磷酸戊糖途徑和糖異生PPT課件

1、一、戊糖磷酸途徑一、戊糖磷酸途徑 由一個循環(huán)的反應(yīng)體系構(gòu)成。該反應(yīng)體系的起始物為葡萄糖由一個循環(huán)的反應(yīng)體系構(gòu)成。該反應(yīng)體系的起始物為葡萄糖-6-6-磷酸，經(jīng)過磷酸，經(jīng)過氧化分解后產(chǎn)生五碳糖，氧化分解后產(chǎn)生五碳糖，CO2，無機磷酸，無機磷酸，NADPH。 6 G-6-P + 12NADP+ +7 H2O 5 G-6-P + 6CO2 + 12NADPH +12H+ 是在胞液中進行的葡萄糖氧化分解的途徑第1頁/共29頁1 1、發(fā)生部位、化學(xué)反應(yīng)歷程及催化酶類 特點：氧化脫羧階段和非氧化分子重排階段2 2、總反應(yīng)式和生理意義戊糖磷酸途徑戊糖磷酸途徑第2頁/共29頁磷酸戊糖途徑的兩個階段磷酸戊糖途徑的

2、兩個階段 2 2、非氧化分子重排階段、非氧化分子重排階段 6 核酮糖核酮糖-5-P 5 果糖果糖-6-P 5 葡萄糖葡萄糖-6-P1 1、氧化脫羧階段、氧化脫羧階段 6 G-6-P 6葡萄糖酸葡萄糖酸-6-P 6核酮糖核酮糖-P 6 NADP+ 6 NADPH+6H+ 6 NADP+ 6 NADPH+6H+6CO26H2O發(fā)生部位：細胞溶膠中第3頁/共29頁磷酸戊糖途徑的氧化脫羧階段磷酸戊糖途徑的氧化脫羧階段NADP+ NADPH+H+ H2O NADPH+H+NADP+5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸CO26-磷

3、酸葡萄糖磷酸葡萄糖 脫氫酶脫氫酶內(nèi)酯酶內(nèi)酯酶6-磷酸葡萄磷酸葡萄糖酸糖酸 脫氫酶脫氫酶第4頁/共29頁磷酸戊糖途徑的非氧化分子重排階磷酸戊糖途徑的非氧化分子重排階段段H2OPi6 6 5-5-磷酸核酮糖6-6-磷酸果糖2 2 4- 4-磷酸赤蘚丁糖2 2 6- 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)醛酶轉(zhuǎn)醛酶2 2 3-3-磷酸甘油醛2 2 7- 7-磷酸景天庚酮糖轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶階段之二1,6-1,6-二磷酸果糖醛縮酶醛縮酶階段之三2 2 3- 3-磷酸甘油醛2 2 6- 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶2 5-2 5-磷酸核糖2 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖2 5-2 5-磷酸木酮糖異構(gòu)酶異構(gòu)酶階段之一異構(gòu)酶異構(gòu)酶第5頁/共29

4、頁磷酸戊糖途徑的非氧化階段之一磷酸戊糖途徑的非氧化階段之一（5-5-磷酸核酮糖異構(gòu)化）磷酸核酮糖異構(gòu)化）差向異構(gòu)酶異構(gòu)酶5-5-磷酸木酮糖5-5-磷酸核糖5-5-磷酸核酮糖第6頁/共29頁磷酸戊糖途徑的磷酸戊糖途徑的 非氧化階段之二非氧化階段之二（基團轉(zhuǎn)移）（基團轉(zhuǎn)移）+24-4-磷酸赤蘚糖+25-5-磷酸核糖23-3-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶26-6-磷酸果糖+7-7-磷酸景天庚酮糖2H25-5-磷酸木酮糖轉(zhuǎn)醛酶轉(zhuǎn)醛酶第7頁/共29頁基團轉(zhuǎn)移（續(xù)前）基團轉(zhuǎn)移（續(xù)前）+24-4-磷酸赤蘚糖+3-3-磷酸甘油醛26-6-磷酸果糖轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶25-5-磷酸木酮糖2第8頁/共29頁H2O Pi1,6-

5、1,6-二 磷酸果糖3-3-磷酸甘油醛6-6-磷酸果糖醛縮酶醛縮酶二磷酸果糖酯酶二磷酸果糖酯酶磷酸戊糖途徑的非氧化階段之三磷酸戊糖途徑的非氧化階段之三 （3-3-磷酸甘油醛異構(gòu)、縮合與水解）磷酸甘油醛異構(gòu)、縮合與水解）異異構(gòu)構(gòu)酶酶第9頁/共29頁 6 6分子葡萄糖經(jīng)一次循環(huán)，共脫去分子葡萄糖經(jīng)一次循環(huán)，共脫去1212對氫，生成對氫，生成12NADPH12NADPH，6 6次脫羧放出次脫羧放出6CO6CO2 2，6 6次內(nèi)酯水解，一次次內(nèi)酯水解，一次F-1F-1，6-2P 6-2P 水解，最終再生出水解，最終再生出5 5分子分子G-6-PG-6-P，實際消耗，實際消耗1 1分子葡分子葡萄糖。萄糖

6、。磷酸戊糖途徑的總反應(yīng)式6 G-6-P + 12NADP+ +7 H2O 5 G-6-P + 6CO2 + 1 2 N A D P H +12H+第10頁/共29頁（1 1）產(chǎn)生NADPHNADPH，為生物合成提供還原力，例如脂肪酸、固醇類物質(zhì)的合成；（2 2）產(chǎn)生磷酸戊糖，參加核酸代謝；（3 3）NADPHNADPH使紅細胞中還原谷胱甘肽再生，對維持紅細胞還原性有重要作用；（4 4）磷酸戊糖途徑是植物光合作用中從COCO2 2合成葡萄糖的部分途徑。2 生理意義生理意義第11頁/共29頁其它糖進入單糖分解的途徑其它糖進入單糖分解的途徑半乳糖半乳糖半乳糖半乳糖-1-PUDP-半乳糖半乳糖UDP-

7、葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸糖原或淀粉糖原或淀粉葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸果糖果糖果糖果糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-1、6-磷酸磷酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油磷酸甘油甘油甘油3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛進入糖酵解進入糖酵解甘露糖甘露糖甘露糖甘露糖-6-磷酸磷酸ATPADPATPADPATPADPATPADPATPADPATPADPNADH+H+NAD+PiUTPPPi第12頁/共29頁二、糖異生二、糖異生1 1、糖異生作用的主要途徑和關(guān)鍵反應(yīng)2 2、葡萄糖代謝與糖異生作用的關(guān)系3.3.糖異生的總反應(yīng)式和調(diào)控糖異生作用指的是以非糖物質(zhì)作為前體合成葡萄糖的作用。非糖物質(zhì)包

8、括乳酸、丙酮酸、丙酸、甘油以及氨基酸等 第13頁/共29頁E M P 的 化 學(xué) 歷 程 糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2 1，3-二磷酸甘油酸2 3-磷酸甘油酸2 2-磷酸甘油酸2 磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸第一階段第二階段第三階段葡萄糖葡萄糖的磷酸化磷酸己糖的裂解丙酮酸和ATPATP的生成第14頁/共29頁1 1、 糖異生主糖異生主要途徑和關(guān)鍵要途徑和關(guān)鍵反應(yīng)反應(yīng) 非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成糖代謝的中間產(chǎn)物后，在相應(yīng)的酶催化下, ,繞過糖酵解途徑的三個不可逆反應(yīng), ,利用糖酵解途徑其它酶生成葡萄糖的途徑稱為糖異生。 糖原（或淀粉）糖原（

9、或淀粉）1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 2 丙酮酸葡萄糖葡萄糖己糖激酶己糖激酶果糖果糖激酶激酶丙酮酸丙酮酸激酶激酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖二磷酸果糖磷酸酶6-6-磷酸葡萄糖磷酸酶PEP羧激酶羧激酶丙酮酸羧化酶2 2 草酰乙酸第15頁/共29頁磷酸烯醇丙酮酸（PEPPEP）糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一PEPPEP羧激酶ATP+H2O ADP+Pi丙酮酸羧化酶GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO2 P第16頁/共29頁糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之二糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之

10、二二磷酸果糖磷酸酶+ H2O+ Pi1,6-1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHH6-6-磷酸果糖H2COOHPOH2COHOOHHHHPPOH2COH2COHOOHHOHHH1,6-1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHH第17頁/共29頁糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之三糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之三+ H2O+Pi6-6-磷酸葡萄糖磷酸酶P6-6-磷酸葡萄糖H葡萄糖第18頁/共29頁丙酮酸羧化酶（線粒體酶）以生物素(biotin)(biotin)作為輔基。生物素起COCO2 2載體的作用。生物素的末端羧基與酶分子的一個賴氨酸殘基的-氨基以酰胺鍵相連。 第19頁/共29

11、頁二、糖酵解和葡二、糖酵解和葡萄糖異生的關(guān)系萄糖異生的關(guān)系A(chǔ)BC1C2A. G-6-P磷酸酶磷酸酶B. F-1.6-P磷酸酶磷酸酶C1 .丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶C2 . PEP羧激酶羧激酶（胞液）（胞液）（線粒體）（線粒體）葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮3-P-3-P-甘油醛甘油醛乳酸乳酸丙氨酸丙氨酸TCATCA循環(huán)循環(huán)乙酰乙酰CoACoAPEPG-6-PF-6-PF-1.6-P丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸3-P-3-P-甘油甘油甘油甘油天冬氨酸天冬氨酸 - -酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸 - -酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸天冬氨酸蘋果酸NADH+H

12、+NAD+蘋果酸NAD+NADH+H+草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸第20頁/共29頁6-6-磷酸果糖(F-6-P)(F-6-P)磷酸葡萄糖異構(gòu)酶葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖(G-6-P(G-6-P)ATPADP己糖激酶1,6-1,6-二磷酸果糖(F-1,6-2P)(F-1,6-2P)磷酸果糖激酶ATPADP磷酸二羥丙酮3-3-磷酸甘油醛磷酸丙糖異構(gòu)酶醛縮酶第21頁/共29頁乙酰輔酶A A三羧酸循環(huán)乳酸乙醇3-3-磷酸甘油醛1,3-1,3-二磷酸甘油酸NAD+PiNADH+H+3-3-磷酸甘油醛脫氫酶3-3-磷酸甘油酸ADPATP磷酸甘油酸激酶2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸變位酶2-2-磷酸烯醇式

13、丙酮酸H2O烯醇酶丙酮酸ADPATP丙酮酸激酶2GTP+2ATP2ATP2NADH+2H+第22頁/共29頁3 3、糖異生的總反應(yīng)式、糖異生的總反應(yīng)式2丙酮酸丙酮酸 + 4ATP + 2GTP + 2NADH + 6H2O 葡萄糖葡萄糖 + 4ADP + 2GDP + Pi + 2NAD+ + 2H+ 第23頁/共29頁4、糖異生的調(diào)、糖異生的調(diào)控控 糖原（或淀粉）1-1-磷酸葡萄糖6-6-磷酸果糖1 1，6-6-二磷酸果糖3-3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2 2 磷酸烯醇丙酮酸2 2 丙酮酸葡萄糖己糖激酶己糖激酶果糖果糖激酶激酶二磷酸果糖磷酸酶丙酮酸丙酮酸激酶激酶丙酮酸羧化酶6-6-磷酸葡萄糖磷

14、酸酶6-6-磷酸葡萄糖2 2 草酰乙酸PEPPEP羧激酶ATP,ATP,檸檬酸ATP，丙氨酸，丙氨酸乙酰乙酰CoAADP2,6-2P-Fru AMP第24頁/共29頁Cori cycle （乳酸的再利用）（乳酸的再利用） 第25頁/共29頁CoASH檸檬酸合成酶檸檬酸合成酶順烏頭順烏頭酸酶酸酶乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)( (植物微生物植物微生物) )NAD +NADH蘋果酸蘋果酸脫氫酶脫氫酶草酰乙酸草酰乙酸 OCH3-CSCoACoASH OCH3-CSCoACOOCOO- -CH2CH2CH2CH2COOCOO- -琥珀酸琥珀酸異檸檬酸異檸檬酸裂合酶裂合酶蘋果酸蘋果酸合成酶合成酶 O OH-C-C OH乙醛酸乙醛酸NAD+草酰乙酸草酰乙酸第26頁/共29頁 OCH3-C-SCoACoASH乙醛酸循環(huán)和三羧酸循環(huán)反應(yīng)歷程的 比較檸檬酸檸檬酸異檸檬酸異檸檬酸順烏頭酸順烏頭酸 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA草酰乙酸草酰乙酸 O OH-C-C OH乙醛酸乙醛酸 OCH3-C-SCoA蘋果酸蘋果酸延胡索酸延胡索酸第27頁/共29頁乙醛酸循環(huán)總反應(yīng)式及其乙醛酸循環(huán)總反應(yīng)式及其與糖異生的關(guān)系與糖異生的關(guān)系草酰乙酸草酰乙酸糖異