糖代谢其他途径

1、糖代谢其他途径糖的来源和去路葡萄糖消化吸收异生作用糖原分解氧化供能贮 存转变成其他物质糖的分解代谢生物体内葡萄糖（糖原）的分解主要有三条途径：1.无O2情况下，葡萄糖（G）丙酮酸（Pyr） 乳酸（Lac）2. 有O2情况下，G CO2 + H2O（经三羧酸循环）3. 有O2情况下，G CO2 + H2O（经磷酸戊糖途径）磷酸戊糖途径的发现在组织中添加酵解抑制剂碘乙酸（抑制3-P-甘油醛脱氢酶）或氟化物（抑制烯醇化酶）等，葡萄糖仍可被消耗；并且C1更容易氧化成CO2；发现了6-P-葡萄糖脱氢酶和6-P-葡萄糖酸脱氢酶及NADP+；发现了五碳糖、六碳糖和七碳糖；说明葡萄糖还有其他代谢途径（1931

2、-1951）。1953年阐述了磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway)，简称PPP途径，也叫磷酸己糖支路；亦称戊糖磷酸循环；亦称Warburg-Dickens戊糖磷酸途径。PPP途径广泛存在动、植物细胞内，在细胞质中进行。6. Oxidation of glyceraldehyde 3-phosphate to 1,3-bisphosphoglycerate葡萄糖在生物体内的氧化分解代谢主要是通过酵解和三羧酸循环途径进行的，这也是生物产生能量的主要途径，但绝非唯一的途径。 戊糖磷酸途径,又称戊糖支路、己糖单磷酸途径、磷酸葡萄糖酸氧化途径、以及戊糖磷酸循环等，这些名称强

3、调从磷酸化的六碳糖形成磷酸化五碳糖的过程。 戊糖磷酸途径是糖代谢的第二条重要途径，是葡萄糖分解的另外一种机制，在细胞溶胶中进行，广泛存在于动植物细胞内。动物体中约有30%的葡萄糖通过此途径分解。 Pentose phosphate pathway * The two major products of the pathway are NADPH and ribose 5-phosphate. * Ribose 5-phosphate and its derivatives are components of important cellular molecules such as RNA, D

4、NA, NAD+, FAD,ATP and CoA. NADPH is required for many biosynthetic pathways and particularly for synthesis of fatty acids and steroids.磷酸戊糖途径一、磷酸戊糖途径的反应历程二、磷酸戊糖途径的意义三、磷酸戊糖途径调控 磷酸戊糖途径是指从 G-6-P 脱氢反应开始，经一系列代谢反应生成磷酸戊糖等中间代谢物，然后再重新进入糖氧化分解代谢途径的一条旁路代谢途径。 该旁路途径的起始物是 G-6-P，返回的代谢产物是3- 磷酸甘油醛和6- 磷酸果糖，其重要的中间代谢产物是

5、 5- 磷酸核糖和 NADPH 。整个代谢途径在胞液中进行。关键酶是 6- 磷酸葡萄糖脱氢酶。 磷酸戊糖途径的反应历程分两个阶段： （一）葡萄糖的氧化脱羧阶段（二）非氧化的分子重排阶段第一阶段（氧化阶段） ：6分子的6磷酸葡萄糖经脱氢、水合、氧化脱羧生成6分子5磷酸核酮糖、12NADPH和6CO2第二阶段（异构阶段）： 6分子5磷酸核酮糖经一系列基团转移反应异构成5分子6磷酸葡萄糖回到下一个循环。演 示 文 稿1 23 后 等拉牡蛎拉 www.LamoLiL 拉牡蛎拉 岚奣尛磷酸戊糖途径的两个阶段 2、非氧化分子重排阶段 6 核酮糖-5-P 5 果糖-6-P 5 葡萄糖-6-P1、氧化脱羧阶段

6、 6 G-6-P 6 葡萄糖酸-6-P 6 核酮糖-P 6 NADP+ 6 NADPH+6H+ 6 NADP+ 6 NADPH+6H+6CO26H2O 葡萄糖的氧化脱羧阶段 6-P葡萄糖+NADP+ 6-P葡萄糖酸内酯+ NADPH+H+ 6-P葡萄糖酸内酯 6-P葡萄糖酸（容易进行） 6-P葡萄糖酸+NADP+ 5-P核酮糖+CO2+NADPH+H+ 本阶段总反应：6-P葡萄糖+2NADP+H2O 5-P-核酮糖+CO2+2NADPH+2H+ 6-P葡萄糖脱氢酶6-P葡萄糖酸内酯酶6-P葡萄糖酸脱氢酶H20H+磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段NADP+ NADPH+H+ H2O NADPH+H+N

7、ADP+5-磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸内酯6-磷酸葡萄糖酸CO26-磷酸葡萄糖脱氢酶内酯酶6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶第一步：脱氢Dehydrogenation 第二步：水解 hydrolysis第三步：oxidative decarboxylation 非氧化的分子重排阶段 5-P-核酮糖 5-P核糖 5-P核酮糖 5-P木酮糖（转酮酶的底物、连接EMP） 5-P木酮糖+5-P核糖 7-P景天庚酮糖 + 3-P甘油醛 7-P景天庚酮糖+3-P甘油醛 6-P果糖 + 4-P赤藓糖 5-P木酮糖 + 4-P赤藓糖 6-P果糖 + 3-P甘油醛本阶段总反应： 65-P核酮糖 46-P果糖

8、+ 23-P甘油醛 P戊糖异构酶P戊糖差向异构酶转酮酶转醛酶转酮酶5-磷酸核酮糖转变为5-磷酸核糖Isomerization of ribulose 5-phosphate to ribose 5-phosphate. The reaction was catalyzed by phosphopentose isomerase.磷酸戊糖途径的非氧化阶段之一（5-磷酸核酮糖异构化）戊糖磷酸途径通过转酮酶和转醛酶实现与糖酵解连接。Linkage of the pentose phosphate pathway to glycolysis via transketolase and transald

9、olase.磷酸戊糖途径的 非氧化阶段之二（基团转移）+24-磷酸赤藓糖+25-磷酸核糖23-磷酸甘油醛转酮酶转醛酶26-磷酸果糖+7-磷酸景天庚酮糖2H25-磷酸木酮糖基团转移+24-磷酸赤藓糖+23-磷酸甘油醛26-磷酸果糖转酮酶25-磷酸木酮糖H2O Pi1,6-二磷酸果糖23-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）异构酶磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶段H2OPi6 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-磷酸赤藓糖2 6-磷酸果糖2 5-磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油

10、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磷酸戊糖途径的总反应式6 G-6-P + 12NADP+ +7 H2O 5 G-6-P + 6CO2 + 12NADPH +12H+表明1个6-P葡萄糖经6次循环被彻底氧化为6个CO2.由一个循环的反应体系构成。该反应体系的起始物为葡萄糖-6-磷酸，经过氧化分解后产生五碳糖，CO2，无机磷酸，NADPH。二、磷酸戊糖途径的意义产生大量的NADPH，为细胞的各种合成反应提供还原剂（力），比如参与脂肪酸和固醇类物质的合成。在红细胞中保证谷胱甘肽的还原状态。（防止膜脂过氧化； 维持血红素中的F

11、e2+;）（6-P-葡萄糖脱氢酶遗传缺陷症贫血病）该途径的中间产物为许多物质的合成提供原料，如：5-P-核糖 核苷酸 4-P-赤藓糖 芳香族氨基酸4、非氧化重排阶段的一系列中间产物及酶类与光合作用中卡尔文循环的大多数中间产物和酶相同，因而磷酸戊糖途径可与光合作用联系起来，并实现某些单糖间的互变。（是细胞内不同结构的糖分子的重要来源）.磷酸戊糖途径中酶的先天遗传性缺陷先天遗传缺乏6磷酸葡萄糖脱氢酶，在给磺胺、阿司匹林等有氧化性的药物时，大量NADPH被氧化，不能保持红细胞中还原谷胱苷肽水平，破坏膜结构，造成溶血、贫血等症状。5、PPP途径是由葡萄糖直接氧化起始的可单独进行氧化分解的途径。因此可以

12、和EMP、TCA相互补充、相互配合，增加机体的适应能力。 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 (3)cAMP/cGMP核苷酸第二信使合成原料三、磷酸戊糖途径的调控磷酸戊糖途径的速度主要受生物合成时NADPH的需要所调节。 NADPH反馈抑制6-P-葡萄糖脱氢酶的活性。肝脏中的各种戊糖途径的酶中以6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性最低，所以它是戊糖途径的限速酶，催化不可逆反应步骤。其活性受NADP+/NADPH比值的调节，NADPH竞争性抑制6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的活性, NADHP可以

13、进行有效的反馈抑制调控。只有NADPH在脂肪的生物合成中被消耗时才能解除抑制，再通过6-磷酸葡萄糖脱氢酶产生出NADPH。非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物浓度。5-磷酸核糖过多时，可转化成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醇进行酵解。二、糖异生1、糖异生作用的主要途径和关键反应2、葡萄糖代谢与糖异生作用的关系3、糖异生的总反应式和调控糖异生是指由非糖物质例如乳酸、氨基酸、甘油等作为原料合成葡萄糖的作用。葡糖异生作用对于机体饥饿时和激烈运动时不断提供葡萄糖维持水平是非常重要的。脑和红细胞几乎全部依赖血糖提供能源。葡糖异生作用的绝大多数酶是细胞溶胶酶，只有丙酮酸羧化酶和葡萄糖 -6- 磷酸酶除外，前者位

14、于线粒体基质，后者结合在光面内质网上。用整体动物做实验，禁食24小时，大鼠肝脏中的糖原由7%降低到1%，饲喂乳酸、丙酮酸或三羧酸循环代谢的中间物后可以使大鼠肝糖原增加。根皮苷是一种从梨树茎皮中提取的有毒的糖苷，它能抑制肾小管将葡萄糖重吸收进入血液中，这样血液中的葡萄糖就不断的由尿中排出。当给用根皮苷处理过的动物饲喂三羧酸循环中间代谢物或生糖氨基酸后，这些动物尿中的糖含量增加。糖尿病人或切除胰岛的动物，他们从氨基酸转化成糖的过程十分活跃。当摄入生糖氨基酸时，尿中糖含量增加。 糖异生的证据如下：糖异生途径的前体1、凡是能生成丙酮酸的物质都可以变成葡萄糖。例如三羧酸循环的中间物，柠檬酸、异柠檬酸、-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸和苹果酸都可以转变成草酰乙酸而进入糖异生途径。 2、大多数氨基酸是生糖氨基酸如丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、丝氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、精氨酸、组氨酸、苏氨酸、脯氨酸、谷胺酰胺、天冬酰胺、甲硫氨酸、缬氨酸等，它们可转化成丙酮酸、-酮戊二酸、草酰乙酸等三羧酸循环中间物参加糖异生途径。 但是这种转变不是糖分解代谢的简单逆转，必须克服那些由关键酶所催化的不可逆反应造成的“能障”。主要有三个酶催化的反应, 异生过程必须设法“绕过”这三个反应.糖异生作用的总反应式如下：2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H+4H2O