戊糖磷酸途径 PPT

2.1 葡萄糖的氧化脱羧阶段
1) 脱氢反应
6-磷酸葡萄糖 在6-磷酸葡萄 糖脱氢酶催 化下生成6-磷 酸葡萄糖酸 内酯。
2)水解反应
在6-磷酸葡萄 糖酸内酯酶催 化下，6-磷酸 葡萄糖酸内酯 水解为6-磷酸 葡萄糖酸。
3)脱氢脱羧反应
在6-磷酸葡萄糖 酸脱氢酶催化下 6-磷酸葡萄糖酸 经氧化脱羧生成 5-磷酸核酮糖、 NADPH和CO2。
2.2 非氧化的分子重组合阶段 4)异构化反应
5-磷酸核酮糖异构化为5磷酸核糖； 5-磷酸核酮糖差向异构化 (异构化)为5-磷酸木酮糖。

核苷酸合成的前体
Glucose-6-phosphate 2 NADP+ ribose-5-phosphate 2 NADPH + 2H+
H2O
CO2
5)转酮醇反应(二碳单位转移)
丙酮酸
乙酰CoA
TAC
CO2+H2O+ ATP
• 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。 • 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)。
3-磷酸 甘油醛 C3
4-磷酸赤藓糖 C4
6-磷酸果糖 C6
6-磷酸果糖 C6
从5C糖重新生成6C糖
磷酸戊糖途径是通过glucose 6-phosphate直接 脱氢脱羧将糖氧化分解的，脱氢酶的辅酶为 NADP，无ATP的产生与消耗。
3 磷酸戊糖途径的调控
在氧化脱羧阶段， 葡萄糖-6-磷酸脱氢 酶是磷酸戊糖途径的 限速酶，活性受 [NADP]/[NADPH]比 率的调节，NADPH竞 争性抑制葡萄糖-6磷酸脱氢酶和6-磷酸 葡萄糖酸脱氢酶的活 性
转醛醇酶催化7-磷酸景天庚酮糖上的二羟基丙酮基团转移给3-磷酸 甘油醛生成4-磷酸赤藓糖和6-磷酸果糖。转醛醇酶转移1个3C单位。
7)转酮醇反应
5C+4C=3C+6C
4碳糖和5碳糖经转酮醇酶作用转移2碳单位，形成3 碳糖和6碳糖。
8)异构化反应源自文库
5-磷酸核酮糖(C5) ×3 5-磷酸木酮糖 C5 5-磷酸核糖 C5 7-磷酸景天糖 C7 5-磷酸木酮糖 C5 3-磷酸甘油醛 C3
非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物浓度。5-磷酸 核糖过多时，可转化成 6-磷酸果糖和 3-磷酸甘油醛 进行酵解。 转酮醇酶是PPP途径非氧化阶段的重要酶，其辅因子 是TPP，某些遗传缺陷的人体内的转酮醇酶结合TPP 的活力仅为正常人的十分之一，当食物中缺乏硫胺 素时，其神经功能显著紊乱，如不能辨认方向，记 忆力减退，运动器官麻痹，在充分补充 TPP 后神经 症状可得到缓解。
戊糖磷酸途径 （pentose phosphate pathway） 磷酸己糖支路 己糖单磷酸途径 戊糖支路 戊糖磷酸循环 磷酸戊糖为代表性中间产物 糖酵解在磷酸己糖处分支
戊糖磷酸途径
2. 磷酸戊糖途径的主要反应
G G-6-P F-6-P
磷酸戊糖途径
F-1,6-BP
3-磷酸甘油醛
NADPH 5-磷酸核糖 CO2
4 磷酸戊糖途径的化学计量与生物学意义
磷酸戊糖途径的化学计量
• 从 6×G6P 开始，经两次脱氢氧化及脱羧后，放出 6×CO2，生成6×5-Ru5P和12×NADPH。
• PPP是通过G6P直接脱氢脱羧将糖氧化分解。 • 脱氢酶的辅酶为NADP+，无ATP的产生与消耗。 • 表明经6次循环，1分子G6P被分解而产生6分子CO2。
• 在非氧化阶段， 6×Ru5P(30 个 C) 经 C3 、 C4 、 C5 、 C7 等 糖中间代谢物，最后转化成5×G6P(30个C)。
磷酸戊糖途径的生物学意义
①产生大量的 NADPH ，为细胞的各种合成反应提供还原力。 NADPH 作为主要供氢体，为脂肪酸、固醇、四氢叶酸 等的合成，非光合细胞中硝酸盐、亚硝酸盐的还原，以 及氨的同化、丙酮酸羧化还原成苹果酸等反应所必需。
生物化学
戊糖磷酸途径 pentose phosphate pathway
1
糖酵解和三羧酸循环是机体内糖分解代谢的主要途径， 但不是唯一途径。
实验研究也表明：在组织中添加酵解抑制剂如碘乙酸 或氟化物等，葡萄糖仍可以被消耗，说明葡萄糖还有 其它的代谢途径。许多组织细胞中都存在有另一种葡 萄糖降解途径，即磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway, PPP），也称为磷酸己糖旁路（hexose monophosphate pathway/shunt,HMP）。
TPP helps the two-carbon transferring in transketolase
5C+5C=3C+7C
转酮醇酶催化磷酸酮糖上的2C单位羟乙酰基转移到磷酸醛 糖的C1上，形成3-磷酸甘油醛和7-磷酸景天庚酮糖。转酮 醇酶转移1个2C单位。
6)转醛醇反应(三碳单位转移) 7C+3C=4C+6C
• 氟化物则是烯醇化酶的抑制剂，可以有效抑制2-磷酸 甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸的过程。
1. 研究历史：研究糖酵解同时发现替代途径
在组织匀浆中加入碘乙酸或氟化物等EMP的抑制剂， 仍有一定量的葡萄糖被氧化成水和CO2，同位素标 记表明，葡萄糖的氧化首先发生在C1位，证明此过 程不同于EMP途径。
磷酸戊糖途径是有O2条件下，在细胞质中将葡萄糖直 接氧化分解为CO2的过程。
参与磷酸戊糖途径的酶类都分布在动物细胞浆中，动 物体中约有30%的葡萄糖通过此途径分解。
砷酸、碘乙酸、氟化物抑制糖酵解
• 砷酸与磷酸结构非常相似，可竞争性抑制3-磷酸甘油 醛脱氢酶的活性，因此使糖酵解第6步反应3-磷酸甘 油醛→1，3-二磷酸甘油酸不能进行。
• 碘乙酸：由于3-磷酸甘油醛的活性部位是半胱氨酸的 巯基，因而凡是能够与巯基反应的物质都可以抑制 该反应的进行。如碘乙酸。
谷胱甘肽（glutathione，GSH）是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸结合，含有巯 基的的三肽，具有抗氧化作用和整合解毒作用。半胱氨酸上的巯基为谷胱甘肽 活性基团（故谷胱甘肽常简写为G-SH）