单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五节磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway,概 念,过 程,生理意义,调 节,11/20/2024,1,一、磷酸戊糖途径的概念,以6-,磷酸,葡萄糖开始，在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成磷酸戊糖为中间代谢物的过程，称为,磷酸戊糖途径,。,11/20/2024,2,磷酸戊糖途径,(phosphopentose pathway),又称,磷酸已糖旁路,(hexose monophosphate shunt,HMS),或Warburg-Dikens途径。,11/20/2024,3,二、磷酸戊糖途径的过程,6磷酸葡萄糖经脱氢、水合、氧化脱羧生成5磷酸核酮糖、NADPH和CO,2,5磷酸核酮糖经一系列基团转移反响,异构成6磷酸葡萄糖回到下一个循环。,第一阶段氧化阶段,第二阶段异构阶段：,11/20/2024,4,CO,2,+H,2,O+,ATP,TAC,G,G-6-P,F-6-P,F-1,6-BP,3-磷酸甘油醛,丙酮酸,乙酰CoA,磷酸戊糖途径,NADPH,5-磷酸核糖,11/20/2024,5,磷酸戊糖途径的代谢起始物是,G-6-P,，返回的代谢终产物是,3-磷酸甘油醛,和,6-磷酸果糖,，其重要的中间代谢产物是,5-磷酸核糖,和,NADPH,。,11/20/2024,6,磷酸戊糖途径在细胞的,胞液,(cytoplasm)中进行。关键酶是,6-磷酸葡萄糖脱氢酶,(glucose-6-phosphate dehydrogenase),。,11/20/2024,7,1 6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖酸内酯,NADP,+,NADP,H,+,H,+,6-磷酸葡萄糖,glucose 6-phosphate,6-,磷酸葡萄糖酸内酯,6-phosphoglucono-lactone,6-磷酸葡萄糖脱氢酶,glucose 6-phosphate dehydrogenase(,G6PD,),限速酶，对NADP,+,有高度特异性,11/20/2024,8,(2)6-磷酸葡萄糖酸内酯转变为6-磷酸葡萄糖酸,6-磷酸葡萄糖酸内酯,6-phosphoglucono-lactone,6,-磷酸葡萄糖酸,6-phosphogluconate,H,2,O,内酯酶,lactonase,11/20/2024,9,(3)6-磷酸葡萄糖酸转变为5-磷酸核酮糖,CO,2,6,-磷酸葡萄糖酸,6-phosphogluconate,NADP,+,NADP,H,+,H,+,5-,磷酸核酮糖,ribulose 5-phosphate,6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶,6-phosphogluconate dehydrogenase,11/20/2024,10,(4)三种五碳糖的互换,5-磷酸核酮糖,ribulose 5-phosphate,5-磷酸核糖,ribose 5-phosphate,异构酶,5-磷酸木酮糖,xylulose 5-phosphate,差向酶,11/20/2024,11,5)二分子五碳糖的基团转移反响,5-磷酸核酮糖,ribulose 5-phosphate,5-磷酸核糖,ribose 5-phosphate,3-磷酸甘油醛,glyceraldehyde 3-phosphate,7-磷酸景天糖,sedoheptulose,7-phosphate,转酮酶,(TPP),11/20/2024,12,(6)七碳糖与三碳糖的基团转移反响,7,-磷酸景天糖,sedoheptulose 7-phosphate,3-,磷酸甘油醛,glyceraldehyde 3-phosphate,转醛酶,4,-磷酸赤藓糖,erythrose 4-phosphate,6-,磷酸果糖,fructose 6-phosphate,Mg,2+,或,Mn,2+,11/20/2024,13,转酮酶与转醛酶,转酮酶(transketolase)就是催化含有一个酮基、一个醇基的二碳基团转移的酶。其接受体是醛，辅酶是TPP。,转醛酶(transaldolase)是催化含有一个酮基、二个醇基的三碳基团转移的酶。其接受体是亦是醛，但不需要TPP。,11/20/2024,14,(7)四碳糖与五碳糖的基团转移反响,4-磷酸赤藓糖,erythrose 4-phosphate,5-磷酸核酮糖,ribulose 5-phosphate,3-磷酸甘油醛,glyceraldehyde 3-phosphate,6-磷酸果糖,Fructose,6-phosphate,转酮酶,(TPP),11/20/2024,15,三、磷酸戊糖途径的反响过程,磷酸戊糖途径的总反响式：,G-6-P+12NADP+7H2O,6CO2+12NADPH+12H+H3PO4,即6分子G-6-P可生成6分子CO2，4分子F-6-P，2分子3-磷酸甘油醛和12分子NADPH。,11/20/2024,16,全部代谢过程可分为两个阶段：,G-6-P,氧化分解生成,5-,磷酸核酮糖：,G-6-P,脱氢氧化生成,6-,磷酸葡萄糖酸内酯：,*,6-磷酸葡萄糖脱氢,酶,G-6-P,NADP,+,6-磷酸葡萄糖酸内,酯,NADPH+H,+,11/20/2024,17,6-磷酸葡萄糖酸内酯水解生成6-磷酸葡萄糖酸：,内酯酶,6-磷酸葡萄糖酸内酯,6-磷酸葡萄糖酸,H,2,O,11/20/2024,18,6-磷酸葡萄糖酸再脱氢脱羧生成5-磷酸核酮糖：,6-磷,酸葡萄糖酸脱氢酶,6-磷酸葡萄糖酸,5-磷酸核酮,糖,NADPH+H,+,+CO,2,NADP,+,11/20/2024,19,5-磷酸核酮糖经一系列基团转移及差向异构反响生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。,此阶段的所有反响均为可逆反响。,在此阶段，经由5-磷酸核酮糖的异构可生成5-磷酸核糖。,5-磷酸核酮糖的基团转移反响过程：,11/20/2024,20,5-磷酸核酮糖(,C,5,),3,5-磷酸核糖 C,5,5-磷酸木酮糖,C,5,5-磷酸木酮糖,C,5,7-磷酸景天糖,C,7,3-磷酸甘油醛 C,3,4-磷酸赤藓糖,C,4,6-磷酸果糖,C,6,6-磷酸果糖,C,6,3-磷酸甘油醛,C,3,11/20/2024,21,磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶段,H,2,O,Pi,6,5-磷酸核酮糖,2,5-磷酸核糖,2,5-磷酸木酮糖,2,3-磷酸甘油醛,2,7-磷酸景天庚酮糖,2,4-磷酸赤藓丁糖,2,6-磷酸果糖,2,5-磷酸木酮糖,2,3-磷酸甘油醛,2,6-磷酸果糖,1，6-二磷酸果糖,1,6-磷酸果糖,转醛酶,异构酶,转酮酶,转酮酶,醛缩酶,阶段之一,阶段之二,阶段之三,11/20/2024,22,磷酸戊糖途径的非氧化阶段之一5-磷酸核酮糖异构化,差向异构酶,异构酶,5-磷酸木酮糖,5-磷酸核糖,5-磷酸核酮糖,11/20/2024,23,磷酸戊糖途径的 非氧化阶段之二基团转移,+,2,4-磷酸赤藓糖,+,2,5-磷酸核糖,2,3-磷酸甘油醛,转酮酶,转醛酶,2,6-磷酸果糖,+,7-磷酸景天庚酮糖,2,H,2,5-磷酸木酮糖,11/20/2024,24,基团转移续前,+,2,4-磷酸赤藓糖,+,2,3-磷酸甘油醛,2,6-磷酸果糖,转酮酶,2,5-磷酸木酮糖,11/20/2024,25,H,2,O Pi,1,6-二 磷酸果糖,2,3-磷酸甘油醛,6-磷酸果糖,醛缩酶,二磷酸果糖酯酶,磷酸戊糖途径的非氧化阶段之三 3-磷酸甘油醛异构、缩合与水解,异构酶,11/20/2024,26,磷酸戊糖途径的小结：,反 应 式,总反响图,特 点,11/20/2024,27,磷酸戊糖途径总反响式,6,G-6-P,+12NADP,+,+7 H,2,O,5,G-6-P,+,6,CO,2,+,12,NADPH,+12H,+,+,H,3,PO,4,11/20/2024,28,磷酸戊糖途径图,糖酵解途径,66,-磷,酸葡萄糖,2 5-,磷酸,木酮糖,25-,磷酸,核糖,2,5-磷酸,木酮糖,27-,磷酸,景天糖,2,3-磷,酸甘油醛,24-,磷酸,赤藓糖,2,6,-磷,酸果糖,2,3-,磷酸,甘油醛,2,6,-磷,酸果糖,66-,磷酸葡,萄糖酸内酯,6NADPH,66-,磷酸,葡萄糖酸,6H,2,O,6,5-磷,酸核酮糖,6NADPH,6CO,2,葡萄糖,11/20/2024,29,HMS示意图：,2C,6,2C,5,2C,6,2C,6,2CO,2,2CO,2,2CO,2,2C,5,2C,5,2C,3,2C,6,2C,7,2C,3,2C,4,2C,6,5C,6,回到下一循环,11/20/2024,30,磷酸戊糖途径特点：,反响部位：胞浆,反响底物：6-磷酸葡萄糖,重要反响产物：NADPH、5-磷酸核糖,限速酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6-PD),11/20/2024,31,三磷酸戊糖途径的意义,1、产生5-磷酸核糖,2、产生NADPH,11/20/2024,32,1、5-磷酸核糖作用,DNA、,RNA,合成原料,(1)NAD(P),+,(2)FAD,(3)HSCoA,各种核苷酸辅酶,(1)NTP,(2)dNTP,核苷酸,(3)cAMP/cGMP,第二信使,合成原料,11/20/2024,33,2、NADPH的主要功能,1、作为供氢体,-参与体内多种生物合成反响,2、是谷胱甘肽复原酶的辅酶,-对维持细胞中复原型谷胱甘肽的正常含量起重要作用,3、作为加单氧酶的辅酶,-参与肝脏对激素、药物和毒物的生物转化作用,4、去除自由基的作用,11/20/2024,34,NADPH作为体内的供氢体,脂肪酸,、,胆固醇,和,类固醇化合物,的生物合成，,均需要大量的NADPH,。,NADP,H,+,H,+,R-C=C-R,R-C,H,2,-C,H,2,-R,H,H,R-CH,2,-C-R,R-CH,2,-C,H,-R,0=,O,H,NADP,+,11/20/2024,35,谷胱甘肽的功能：,(1)解毒功能,(2)保护巯基酶/蛋白质,(3)可消除自由基,(4)协肋氨基酸的吸收,谷,胱,甘,肽,的,抗,氧,化,作,用,11/20/2024,36,NADPH作为羟化酶的辅酶,羟化反响：,(1)与某些生物合成(胆固醇、胆汁酸、类固醇激素等)有关；,(2)与肝脏的生物转化(激素、药物、毒物的生物转化)有关。,RH+,NADPH+H,+,R,OH,+,NADP,+,+H,2,O,羟化酶,11/20/2024,37,蚕豆病:,蚕豆病的病症是：吃蚕豆几小时或12天后，突然感到精神疲倦、头晕、恶心、畏寒发热、全身酸痛、萎靡不振，并伴有黄疸、肝脾肿大、呼吸困难、肾功能衰竭，甚至死亡。,蚕豆病，俗称蚕豆黄,机理:,蚕豆中有3种物质：裂解素、锁未尔和多巴胺。前两种使谷胱甘肽氧化，后一种能激发红细胞的自身破坏，,血像检查:,红细胞明显减少，黄疸指数明显升高。,11/20/2024,38,(四)磷酸戊糖途径的调节,餐后的兔肝胞浆中，NADP,+,/NADPH的比值为0.014,某些条件下，,NADP,+,/NADPH,的比值为,700,最重要的调节因素是：NADP,+,的水平,11/20/2024,39,