生化第三版考研课件第23章戊糖途径

1、第二十五章 磷酸戊糖途径和糖的其他代谢途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径一、戊糖磷酸途径 （pentose phosphate pathway） 磷酸己糖支路 己糖单磷酸途径 戊糖支路 戊糖磷酸循环生化第三版考研课件第23章戊糖途径 糖酵解 有氧氧化细胞内糖的其他分解途径分解代谢支路/旁路糖在体内的主要分解途径戊糖磷酸途径磷酸戊糖为代表性中间产物糖酵解在磷酸己糖处分支生化第三版考研课件第23章戊糖途径（一）磷酸戊糖途径的发现1、碘乙酸和氟化物不能完全抑制G的利用2、存在 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 葡萄糖酸-6-磷酸脱氢酶 其他磷酸化五碳、六碳、七碳糖NADP+为其辅酶生化第三版考研课件第23

2、章戊糖途径NADPH22CO磷酸戊糖途径细胞质中（二）磷酸戊糖途径的主要反应生化第三版考研课件第23章戊糖途径5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖6-磷酸葡萄糖糖酵解6-磷酸葡萄糖酸 NADP+NADPH+H+5-磷酸核酮糖 NADP+NADPH+H+CO27-磷酸景天庚酮糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖4-磷酸赤藓糖3-磷酸甘油醛 氧化阶段(脱碳产能)非氧化阶段(重组)2NADPH生物氧化O25ATP + 2H2O6-磷酸果糖生化第三版考研课件第23章戊糖途径 氧化阶段(脱碳产能)6-磷酸葡萄糖脱氢酶6-磷酸葡萄糖酸内酯6-磷酸葡萄糖水解生化第三版考研课件第23章戊糖途径Looks familiar?6-

3、磷酸葡萄糖酸脱氢酶5-磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核糖生化第三版考研课件第23章戊糖途径Glucose-6-phosphate 2 NADP+ H2O ribose-5-phosphate 2 NADPH + 2H+CO2 核苷酸合成的前体生化第三版考研课件第23章戊糖途径从五C糖重新生成6C 糖非氧化阶段(重组)5-磷酸木酮糖转酮酶转酮酶转醛酶生化第三版考研课件第23章戊糖途径two similar reactions in glycolysis：6-P-G 6-P-F；3-P-甘油酸 2-P-甘油酸核酮糖 5-磷酸木酮糖 5-磷酸差向异构酶酶作用生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化

4、第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径TPP helps the two-carbon transferringin transketolase（转酮醇酶）TPPDonor(ketose)Acceptor(aldose)pyruvate decarboxylase生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径可逆反应生化第三版考研课件第23章戊糖途径A three-carbon unit is transferred from a ketoseto an aldose without being helped by cofactorsDonor

5、Acceptor(ketose) (aldose) 景天庚酮糖赤藓糖转醛酶生化第三版考研课件第23章戊糖途径The second reaction catalyzed by transketolasein converting six ribulose 5-P to five Glc 6-P. TPP转酮酶Donor(ketose)Acceptor(aldose)生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径（三）戊糖磷酸途径反应速度的调控1、氧化阶段两步反应都是不可逆的2、NADPH与NADP+竞争 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 葡萄糖酸-6-磷酸脱氢酶 上的结合位点-产物抑

6、制 受NADP+/ NADPH的调节生化第三版考研课件第23章戊糖途径3、戊糖磷酸途径 为机体提供5-磷酸核糖和NADPH（1）机体需要5-磷酸核糖NADPH G-6-P F-6-P F-1,6-二磷酸 甘油醛-3-P F-6-P和甘油醛-3-P转为5-磷酸核糖 耗ATP糖酵解生化第三版考研课件第23章戊糖途径可逆反应生化第三版考研课件第23章戊糖途径（2）机体对5-磷酸核糖和NADPH需求相当 磷酸戊糖途径的氧化阶段占优势（3）机体对NADPH的需求 5-磷酸核糖 G彻底分解产生足够的NADPH。生化第三版考研课件第23章戊糖途径6(6-磷酸葡萄糖)+6O2 6(5-磷酸核酮糖)+6CO2+

7、6H2O+30ATP每循环一次，生成2个NADPH+H+/6分子ATP1分子G循环6次完全分解，产生30个ATP葡萄糖活化为G-6-P，消耗1个ATP葡萄糖+O2 6CO2+6H2O+29ATP生化第三版考研课件第23章戊糖途径（四）戊糖磷酸途径的生物意义（1） NADPH为许多物质的合成提供还原力（2） 是联系戊糖代谢的途径（3）产能（29ATP）不通过糖酵解（4） 维护红细胞及含巯基蛋白的正常功能（5） 磷酸核糖用于DNA、RNA的合成 木酮糖参与光合作用固定CO2 各种单糖用于合成各类多糖生化第三版考研课件第23章戊糖途径 CO-NH-CH-CO-NH-CH2-COOH （CH2 ）3

8、CH2 HC NH2 SH COOH 还原型谷胱甘肽生化第三版考研课件第23章戊糖途径 Glu-Cys-Gly SH还原型谷胱甘肽 生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径 Glu-Cys-Gly S S 氧化型谷胱甘肽 Glu-Cys-GlyGSSG + NADPH + H+ 2GSH + NADP+ 生化第三版考研课件第23章戊糖途径（一）葡萄糖异生（Gluconeogenesis） 以非糖物质为前体合成葡萄糖 机体先消耗葡萄糖 然后消耗糖原 糖异生维持血糖稳定二、糖的其他代谢途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径1、糖异生途径 部位：肝脏（线粒体、细胞质） 克

9、服糖酵解中3个不可逆步骤生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径第一步：丙酮酸 PEPConversion of Pyruvate into Phosphoenolpyruvate 生化第三版考研课件第23章戊糖途径线粒体基质乙酰CoA别构激活剂生化第三版考研课件第23章戊糖途径草酰乙酸不能通过线粒体内膜草酰乙酸 天冬氨酸（穿膜） 草酰乙酸草酰乙酸 苹果酸（穿膜） 草酰乙酸线粒体胞液谷草转氨酶谷草转氨酶线粒体胞液苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径丙酮酸 +ATP+GTP+HCO3- PEP+ADP+GDP+P

10、i+H+CO2 细胞质（或线粒体中）生化第三版考研课件第23章戊糖途径PEP羧激酶羧化酶生化第三版考研课件第23章戊糖途径磷酸烯醇式丙酮酸逆行至1，6-二磷酸果糖第2步水解酶催化P6-磷酸果糖PP1，6-二磷酸果糖水解酶水解作用第3步生化第三版考研课件第23章戊糖途径丙酮酸通过糖异生形成一个G，消耗多少个ATP？ 2丙酮酸 葡萄糖2丙酮酸 2PEP：2 ATP2=423-P-甘油 酸 21,3-BP-甘油酸：12=2共计6分子ATP生化第三版考研课件第23章戊糖途径哪些物质可以通过糖异生途径形成糖元？凡能转变成糖代谢中间产物的物质1、乳酸回炉再造解毒、节能2、饥饿状态下氨基酸、甘油维持血糖浓度

11、机体先消耗葡萄糖然后消耗糖原糖异生维持血糖稳定生化第三版考研课件第23章戊糖途径纤维素有机酸微生物发酵糖异生葡萄糖糖原 生化第三版考研课件第23章戊糖途径2、糖异生的生理意义（1） 饥饿状态下维持血糖浓度恒定（2） 调节酸碱平衡（3） 回收乳酸分子中的能量 葡萄糖 产生的乳酸 转运至肝经糖异生作用生成葡萄糖，转运至肌肉组织加以利用，这一过程称为乳酸循环（Cori循环）。酵解血循环生化第三版考研课件第23章戊糖途径乳酸循环（Cori循环）肌肉肝G丙酮酸乳酸糖酵解NADH+H+NAD+乳酸乳酸丙酮酸GNAD+NADH+H+G糖异生血液生化第三版考研课件第23章戊糖途径乳酸循环是肝和肌肉组织中酶特点

12、所致 生理意义：避免损失乳酸；防止酸中毒乳酸循环是耗能的过程，2分子乳酸异生为葡萄糖需消耗6分子ATP。生化第三版考研课件第23章戊糖途径3、糖异生作用的调节 糖异生与糖酵解相互协调（1） 高浓度6-P-G 抑制己糖激酶、活化磷酸酶 抑制糖酵解、促进糖异生己糖激酶6-P-GG6-P-GG磷酸酶生化第三版考研课件第23章戊糖途径（2）6-P-F1，6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶-11，6-二磷酸果糖6-P-F二磷酸果糖磷酸酶-1柠檬酸抑制磷酸果糖激酶，活化磷酸酶，抑制糖酵解；2，6-二磷酸果糖促进葡萄糖分解，抑制糖异生；胰高血糖素使磷酸果糖激酶-2（PFK-2）磷酸化失活，促进糖异生生化第三版考研课

13、件第23章戊糖途径6-P-F 2，6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶-2二磷酸果糖磷酸酶-2磷酸果糖激酶-2二磷酸果糖磷酸酶-2同一条肽链Ser-OH磷酸化：激活磷酸酶、抑制激酶2，6-二磷酸果糖是PFK-1的激活剂、促进酵解生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径（3）PEP丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸PEP丙酮酸羧化酶PEP羧激酶乙酰CoA刺激丙酮酸羧化酶活性，促进糖异生；ADP刺激酵解，抑制丙酮酸羧化酶；ATP抑制丙酮酸激酶（酵解），促进糖异生生化第三版考研课件第23章戊糖

14、途径底物循环（substrate cycle） 作用物的互变反应分别由不同的酶催化其单向反应，这种互变循环称之为底物循环。当两种酶活性相等时，则不能将代谢向前推进，称之为无效循环（Futile Cycles）。生化第三版考研课件第23章戊糖途径第一个底物循环：己糖激酶G-6-P磷酸酶 G-6-P 葡萄糖生化第三版考研课件第23章戊糖途径第二个底物循环： 2，6-双磷酸果糖的水平是肝内调节糖的分解或糖异生反应方向的主要信号生化第三版考研课件第23章戊糖途径第三个底物循环：生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径葡萄糖在UDP-葡萄糖-焦磷酸化酶的作用下，形成UDP-G

15、。其他糖同样。UDP-糖为糖的活化形式。糖核苷酸（二）乳糖的合成与分解生化第三版考研课件第23章戊糖途径为酶提供非共价结合的位点生化第三版考研课件第23章戊糖途径NDP糖焦磷酸化酶释放大量能量生化第三版考研课件第23章戊糖途径乳糖由半乳糖和葡萄糖以糖苷键相连生化第三版考研课件第23章戊糖途径半乳糖半乳糖激酶半乳糖-1-磷酸半乳糖-1-磷酸尿苷酰转移酶UDP-G尿嘧啶核苷二磷酸-半乳糖G-1-PUDP半乳糖生化第三版考研课件第23章戊糖途径在乳腺组织中，半乳糖基转移酶与-乳清蛋白结合（乳糖合酶），将UDP-半乳糖转给D-葡萄糖，形成乳糖。UDP-半乳糖生化第三版考研课件第23章戊糖途径非乳腺组织

16、中，在半乳糖基转移酶的作用下，将UDP-半乳糖转给N-乙酰-D葡萄糖胺以G为半乳糖基受体 乳糖（酶活性小）UDP-半乳糖D-半乳糖-N-乙酰-D葡萄糖胺糖蛋白半乳糖基转移酶N-乙酰-D葡萄糖胺生化第三版考研课件第23章戊糖途径2、乳糖的分解肠上皮细胞外表面有双糖水解酶微生物分泌-半乳糖苷酶乳糖 半乳糖 + 葡萄糖-半乳糖苷酶 （微生物）乳糖水解酶生化第三版考研课件第23章戊糖途径3、乳糖不耐症lactose intolerant（） 小肠细胞乳糖酶活性大部分/全部消失4、细菌的乳糖操纵子（代谢调控）生化第三版考研课件第23章戊糖途径（三）糖蛋白的生物合成生化第三版考研课件第23章戊糖途径寡糖对

17、多肽链的加工糖基供体受体糖基转移酶（活化糖基）活化形式核苷二磷酸：UDP-长醇焦磷酸：DPP-第一个糖基受体：特定AA残基糖链延伸时为新接上的糖基生化第三版考研课件第23章戊糖途径长醇生化第三版考研课件第23章戊糖途径1、寡糖与多肽链的连接类型N-连接型寡糖（ N-连寡糖,N-糖肽键）N乙酰葡萄糖胺生化第三版考研课件第23章戊糖途径Asn-X-Ser Asn-X-Thr XPro分布于膜蛋白、血浆蛋白五糖核心（天线）GlcNAcGlcNAcManManMan甘露糖生化第三版考研课件第23章戊糖途径高甘露糖型杂合型 复杂型（唾液酸）生化第三版考研课件第23章戊糖途径O-连接型寡糖（ O-连寡糖,

18、O-糖肽键）N乙酰半乳糖胺生化第三版考研课件第23章戊糖途径胶原蛋白中 半乳糖与5-羟赖氨酸形成0糖肽键植物糖蛋白 阿拉伯糖与羟脯氨酸形成0糖肽键生化第三版考研课件第23章戊糖途径filled diamond = sialic acid (NANA)linkage to proteinGlcNAcgalactoseFucose岩藻糖GalNAcStructure of the ABO blood group carbohydrates生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径酰胺键型连接OH-CH2-CH2 NH2肌醇乙醇胺生化第三版考研课件第23章戊糖途径生化第三版考研课件第23章戊糖途径The GPI linkage of the T-cell marker Thy-1outer surface of the membranemannoseGalNAcfucoseethanolamine甘露糖磷酸乙醇胺肽链C末端酰胺键肌醇磷脂酰肌醇（锚）锚定生化第三版考研课件第23章戊糖途径N连寡糖0连寡糖场所始于内质网完成于高尔基体内质网/高尔基体（终）N糖基化之后识别Asn-X-Ser/Thr一级结构特定位点Ser/Thr二级/三级结构肽链合成时进行肽链合成后进行翻译后加工过程2、糖蛋白链中寡糖的合成