生物化学中，糖酵解过程的重要关键酶是什么？
糖酵解是指将葡萄糖或糖原分解为丙酮酸，ATP和NADH+H﹢的过程，此过程中伴有少量ATP的生成。是体内葡萄糖代谢最主要的途径之一，也是糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的途径。
糖酵解可分为二个阶段，活化阶段和放能阶段。
有一个概念容易与酵解混淆，就是“发酵”。微生物中的发酵大致是指微生物培养，而生化中的发酵是指一种特殊的葡萄糖或有机物降解产生ATP的过程，其中有机物既是电子供体，又是电子受体。这就是说，要把中间产生的NADH再氧化成NAD+。不同生物采用的具体反应不同，人体是用丙酮酸氧化NADH，生成乳酸；微生物中可以产生多种多样的产物，如乙醇、乙酸、丙酸、丙酮、丁醇、丁酸、琥珀酸、丁二醇等。
标准的酵解过程共有10步，前5步是准备阶段，葡萄糖分解为三碳糖，消耗2分子ATP；后5步是放能阶段，三碳糖生成丙酮酸，共产生4分子ATP。总过程需10种酶，都在细胞质中，多数需要Mg2+。酵解过程中所有的中间物都是磷酸化的，可防止从细胞膜漏出、保存能量，并有利于与酶结合。酵解的具体反应过程各种教材均有讲解，这里只介绍一些容易忽略的内容。
酵解的第一步由己糖激酶（hexokinase，HK，EC 2.7.1.1）催化，可作用于D-葡萄糖、果糖和甘露糖。人体己糖激酶有四种同工酶， 其中HK4对葡萄糖的特异性强，又称葡萄糖激酶（glucokinase，GK）。GK主要分布在肝脏，Km较高（10mM），不受产物6-磷酸葡萄糖的别构抑制，主要用于调控餐后血糖。而其它同工酶用于为肌肉、脑等组织提供能量。详见《己糖激酶的同工酶及其对糖酵解的调控作用》一文。
酵解的第二步反应是可逆的，反应方向由两侧的相对浓度控制。磷酸葡萄糖异构酶受磷酸戊糖支路的中间物（如6-磷酸葡萄糖酸）竞争性抑制。戊糖支路通过这种方式抑制酵解和有氧氧化，pH降低使抑制加强，减少酵解，以免组织过酸。
催化第三步反应的磷酸果糖激酶（6-phosphofructokinase，PFK，EC2.7.1.11）是酵解的限速酶，所以调节物很多。ATP、柠檬酸、磷酸肌酸、脂肪酸、DPG是负调节物；1,6-二磷酸果糖、2,6-二磷酸果糖、AMP、ADP、磷酸、环AMP等是正调节物。
6-磷酸果糖还可以被磷酸果糖激酶-2（PFK-2，EC2.7.1.105）催化，产生2,6-二磷酸果糖。它是PFK最强的别构激活剂，在酵解和异生的协调中起着重要作用。
PFK有三种同工酶，A在心肌和骨骼肌中，对磷酸肌酸、柠檬酸和磷酸敏感；B在肝和红细胞中，对DPG敏感；C在脑中，对ATP和磷酸敏感。这种敏感性的差异，不仅因为各种组织中浓度不同，更重要的是其浓度变化幅度不同。例如，大鼠在运动和休息时ATP含量仅差0.8 ug/g肌肉，不能显著改变PFK活力；而磷酸肌酸含量是ATP的3-4倍，并且在肌肉收缩开始后几秒，即从20 mM下降到10~5 mM，所以会显著增加PFK活力。
第五步异构化完成之后，一分子葡萄糖转变为2分子3-磷酸甘油醛，消耗了2分子ATP。需要注意的是，原来葡萄糖的3，2，1位和4，5，6位变成了甘油醛的1，2，3位。这一点在分析碳原子去向的题目中会用到。
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2023-08-27 广告
