今天已知的糖酵解途徑需要近100年的時間才能完全闡明。需要許多較小實驗的綜合結果才能從整體上理解該途徑。
了解糖酵解的xxx步始于19世紀的葡萄酒工業。出于經濟原因,法國葡萄酒業試圖調查為什么葡萄酒有時會變得令人討厭,而不是發酵成酒精。法國科學家路易斯巴斯德在1850年代研究了這個問題,他的實驗結果開始了闡明糖酵解途徑的漫長道路。他的實驗表明,發酵是通過活微生物、酵母的作用發生的,與厭氧條件(巴斯德效應)相比,酵母在有氧條件下的葡萄糖消耗會降低。
愛德華·布赫納。發現無細胞發酵。
1890年代EduardBuchner的非細胞發酵實驗提供了對糖酵解組成步驟的深入了解。Buchner證明,由于提取物中酶的作用,使用非活性酵母提取物可以將葡萄糖轉化為乙醇。這個實驗不僅徹底改變了生物化學,而且還允許后來的科學家在更受控的實驗室環境中分析這一途徑。在一系列實驗(1905-1911)中,科學家ArthurHarden和WilliamYoung發現了更多的糖酵解片段。他們發現了ATP對酒精發酵過程中葡萄糖消耗的調節作用。他們還闡明了一種化合物作為糖酵解中間體的作用:果糖1,6-二磷酸。
當酵母汁與葡萄糖一起孵育時,通過測量CO2水平來完成對果糖1,6-二磷酸的闡明。CO2產量迅速增加然后放緩。Harden和Young指出,如果將無機磷酸鹽(Pi)添加到混合物中,該過程將重新開始。Harden和Young推斷該過程產生了有機磷酸酯,進一步的實驗使他們能夠提取果糖二磷酸(F-1,6-DP)。
ArthurHarden和WilliamYoung以及NickSheppard在第二個實驗中確定,熱敏感的高分子量亞細胞部分(酶)和熱不敏感的低分子量細胞質部分(ADP、ATP和NAD)+和其他輔因子)一起進行發酵。該實驗首先觀察到透析(純化)酵母汁不能發酵,甚至不能產生磷酸糖。通過添加煮沸的未透析酵母提取物來挽救該混合物。煮沸酵母提取物會使所有蛋白質失去活性(因為它會使它們變性)。煮沸提取物加透析汁完成發酵的能力表明輔助因子在特性上是非蛋白質的。
奧托·邁耶霍夫。參與完成糖酵解謎題的主要科學家之一
在1920年代,OttoMeyerhof能夠將Buchner、Harden和Young發現的許多單獨的糖酵解片段中的一些聯系在一起。Meyerhof和他的團隊能夠從肌肉組織中提取不同的糖酵解酶,并將它們結合起來,人為地創造了從糖原到乳酸的途徑。
在一篇論文中,Meyerhof和科學家RenateJunowicz-Kockolaty研究了將1,6-二磷酸果糖分解為兩種磷酸丙糖的反應。以前的工作提出,分裂是通過1,3-二磷酸甘油醛加上氧化酶和舒適酶發生的。Meyerhoff和Junowicz發現異構酶和醛糖反應的平衡常數不受無機磷酸鹽或任何其他舒適酶或氧化酶的影響。他們進一步去除了可能作為糖酵解中間體的二磷酸甘油醛。
由于所有這些片段在1930年代都可用,GustavEmbden提出了我們現在稱為糖酵解的那個途徑的詳細、分步概述。確定該途徑復雜性的xxx困難是由于快速糖酵解反應中間體的壽命非常短和穩態濃度低。到1940年代,邁耶霍夫、恩姆登等眾多生物化學家終于完成了糖酵解之謎。在隨后的幾十年中,對分離途徑的理解得到了擴展,包括其調節和與其他代謝途徑整合的更多細節。