糖类代谢-磷酸戊糖途径

1第四节磷酸戊糖途径

（PentosePhosphatePathway）一、概念：G-6-P经一系列反应生成NADPH+H+

和5-磷酸核糖，并完成三碳、四碳、五碳、六碳、七碳糖转换的代谢途径。二、反应场所：胞浆2三、基本过程

第一阶段：氧化反应阶段第二阶段：非氧化反应阶段34（一）第一阶段G-6-P氧化为5-磷酸核酮糖生成2(NADPH＋H＋

)51、G-6-P氧化为6-磷酸葡萄糖酸内酯

酶：葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（NADP+

)

关键酶变构抑制剂：NADPH

62、6-磷酸葡萄糖酸内酯水解生成6-磷酸葡萄糖酸酶：葡萄糖酸内酯酶

73、6-磷酸葡萄糖酸生成5-磷酸核酮糖酶：6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶(NADP+)8氧化阶段总反应式：

G-6-P＋2NADP+＋H2O——核酮糖-5-磷酸＋2NADPH＋2H＋＋CO2

9（二）非氧化阶段5C/3C/7C/4C/6C糖的相互转换酶：转醛醇酶和转酮醇酶101.5-磷酸核酮糖生成5-磷酸核糖酶：磷酸戊糖异构酶112、5-磷酸核酮糖5-磷酸木酮糖

5－磷酸核糖差向异构酶

12133.木酮糖-5-磷酸＋核糖-5-磷酸

转酮醇酶

景天庚酮糖-7-磷酸＋甘油醛-3-磷酸14景天庚酮糖-7-磷酸＋甘油醛-3-磷酸

转醛醇酶

果糖-6-磷酸＋赤藓糖-4-磷酸15赤藓糖-4-磷酸＋木酮糖-5-磷酸

转酮醇酶

果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸16第五节

磷酸戊糖途径（HMPPPP）

磷酸戊糖途径的概念：是G分解的另一条途径:在6—P—G上直接氧化，再分解产生5—P—核糖。磷酸戊糖途径PPP：PentosePhosphatePathway

己糖磷酸途径HMP：HexoseMonophosphatePathway

磷酸己糖支路HMS：HexoseMonophosphateShuntG直接氧化途径DOPG：DirectOxidationPathwayofGlucoseHMP的阐明起始于1931年Warburg对6—P—G脱氢酶的研究，后人在此基础上加以完善。实验证明：（1）在组织中加入EMP抑制剂碘乙酸或碘乙酰胺（ICH2COOH或ICH2CONH2）后，它抑制3—P—G脱氢酶的活性（3—P—G1，3—DPG），但有些微生物仍能将GCO2＋H2O，说明另有途径。（2）用同位素14C标记C1和C6，如果是EMP、TCA，那么生成的14C1O2和14C6O2

分子数应相等，但实验表明14C1

更容易氧化为CO2，说明另有途径。说明G分解的主要途径是EMP和TCA，但并非唯一途径，HMP也是G分解的途径，只是在6—P—G上直接氧化。

细胞定位：胞液

一、磷酸戊糖途径概要

以6—P—G为起始物，经过两个阶段共8步反应，最后重新生成6—P—G的过程。

HMP概要

特点：G直接脱氢或脱羧，不经过三碳糖阶段。

HMP属于有氧分解还是无氧分解？

O2不参加HMP，但认为HMP是需氧的代谢途径，因为可以肯定的是：HMP是需氧生物的某些组织、器官中较旺盛的代谢途径，而且与EMP、TCA相联系。

二、生化历程（一）不可逆的氧化阶段（1-----3）1、6—P—G6—P葡萄糖酸内酯

可逆

2、6—P葡萄糖酸内酯水解生成6—P葡萄糖酸

不可逆

3、6—P葡萄糖酸脱氢脱羧生成5—P核酮糖（5—P—Ru）

不可逆

1——3步（二）可逆的非氧化阶段（4——8）戊糖互变4、5—P核酮糖（5—P—Ru）异构化为

5—P核糖（5—P—R）

官能团异构

5、5—P核酮糖（5—P—Ru）异构化为

5—P木酮糖（5—P—Xu）

差向异构

4——5步6-----8步，基团移位反应

通过转酮酶和转醛酶的催化作用，将一酮糖分子的酮醇基转移给另一醛糖分子上，形成新的醛糖和酮糖。转酮酶专门催化乙酮醇基转移转醛酶专门催化二羟丙酮基转移通过C5、C4、C7、C3、C6只见的基团转移反应，实现了糖分子之间的转变，最终生成6—P—F

6、5—P—R＋5—P—Xu3—P—G（3—P甘油醛）＋7—P—S（7—P—景天庚酮糖）将5—P—Xu的乙酮醇基转移给5—P—R。

7、3—P—G＋7—P—S4—P—E（4—P赤藓糖）＋6—P—F

将7—P—S-的二羟丙酮基转移给3—P—G。

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8、5—P—Xu＋4—P—E3—P—G＋6—P—F

将5—P—Xu的乙酮醇基转移给4—P—E。

基团转移（续前）

+24-磷酸赤藓糖+23-磷酸甘油醛26-磷酸果糖转酮酶25-磷酸木酮糖然后：3—P—GDHAP3—P—G+DHAP1，6—FDP2—磷酸果糖酯酶磷酸己糖异构酶1，6—FDP6—P—FH2OPi6—P—GH2OPi1,6-二磷酸果糖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）

异构酶总反应式为：A式：66—P—G＋12NADP＋＋6H2O

46—P—F＋23—P—G＋6CO2＋12（NADPH＋H＋）

然后：23—P—G1，6—DPG＋H2O6—P—F＋Pi6—P—F6—P—G

因此得到B式

：6—P—G＋12NADP＋＋7H2O

6CO2＋12（NADPH＋H＋）＋Pi所以，HMP要循环一轮，必须有6个6—P—G同时进入循环，但最终只有1个6—P—G被彻底分解为6CO2＋12（NADPH＋H＋）＋Pi。

磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶H2OPi65-磷酸核酮糖25-磷酸核糖25-磷酸木酮糖2

3-磷酸甘油醛27-磷酸景天庚酮糖2

4-磷酸赤藓丁糖26-磷酸果糖25-磷酸木酮糖23-磷酸甘油醛26-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖16-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

三、化学量计算1、链式反应：36—P—G＋6NADP＋＋3H2O

26—P—F＋3—P—G＋3CO2＋6（NADPH＋H＋）

2、循环途径为：66—P—G＋12NADP＋＋6H2O

46—P—F＋23—P—G＋6CO2＋12（NADPH＋H＋）

四、生物学意义1、HMP产生大量的NADPH，为细胞的各种物质合成反应提供主要的还原力（主要目的不是供能）。NADPH作为供氢体，为细胞中脂肪酸、固醇、四氢叶酸FH4等的合成，硝酸盐、亚硝酸盐的还原，NH3的同化等所必需。2、HMP的中间产物是许多化合物的合成原料（碳源）。3、HMP与光合作用密切相关，把分解与合成代谢联系在一起。4、HMP与糖的有氧分解、无氧分解密切相关。46

四、生理意义（一）提供生物合成的原料1.戊糖：用于合成RNA、DNA以及辅酶（NAD+,FADH2、CoA）和ATP。

快速分裂的组织：骨髓、皮肤、大肠粘膜2.NADPH：生物合成：脂肪酸（肝脏、乳腺和脂肪组织）、胆固醇和类固醇激素的合成（肝脏、肾上腺和性腺）47（二）为细胞提供还原态的环境：NADPH是谷胱甘肽还原酶的辅酶。如视网膜和红细胞

NADPH+H+NADP+

G-S-S-GGSH（氧化型）（还原