细胞中, 因某些仍不明确的机制,有氧条件下却倾向于通过糖酵解而不是氧化磷酸化来获取能量,这个过程叫有氧糖酵解,也称Warburg effect。乳酸脱氢酶A上调是造成这个现象的原因之一,此时大量的丙酮酸会生成乳酸。另外楼上说的PPP途径(另一种糖酵解)由于P53的失活而增强也是一种Warburg effect。

综上,正常细胞在有氧条件下,主要通过氧化磷酸化产生ATP,糖酵解受氧化磷酸化产物反馈抑制;在无氧条件下,细胞只能通过糖酵解产生ATP,糖酵解因能量消耗受产生的ADP以及丙酮酸转化产生乳酸时NADH转化的NAD+促进。而肿瘤细胞,即使在有氧条件下,也主要通过糖酵解产生ATP,这叫有氧糖酵解,但是氧化磷酸化也会进行。

硬要问无氧糖酵解和有氧糖酵解的区别的话,无氧糖酵解在无氧条件下发生的,由环境决定;而有氧糖酵解的发生则与氧浓度无关,由基因决定。

参考资料:维基百科、生化书。


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