糖的無氧氧化的全部反應(yīng)在胞液中進行，共分為4個階段。

（一）己糖磷酸酯的生成與轉(zhuǎn)變

1．葡萄糖磷酸化生成6－磷酸葡萄糖 血液中葡萄糖進入細胞后首先發(fā)生磷酸化反應(yīng)。磷酸化葡萄糖不能自由通過細胞膜而逸出細胞，真正被細胞俘獲。生成6－磷酸葡萄糖（glucose－6－phosphate，G－6－P）需ATP來提高葡萄糖的反應(yīng)自由能，這步反應(yīng)為糖酵解的第1個耗能反應(yīng)。該反應(yīng)不可逆，是糖酵解的第1個限速步驟。催化此反應(yīng)的是己糖激酶（hexokinase），它需要Mg2＋，是糖酵解的第1個關(guān)鍵酶（key enzyme）。哺乳動物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)4種己糖激酶同工酶（Ⅰ～Ⅳ型）。肝細胞中存在的是Ⅳ型，也稱為葡萄糖激酶（glucokinase），它有兩個特點：一是對葡萄糖的親和力很低，其Km值為10mmol/L左右，而體細胞己糖激酶的Km值在0．1mmol/L左右；二是對6－磷酸葡萄糖的反饋抑制不敏感。這些特性使葡萄糖激酶對于肝維持血糖穩(wěn)定至關(guān)重要。當饑餓或空腹時，血糖較低，葡萄糖激酶對葡萄糖不敏感，葡萄糖不被肝細胞攝取而被體細胞攝取，因為己糖激酶對葡萄糖敏感；只有當飽食情況下血糖濃度顯著升高時，肝細胞的葡萄糖激酶才會加強將葡萄糖轉(zhuǎn)化為6－磷酸葡萄糖，加快對葡萄糖的攝取和利用。因此，肝細胞葡萄糖激酶起到緩沖血糖水平的調(diào)節(jié)作用。

需要指出的是，如果從糖原進行酵解，從6－磷酸葡萄糖進入糖酵解直接跳過了葡萄糖磷酸化的起始步驟，因此糖原中的1個葡萄糖基進行無氧氧化凈產(chǎn)生3個ATP（參看糖原分解）。

2．6－磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?－磷酸果糖 這是由磷酸己糖異構(gòu)酶（phosphohexose isomerase）催化的醛糖與酮糖間的異構(gòu)反應(yīng)。6－磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?－磷酸果糖（fructose－6－phosphate，F(xiàn)－6－P）是可逆反應(yīng)。

3．6－磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)?，6－二磷酸果糖 這是第2個磷酸化反應(yīng)，需ATP和Mg2＋，由6－磷酸果糖激酶－1（6－phosphofructokinase－1，PFK－1）催化，生成1，6－二磷酸果糖（fructose－1，6－biphosphate，F(xiàn)－1，6－BP）。這步反應(yīng)為糖酵解的第2個耗能反應(yīng)，1分子葡萄糖經(jīng)兩次磷酸化反應(yīng)消耗了2分子ATP，轉(zhuǎn)變?yōu)?，6－二磷酸果糖。該反應(yīng)不可逆，是糖酵解的第2個限速步驟，是糖酵解過程中最重要的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。

（二）磷酸丙糖的互變

1．1，6－二磷酸果糖裂解成2分子磷酸丙糖 此反應(yīng)是可逆的，由醛縮酶（aldolase）催化，產(chǎn)生2分子丙糖，即磷酸二羥丙酮和3－磷酸甘油醛。

2．磷酸二羥丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)?－磷酸甘油醛 3－磷酸甘油醛和磷酸二羥丙酮是同分異構(gòu)體，在磷酸丙糖異構(gòu)酶（triose phosphate isomerase）催化下可互相轉(zhuǎn)變。只有3－磷酸甘油醛可進一步沿著糖酵解途徑向下游繼續(xù)反應(yīng)，3－磷酸甘油醛在下一步反應(yīng)中被消耗后，磷酸二羥丙酮迅速轉(zhuǎn)變?yōu)?－磷酸甘油醛，繼續(xù)進行酵解，相當于1分子1，6－二磷酸果糖產(chǎn)生了2分子3－磷酸甘油醛。

此外，磷酸二羥丙酮還可被還原成α－磷酸甘油，后者是合成脂肪的原料，所以磷酸二羥丙酮是聯(lián)系葡萄糖代謝和脂肪代謝的重要樞紐物質(zhì)。

（三）糖酵解產(chǎn)能階段——生成丙酮酸并產(chǎn)生ATP

從第3階段開始以后的反應(yīng)才開始產(chǎn)生能量，磷酸丙糖經(jīng)兩次底物水平磷酸化轉(zhuǎn)變成丙酮酸，總共生成4分子ATP。

1．3－磷酸甘油醛氧化為1，3－二磷酸甘油酸 此反應(yīng)中3－磷酸甘油醛的醛基氧化成羧基及羧基的磷酸化均由3－磷酸甘油醛脫氫酶（glyceraldehyde 3－phosphate dehydrogenase）催化，以NAD＋為輔酶接受氫和電子，生成還原當量NADH＋H＋。這是個放能反應(yīng)，釋放的自由能在C3上形成高能的磷酸酯鍵。其磷酸酯鍵水解時可將能量轉(zhuǎn)移至ADP，生成ATP。

2．1，3－二磷酸甘油酸轉(zhuǎn)變成3－磷酸甘油酸 磷酸甘油酸激酶（phosphoglycerate kinase）催化1，3－二磷酸甘油酸上的磷酸基從羧基轉(zhuǎn)移到ADP，形成ATP和3－磷酸甘油酸，反應(yīng)需要Mg2＋。這是糖酵解過程中第1次產(chǎn)生ATP的反應(yīng)，將底物的高能磷酸基直接轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP。這種分子內(nèi)的氧化還原反應(yīng)，由于底物內(nèi)部的脫氫或脫水，使分子內(nèi)部的能量進行重新分布聚集成高能鍵，高能鍵水解時可將能量轉(zhuǎn)移至ADP，生成ATP。這種ADP或其他核苷二磷酸的磷酸化作用與底物內(nèi)部的脫氫或脫水直接相偶聯(lián)的反應(yīng)過程稱為底物水平磷酸化（substrate－level phosphorylation）。

3．3－磷酸甘油酸重排為2－磷酸甘油酸 磷酸甘油酸變位酶（phosphoglycerate mutase）催化磷酸基從3－磷酸甘油酸的C3位轉(zhuǎn)移到C2，此反應(yīng)是可逆的。

4．2－磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇化酶（enolase）催化2－磷酸甘油酸脫水生成磷酸烯醇式丙酮酸（phosphoenolpyruvate，PEP）。這個反應(yīng)是底物內(nèi)部的脫水，引起分子內(nèi)部的能量重新分布和聚集，形成了一個高能磷酸鍵。

5．磷酸烯醇式丙酮酸生成丙酮酸 磷酸烯醇式丙酮酸分子中的高能磷酸烯醇酯鍵斷裂時，所釋放自由能用于磷酸基轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP和丙酮酸，反應(yīng)不可逆。這是糖酵解過程中的第2次底物水平磷酸化，由丙酮酸激酶（pyruvate kinase）催化，是糖酵解的第3個限速步驟。反應(yīng)最初生成烯醇式丙酮酸，烯醇式丙酮酸不穩(wěn)定，經(jīng)非酶促反應(yīng)迅速轉(zhuǎn)變?yōu)橥奖帷?/p>

（四）丙酮酸被還原為乳酸

丙酮酸進一步如何代謝，取決于氧的供應(yīng)。在無氧條件下丙酮酸不再進一步氧化，而是使前述3－磷酸甘油醛脫氫時生成的NADH＋H＋重新氧化成NAD＋。以丙酮酸作為氫的受體，使丙酮酸還原成乳酸。此反應(yīng)是由乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）催化的可逆反應(yīng)。由于NADH＋H＋重新轉(zhuǎn)變成NAD＋，3－磷酸甘油醛的氧化就能繼續(xù)進行，乳酸不斷生成，糖酵解才能重復(fù)進行。圖3－2是糖的無氧酵解。

圖3－2 糖酵解

糖無氧氧化時每分子磷酸丙糖進行2次底物水平磷酸化，可生成2分子ATP，因此1分子葡萄糖可生成4分子ATP，扣除在葡萄糖和6－磷酸果糖磷酸化時消耗的2分子ATP，最終1分子葡萄糖無氧氧化凈得2分子ATP。