第二十五章戊糖磷酸途徑和糖的其他代謝途徑

第二十五章戊糖磷酸途徑和糖的其他代謝途徑第1頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、戊糖磷酸途徑

（一）戊糖磷酸途徑的發(fā)現(xiàn)

1931年OttoWarburg等發(fā)現(xiàn)G-6-p脫氫酶和葡萄糖酸-6-p脫氫酶可以使葡萄糖進(jìn)入未知的代謝途徑,NADP+是兩種酶的輔酶；FrankDickens分離了戊糖磷酸途徑的不少中間物，于1953年在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上提出了戊糖磷酸途徑，隨后證明這一途徑普遍存在。戊糖磷酸途徑的概況第2頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）、磷酸戊糖途徑的主要反應(yīng)磷酸戊糖途徑(pentosephosphatepathway，HMS)是指從G-6-P脫氫反應(yīng)開始，經(jīng)一系列代謝反應(yīng)生成磷酸戊糖等中間代謝物，然后再重新進(jìn)入糖氧化分解代謝途徑的一條旁路代謝途徑。第3頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月該旁路途徑的起始物是G-6-P，返回的代謝產(chǎn)物是3-磷酸甘油醛(glyceraldehyde-3-phosphate)和6-磷酸果糖(fructose-6-phosphate)，其重要的中間代謝產(chǎn)物是5-磷酸核糖和NADPH。整個(gè)代謝途徑在胞液(cytoplasm)中進(jìn)行。關(guān)鍵酶是6-磷酸葡萄糖脫氫酶(glucose-6-phosphatedehydro-genase)。第4頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磷酸戊糖途徑的兩個(gè)階段

2、非氧化分子重排階段

6

核酮糖-5-P

5

果糖-6-P5

葡萄糖-6-P1、氧化脫羧階段

6G-6-P6

葡萄糖酸-6-P6

核酮糖-５-P

6NADP+6NADPH+6H+6NADP+6NADPH+6H+6CO26H2O第5頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月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6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖酸CO26-磷酸葡萄糖脫氫酶內(nèi)酯酶6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶第6頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磷酸戊糖途徑的非氧化分子重排階段

H2OPi6

5-磷酸核酮糖25-磷酸核糖25-磷酸木酮糖2

3-磷酸甘油醛2

7-磷酸景天庚酮糖2

4-磷酸赤蘚丁糖26-磷酸果糖2

5-磷酸木酮糖23-磷酸甘油醛26-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖16-磷酸果糖轉(zhuǎn)醛酶異構(gòu)酶轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶醛縮酶階段之一階段之二階段之三第7頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磷酸戊糖途徑的非氧化階段之一

（5-磷酸核酮糖異構(gòu)化）

差向異構(gòu)酶異構(gòu)酶5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖5-磷酸核酮糖第8頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月磷酸戊糖途徑的非氧化階段之二

（基團(tuán)轉(zhuǎn)移）

+24-磷酸赤蘚糖+25-磷酸核糖23-磷酸甘油醛轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)醛酶26-磷酸果糖+7-磷酸景天庚酮糖2H25-磷酸木酮糖第9頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月基團(tuán)轉(zhuǎn)移（續(xù)前）

+24-磷酸赤蘚糖+23-磷酸甘油醛26-磷酸果糖轉(zhuǎn)酮酶25-磷酸木酮糖第10頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第11頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月H2OPi1,6-二磷酸果糖23-磷酸甘油醛6-磷酸果糖醛縮酶二磷酸果糖酯酶磷酸戊糖途徑的非氧化階段之三

（3-磷酸甘油醛異構(gòu)、縮合與水解）

異構(gòu)酶第12頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第13頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1）、氧化階段葡萄糖-6-磷酸+2NADP++H2O→

核酮糖-5-磷酸+CO2+2（NADPH+H+）2）、非氧化階段

6核酮糖-5-磷酸+H2O→5葡萄糖-6-磷酸+Pi3）、總反應(yīng)6葡萄糖-6-磷酸+12NADP++7H2O→6CO2+12NADPH+12H++Pi+5葡萄糖-6-磷酸磷酸戊糖途徑反應(yīng)式總結(jié)第14頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6-P-葡萄糖脫氫酶的活性決定G-6-P進(jìn)入此途徑的流量，為限速酶。該酶受NADPH/NADP+的調(diào)節(jié)。（三）、磷酸戊糖途徑的調(diào)控第15頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（四）、磷酸戊糖途徑的生理意義1.是體內(nèi)生成NADPH的主要代謝途徑：NADPH在體內(nèi)可用于：⑴作為供氫體，參與體內(nèi)的合成代謝：如參與合成脂肪酸、膽固醇，一些氨基酸。⑵參與羥化反應(yīng)：作為加單氧酶的輔酶，參與對(duì)代謝物的羥化。第16頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月⑶使氧化型谷胱甘肽還原。⑷維持巰基酶的活性。⑸維持紅細(xì)胞膜的完整性：由于6-磷酸葡萄糖脫氫酶遺傳性缺陷可導(dǎo)致蠶豆病，表現(xiàn)為溶血性貧血。第17頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2.

是體內(nèi)生成5-磷酸核糖的唯一代謝途徑：體內(nèi)合成核苷酸和核酸所需的核糖或脫氧核糖均以5-磷酸核糖的形式提供，這是體內(nèi)唯一的一條能生成5-磷酸核糖的代謝途徑。磷酸戊糖途徑是體內(nèi)糖代謝與核苷酸及核酸代謝的交匯途徑。第18頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

二、糖的其他代謝途徑（一）葡糖異生作用第19頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^(guò)程稱為糖異生(gluconeogenesis)。非糖物質(zhì)主要有生糖氨基酸、有機(jī)酸(乳酸、丙酮酸及三羧酸循環(huán)中各種羧酸等)和甘油等。不同物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑乃俣炔煌?。糖異生代謝途徑主要存在于肝及腎中。第20頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、糖異生主要途徑和關(guān)鍵反應(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(guò)糖酵解途徑的三個(gè)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）1-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磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖激酶二磷酸果糖磷酸酯酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖2草酰乙酸PEP羧激酶第21頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一+H2O+Pi6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶P6-磷酸葡萄糖H葡萄糖第22頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之二

二磷酸果糖磷酸酯酶+H2O+Pi1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖POH2COHOOHHHH第23頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之三

PEP羧激酶ATP+H2OADP+Pi丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO2第24頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月丙酮酸PEP丙酮酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸胞液線粒體乙酰CoAGPEP第25頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、糖異生可總結(jié)為：2丙酮酸＋4ATP+2GTP+2NADH+6H2O→葡萄糖+2NAD++4ADP+2GDP+Pi+2H+草酰乙酸第26頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、糖異生的調(diào)節(jié)ATP檸檬酸AMP磷酸果糖激酶激活抑制糖酵解飽食果糖-2，6-二磷酸抑制激活磷酸果糖激酶果糖1，6磷酸酶抑制激活糖異生糖酵解抑制激活第27頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月乙酰CoA丙酮酸羧化酶pyruvatecarboxylase激活A(yù)DP抑制第28頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、糖異生的原料1．生糖氨基酸：Ala,Cys,Gly,Ser,Thr,Trp→丙酮酸Pro，His，Gln，Arg→Glu→α-酮戊二酸Ile，Met，Ser，Thr，Val→琥珀酰CoAPhe，Tyr→延胡索酸Asn，Asp→草酰乙酸2．甘油：甘油三酯→甘油→α-磷酸甘油→磷酸二羥丙酮。3．乳酸：乳酸→丙酮酸。第29頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6、糖異生的生理意義1．在饑餓情況下維持血糖濃度的相對(duì)恒定。2．回收乳酸分子中的能量：葡萄糖在肌肉組織中經(jīng)糖的無(wú)氧酵解產(chǎn)生的乳酸，可經(jīng)血循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟，再經(jīng)糖的異生作用生成自由葡萄糖后轉(zhuǎn)運(yùn)至肌肉組織加以利用，這一循環(huán)過(guò)程就稱為乳酸循環(huán)（Cori循環(huán)）。3．維持酸堿平衡。第30頁(yè)，課件共32頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、乙醛酸循環(huán)1、乙醛酸循環(huán)的生化歷程3、乙醛酸循環(huán)的生理意義植物種子萌發(fā)的脂肪轉(zhuǎn)化為糖2、乙醛酸