糖酵解(glycolysis)和tca迴圈(tca cycle)的區別

關鍵區別-糖酵解與tca循環

氧化和還原反應是一個耦合的反應過程。在呼吸作用結束時，生物體產生能量用於新陳代謝過程。這種能量以ATP（細胞的能量貨幣）的形式產生。在有氧呼吸過程中，氧分子作為最後的電子受體，被還原生成水。這就產生了一個電化學梯度來驅動ATP的合成。有氧呼吸由三個主要階段組成，碳分子通過一系列酶催化反應重新排列以產生ATP。第一階段，共同的需氧菌和厭氧菌，是糖酵解途徑，糖底物，主要是葡萄糖，被分解為兩個丙酮酸分子。這種轉化產生兩個ATP分子和兩個NADH分子。第二階段是三羧酸（TCA）循環，它是所有代謝途徑的中間產物通過氧化還原反應產生NADH、FADH2和兩個CO2分子的中心樞紐。TCA循環僅在需氧環境中進行。在這兩個過程中，底物水平的磷酸化發生以產生能量。糖酵解與TCA循環的關鍵區別在於，糖酵解發生在細胞質，而TCA循環發生在線粒體。

什麼是糖酵解(glycolysis)？

糖酵解或Embden-Meyerhof途徑是能量產生的第一步，發生在需氧菌和厭氧菌的胞漿中。這是一個由十個反應步驟組成的酶催化反應過程。在糖酵解過程中，糖分子被磷酸化並被困在細胞中分解成兩個丙酮酸分子（三個碳化合物），這是糖酵解的最終產物。

糖酵解階段

它有三個主要階段，如下所示：

準備階段

在這個階段，含有六個碳原子的糖殘基被磷酸化並被困在細胞中。準備階段是利用兩個ATP分子的能量需要階段。

解理期

在這個階段，6-碳分子被裂解成兩個磷酸化的3-碳殘基。

放線階段

這是糖酵解的最後階段，ATP和NADH的合成。每6個碳糖底物產生4個ATP分子、2個NADH分子和2個丙酮酸分子，這是糖酵解的產能階段。

圖01：糖酵解

糖酵解反應

葡萄糖+2Pi+4ADP+2NAD++2ATP→2丙酮酸鹽+4ATP+2NADH+2H2O+2H+

ATP淨產量=2ATP

什麼是tca循環(tca cycle)？

TCA循環，又稱檸檬酸循環或Krebs循環，發生在線粒體的基質中。這是有氧呼吸的一部分；因此，它只發生在有氧呼吸中。TCA循環是一個循環，酶催化的途徑，其中4-碳底物（草酰乙酸）接受2-碳乙酰輔酶a生成6-碳分子（檸檬酸）。檸檬酸鹽通過循環代謝途徑產生兩個二氧化碳分子，兩個NADH分子，一個FADH2分子和一個GTP分子。TCA循環的主要功能是從碳燃料中獲取高能電子。這些高能電子隨後被轉移到電子傳遞鏈上，這是合成ATP的有氧呼吸的最後階段。TCA循環也是碳水化合物、氨基酸、脂肪酸和核苷酸氧化的最終共同途徑。碳水化合物和脂肪酸作為乙酰輔酶A進入TCA循環，而氨基酸以α-酮戊二酸和核苷酸作為富馬酸鹽進入TCA循環。

圖02:TCA循環

tca循環總反應

乙酰Co A+3 NAD++FAD+GDP+2Pi+2H2O→2CO2+3NADH+FADH2+GTP+3H+

糖酵解(glycolysis)和tca循環(tca cycle)的共同點

糖酵解和TCA循環包括一系列酶催化反應。
在這兩個過程中，底物水平的磷酸化發生。
這兩種工藝都會產生NADH和H2O。
這兩個過程都是通過激素控制、變構調節和最終產物抑制（反饋機制）來調節的。

糖酵解(glycolysis)和tca循環(tca cycle)的區別

糖酵解與TCA循環
糖酵解是6個碳糖（單糖）分子通過酶催化反應分解為3個碳丙酮酸分子的過程。	TCA循環是將碳分子中儲存的能量收集起來，通過氧化磷酸化生成富含電子的化合物供電子傳遞鏈合成ATP的過程。
反應部位
糖酵解發生在胞漿中。	TCA循環發生在線粒體的基質中。
氧氣需求量
糖酵解可在有氧和無氧條件下發生。	TCA循環是嚴格的有氧循環。
起始化合物
六碳單糖（葡萄糖）是糖酵解的起始底物。	四碳草酰乙酸是TCA循環的起始底物。
最終產品
兩個丙酮酸分子、兩個ATP分子和兩個NADH分子是糖酵解的最終產物。	兩個CO2，一個GTP，三個NADH和一個FADH2是TCA循環的最終產物。
反應順序
糖酵解反應以線性順序發生。	TCA循環通過循環序列發生。
二氧化碳的參與
糖酵解過程中不需要或不產生二氧化碳。	每一個TCA循環的乙酰co A分子都會產生二氧化碳。
ATP消耗
糖酵解途徑消耗2個ATP分子。	ATP分子在TCA循環中不被利用。

總結 - 糖酵解(glycolysis) vs. tca循環(tca cycle)

糖酵解和TCA循環是兩種重要的代謝途徑，它們通過碳水化合物、蛋白質、脂肪和核酸等大分子的碳中間產物產生能量。這兩個過程都是酶介導的，並根據細胞/生物體的能量需求不斷調節，在不同的條件下，如禁食狀態、良好餵養狀態、飢餓狀態和運動狀態下，這些過程的速率不同。重要的是研究糖酵解途徑和TCA循環的調節，以獲得生化關係，以解決體內代謝失衡的問題。糖酵解是呼吸的起始過程，TCA循環是有氧呼吸的第二個主要階段，與呼吸的最後階段（電子傳遞鏈）相連。糖酵解發生在細胞質中，產生丙酮酸；這些丙酮酸進入線粒體，協助TCA循環。糖酵解可發生在需氧和厭氧生物中。然而，TCA循環只發生在好氧生物中，因為它需要有氧條件。這就是糖酵解和TCA循環的區別。

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引用

1《檸檬酸循環》，生物化學。第五版，美國國家醫學圖書館，1970年1月1日，可在這裡查閱。《糖酵解途徑》，2017年8月21日，傑里米·安·伯格《生物化學轉化途徑》一書。第五版，美國國家醫學圖書館，1970年1月1日，可在這裡查閱。訪問日期：2017年8月21日。
糖酵解是許多生物體的能量轉換途徑〉生物化學。第五版，美國國家醫學圖書館，1970年1月1日，