戌糖磷酸途徑和

主要內(nèi)容戌糖磷酸途徑葡萄糖的異生作用乙醛酸循環(huán)戌糖磷酸途徑和糖的其它代謝途徑目前一頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑一、戊糖磷酸途徑（HexosMonophosphateShunt，HMS）HMS的發(fā)現(xiàn)：1、用碘乙酸和氟化物抑制糖酵解（磷酸甘油醛脫氫酶）發(fā)現(xiàn)葡萄糖的消耗并不因此而受影響，證明葡萄糖還有其它的分解途徑2、用14C分別標記葡萄糖的C1和C6，然后分別測定14CO2生成量，發(fā)現(xiàn)C1標記的Glc比C6標記的葡萄糖更快、更多地生成14CO2，如果糖酵解是唯一的代謝途徑，那么14C1和14C2生成14CO2的速度應該相同。目前二頁\總數(shù)三十三頁\編于六點（二）HMS的作用：戊糖磷酸途徑主要是為細胞提供重要的代謝物－核糖-5-磷酸和NADPH。產(chǎn)生的核糖-5-磷酸主要用于核酸的生物合成；而NADPH主要用于需要還原力的生物合成。戊糖磷酸途徑在乳腺、肝臟等合成脂肪酸、膽固醇的組織最活躍。催化戊糖磷酸途徑的所有酶都存在于胞液中。戌糖磷酸途徑目前三頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑（三）HMS的兩個反應階段氧化階段非氧化階段目前四頁\總數(shù)三十三頁\編于六點在氧化反應階段中，葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)換為五碳核酮糖-5-磷酸，生成NADPH。戌糖磷酸途徑目前五頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑

磷酸戊糖途徑氧化階段的第一個反應是，葡萄糖-6-磷酸脫氫轉(zhuǎn)化成6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯，反應由葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（glucose-6-phosphatedehydrogenase）催化，反應中NADP＋被還原生成NADPH。這步反應是整個戊糖磷酸途徑的主要調(diào)節(jié)部位，葡萄糖-6-磷酸脫氫酶受NADPH的別構抑制。通過這一簡單調(diào)節(jié)，戊糖磷酸途徑可以自我限制NADPH的生產(chǎn)。目前六頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑

氧化階段的第二個酶是葡萄糖酸內(nèi)酯酶（gluconolactonase），它催化6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯水解生成6-磷酸葡萄糖酸，最后6-磷酸葡萄糖酸在6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶（6-phosphogluconatedehydrogenase）的作用下氧化脫羧生成核酮糖-5-磷酸、CO2和另一分子的NADPH。氧化階段的最重要的功能是提供NADPH。目前七頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑戌糖磷酸途徑非氧化階段

Step1

核酮糖-5-磷酸在磷酸戌糖異構酶的作用下異構成核糖-5-磷酸。核糖-5-磷酸在核苷酸生物合成中是非常重要的底物。目前八頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑戌糖磷酸途徑非氧化階段

Step2

核糖-5-磷酸在磷酸戌糖異構酶的作用下異構成核糖-5-磷酸的差向異構體木酮糖-5-磷酸。目前九頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑戌糖磷酸途徑非氧化階段

Step3

核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸在轉(zhuǎn)酮酶的作用下生成甘油醛-3-P和C7糖（景天庚酮糖-7-P），甘油醛-3-P也是糖酵解的中間產(chǎn)物。目前十頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑戌糖磷酸途徑非氧化階段

Step4

景天庚酮糖-7-P和甘油醛-3-P在轉(zhuǎn)醛酶的作用下生成赤蘚糖-4-P和果糖-6-P，同時F-6-P也是糖酵解的中間產(chǎn)物。目前十一頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑戌糖磷酸途徑非氧化階段

Step5

木酮糖-5-P和赤蘚糖-4-P在轉(zhuǎn)酮酶的作用下生成糖酵解的二個中間產(chǎn)物——甘油醛-3-P和果糖-6P。目前十二頁\總數(shù)三十三頁\編于六點

最后生成的果糖-6-P也可在磷酸葡萄糖異構酶的作用下生成葡萄糖-6-P。這樣6分子葡萄糖-6-P經(jīng)過戌糖磷酸途徑后，每分子G-6-P氧化脫羧脫下一分子CO2，最后又生成5分子G-6-P。因此全部反應可寫成：

6G-6-P+7H2O+12NADP+6CO2+5G–6-P+12NADPH+12H++Pi

戌糖磷酸途徑既不消耗ATP也不產(chǎn)生ATP，6分子

G-6-P經(jīng)該途徑共產(chǎn)生12分子還原型NADPH。戌糖磷酸途徑目前十三頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑（四）戌糖磷酸途徑的調(diào)控

葡萄糖-6-P脫氫反應是不可逆的，生理條件下屬于限速反應，是一個重要的調(diào)控點。最重要的調(diào)控因子是NADP+的水平。形成的NADPH與NADP+競爭酶的活性部位從而引起酶活性降低。所以NADP+/NADPH的比值直接影響到G-6-P脫氫酶的活性。大白鼠肝臟細胞溶膠中NADP+/NADPH=0.014，說明只要NADP+濃度稍高于NADPH，即可使酶激活從而保證所產(chǎn)生的NADPH能及時滿足還原性生物合成及其它方面的需要。目前十四頁\總數(shù)三十三頁\編于六點

葡萄糖-6-磷酸的去路，可受到機體對NADPH、核糖-5-磷酸和ATP的不同需要而調(diào)節(jié)。可能有三種情況：1、機體對核糖-5-磷酸的需要遠遠超過對NADPH的需要，如細胞減數(shù)分裂時由其合成核苷酸時，大量的葡萄糖-6-P通過糖酵解轉(zhuǎn)變成F-6-P和甘油醛-3-P，同時轉(zhuǎn)酮酶和轉(zhuǎn)醛酶將2分子F-6-P和1分子甘油醛-3-P通過反戌糖磷酸途徑轉(zhuǎn)變成3分子核糖-5-磷酸。戌糖磷酸途徑目前十五頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑2、機體對NADPH的需要與對核糖-5-磷酸的需要處于平衡狀態(tài)。

這時戌糖磷酸途徑的氧化階段處于優(yōu)勢。通過這一階段形成2分子NADPH和1分子核糖-5-P。目前十六頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑3、機體對NADPH的需要遠遠超過對核糖-5-磷酸的需要，大量的葡萄糖-6-P通過徹底氧化為CO2，如脂肪組織需要NADPH作為還原力合成脂肪酸時。組織對NADPH的需要可通過如下3組反應活躍起來：

A、由戌糖磷酸途徑在氧化階段生成2NADPH和1分子核糖-5-P；B、核糖-5-P由轉(zhuǎn)酮酶和轉(zhuǎn)醛酶轉(zhuǎn)變成F-6-P和甘油醛-3-P；C、F-6-P和甘油醛-3-P通過葡萄糖異生途徑形成葡萄糖-6-P。目前十七頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑（五）戌糖磷酸途徑生物學意義

是細胞產(chǎn)生還原力NADPH的主要途徑

NADPH在生物體中的主要用途：

脂肪酸、類固醇的生物合成；光合作用中戌糖磷酸途徑的部分參加由CO2合成Glc的途徑；核苷酸轉(zhuǎn)變成脫氧核苷酸；保持紅細胞中谷胱甘肽的還原性；目前十八頁\總數(shù)三十三頁\編于六點戌糖磷酸途徑（五）戌糖磷酸途徑生物學意義

是細胞內(nèi)不同結(jié)構糖分子的重要來源，并為各種單糖的互相轉(zhuǎn)變提供條件三碳糖、四碳糖、五碳糖、六碳糖及七碳糖等的碳骨架都是細胞內(nèi)糖類不同的結(jié)構分子，其中核糖及其衍生物ATP、CoA、NAD+、FAD、RNA、

DNA等都是重要生物分子的組成部分，它們都來源于戌糖磷酸途徑。目前十九頁\總數(shù)三十三頁\編于六點二、葡萄糖的異生作用（gluconeogeneis）葡萄糖的異生作用

葡萄糖的異生（gluconeogenesis）是指以非糖類為前體物質(zhì)合成葡萄的過程。非糖前體物質(zhì)包括：丙酮酸、乳酸、丙酸、甘油、氨基酸等。葡萄糖異生的器官：肝臟、腎臟。目前二十頁\總數(shù)三十三頁\編于六點糖異生糖酵解凈產(chǎn)生2ATP2NADH凈消耗2ATP+2GTP2NADH目前二十一頁\總數(shù)三十三頁\編于六點葡萄糖的異生作用糖異生途徑中與酵解途徑不同的三個主要迂回措施Step1—丙酮酸在丙酮酸羧化酶下羧化形成草酰乙酸，繼而草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶下形成磷酸烯醇式丙酮酸。目前二十二頁\總數(shù)三十三頁\編于六點葡萄糖的異生作用丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下羧化形成草酰乙酸目前二十三頁\總數(shù)三十三頁\編于六點葡萄糖的異生作用草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化下形成磷酸烯醇式丙酮酸。目前二十四頁\總數(shù)三十三頁\編于六點注意：丙酮酸羧化酶是線粒體酶，而其它酶是細胞溶膠酶，因此形成的草酰乙酸必需穿梭到細胞溶膠內(nèi)才能磷酸化成PEP，但草酰乙酸不能直接穿過線粒體膜，它必需通過形成蘋果酸的途徑穿過線粒體膜，再氧化成草酰乙酸。葡萄糖的異生作用目前二十五頁\總數(shù)三十三頁\編于六點葡萄糖的異生作用Step2—果糖-1,6-二磷酸在果糖-1,6-二磷酸酶催化下水解生成果糖-6-磷酸。Fructose6-phosphateFructose1,6-bisphosphatePhosphofructokinase1(PFK1)Fructose1,6bisphosphatase目前二十六頁\總數(shù)三十三頁\編于六點葡萄糖的異生作用Step3—葡萄糖-6-磷酸在葡萄糖-6-磷酸酶催化下水解生成葡萄糖。GlucoseGlucose6-phosphateGlucokinaseGlucose6-phosphatase(onlyfoundintheliver)KM=10mMKM=3mM在大腦和肌肉中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，因此不能利用葡萄糖-6-磷酸形成葡萄糖，只能由肝臟將其水解成葡萄糖，再進入血液，維持血液中葡萄糖濃度穩(wěn)定。目前二十七頁\總數(shù)三十三頁\編于六點葡萄糖的異生作用從以上過程可以看出，糖異生是個需能過程，由兩分子丙酮酸合成一分子葡萄糖需要4分子ATP和2分子GTP，同時還需要兩分子NADH，糖異生總反應方程式為：2丙酮酸＋4ATP＋2GTP＋2NADH＋2H+＋6H2O-----→葡萄糖＋4ADP＋2GDP＋6Pi＋2NAD+目前二十八頁\總數(shù)三十三頁\編于六點葡萄糖的異生作用TheCoricycle目前二十九頁\總數(shù)三十三頁\編于六點葡萄糖的異生作用目前三十頁\總數(shù)三十三頁\編于六點三、乙醛酸循環(huán)（glyoxylatecycle）乙醛酸循環(huán)

只存在于植物和微生物中。乙醛酸循環(huán)中的酶既有存于線粒體，也有存在于乙醛酸循環(huán)體（glyoxysome）中。特別是異檸檬酸裂合酶和蘋果酸合酶只存于乙醛酸循環(huán)體。目前三十一頁\總數(shù)三十三頁\編于六點目前三十二頁\總數(shù)三十三頁\