生物化学-磷酸戊糖途径　糖异生及糖原合成.ppt

1、2020/8/25,1,第五节磷酸戊糖途径 (pentose phosphate pathway）,概 念 过 程 生理意义 调 节,2020/8/25,2,一、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。,2020/8/25,3,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。,2020/8/25,4,二、磷酸戊糖途径的过程,6磷酸葡萄糖经脱氢、水合、氧

2、化脱羧生成5磷酸核酮糖、NADPH和CO2,5磷酸核酮糖经一系列基团转移反应,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）：,2020/8/25,5,TAC,2020/8/25,6,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。,2020/8/25,7,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)。,2020/8/25,8,（1） 6-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖酸

3、内酯,6-磷酸葡萄糖 glucose 6-phosphate,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,2020/8/25,9,(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,H2O,内酯酶 lactonase,2020/8/25,10,(3) 6-磷酸葡萄糖酸转变为5-磷酸核酮糖,6-磷酸葡萄糖酸 6-phosphogluconate,2020/8/25,11,(4)

4、三种五碳糖的互换,5-磷酸核酮糖 ribulose 5-phosphate,2020/8/25,12,（5) 二分子五碳糖的基团转移反应,转酮酶,(TPP),2020/8/25,13,(6)七碳糖与三碳糖的基团转移反应,转醛酶,Mg2+或Mn2+,2020/8/25,14,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。,2020/8/25,15,(7)四碳糖与五碳糖的基团转移反应,转酮酶,(T

5、PP),2020/8/25,16,三、磷酸戊糖途径的反应过程,磷酸戊糖途径的总反应式： 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。,2020/8/25,17,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：,2020/8/25,18, 6-磷酸葡萄糖酸内酯水解生成6-磷酸葡萄糖酸：,2020/8/25,19, 6-磷酸葡萄糖酸再脱氢脱羧生成5-磷酸核酮糖：,2020/8

6、/25,20,5-磷酸核酮糖经一系列基团转移及差向异构反应生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。 此阶段的所有反应均为可逆反应。 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应过程：,2020/8/25,21,2020/8/25,22,磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶段,阶段之一,阶段之二,阶段之三,2020/8/25,23,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,2020/8/25,24,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,

7、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,2,5-磷酸木酮糖,2020/8/25,25,基团转移（续前）,+,转酮酶,2020/8/25,26,1,6-二 磷酸果糖,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,2020/8/25,27,磷酸戊糖途径的小结：,反 应 式,总反应图,特 点,2020/8/25,28,磷酸戊糖途径总反应式,2020/8/25,29,磷酸戊糖途径图,糖酵解途径,葡萄糖,2020/8/25,30,HMS示意图：,2C6,2C5,2C6,2C6,2CO2,2CO2,2CO2

8、,2C5,2C5,2C3,2C6,2C7,2C3,2C4,2C6,5C6回到下一循环,2020/8/25,31,磷酸戊糖途径特点 ：,反应部位： 胞浆 反应底物： 6-磷酸葡萄糖 重要反应产物： NADPH、5-磷酸核糖 限速酶： 6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6-PD),2020/8/25,32,（三）磷酸戊糖途径的意义,1、产生5-磷酸核糖,2、产生NADPH,2020/8/25,33,1、5-磷酸核糖作用,合成原料,2020/8/25,34,2、NADPH的主要功能,1）、作为供氢体 -参与体内多种生物合成反应,2）、是谷胱甘肽还原酶的辅酶 -对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含量起重要作用,

9、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）、清除自由基的作用,2020/8/25,35,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。,NADPH + H+,2020/8/25,36,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,2020/8/25,37,NADPH作为羟化酶的辅酶,羟化反应： (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。,2020/8/25,38,蚕豆病 :,蚕豆病的症状是： 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