磷酸戊糖途径

葡萄糖 +O2
6CO2+6H2O+24ATP(6×5-6(活化 ))
(1)6-磷酸葡萄糖转变为 磷酸葡萄糖转变为 (1)66-磷酸葡萄糖酸内酯 磷酸葡萄糖酸内酯 6H H HO H H C OH C C C C CH 2 OPO 3 H 2 OH O H OH
NADP+
PPP途径
C O C C OH O H OH
CH2OH C O
磷酸戊糖途径的小结
磷酸戊糖途径二个阶段的反应式 磷酸戊糖途径二个阶段的反应式
6-磷酸葡萄糖 + 2 NADP+ 5-磷酸核糖 + 2(NADPH+H+) + CO2
磷酸戊糖途径总反应图 磷酸戊糖途径总反应图
3NADPH
3CO2
3×5-磷 酸核酮糖 5-磷酸 核糖
5-磷酸 木酮糖
3×6-磷酸 葡萄糖酸 3H2O 3×6-磷酸葡 萄糖酸内酯 3NADPH 3×6-磷 酸葡萄糖 5-磷酸 木酮糖 3-磷酸 甘油醛 糖酵解途径
7-磷酸 景天糖
3-磷酸 甘油醛 6-磷酸 果糖
CH2OH C HO C O H
3×5-磷酸核糖 2×6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛
3×6-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+
2× 6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛+6(NADPH+H+ ) + 3CO2
4-磷酸 赤藓糖 6-磷酸 果糖
C原子数目变化示意图 原子数目变化示意图 C C6 C6 C6
CO2
磷酸戊糖途径小结
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)
戊糖磷酸途径的调控
戊 糖 磷 酸 途 径 主要 是 为 其他 代 谢 途径 提 供 NADPH和核糖。细胞中NADP+/NADPH的比值是 决定戊糖磷酸途径运行强度的重要因素，当 NADPH浓度很高时，抑制葡萄糖-6-磷酸脱氢酶及 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的活性，使该途径的氧化阶 段无法进行。
5-磷酸木酮糖
ribulose 5-phosphate
CH2OPO3H2 H
H
7-磷酸景天庚酮糖
sedoheptulose 7-phosphate
CH2OPO3H 2
CH2OPO3H 2
CH2OPO3H2
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4-磷酸赤藓糖
erythrose 4-phosphate
CH2OPO3H2
3-磷酸甘油醛
glyceraldehyde 3-phosphate
(5)二分子五碳糖的基团转移反应 二分子五碳糖的基团转移反应 (5)
CH2OH C HO H C C O H OH
CHO
PPP途径
CH 2OH C HO H H H C C C C O H OH OH OH
转酮酶
CH2OH C O
H
C
OH
CH 2OH C HO H C C O H OH
成了多余的核糖。 第二阶段反应的意义就在于能通过一系 列基团转移反应，将核糖转变成6-磷酸果 糖和3-磷酸甘油醛而与糖酵解过程联系起 来，因此磷酸戊糖途径亦称为磷酸已糖旁 路。
四、磷酸戊糖途径的生物学意义
1、磷酸戊糖途径也是普遍存在的糖代谢的一种方式 2、产生大量的NADPH，为细胞的各种合成反应提 供还原力 3、该途径的反应起始物为6-磷酸葡萄糖，不需要 ATP参与起始反应，因此磷酸戊糖循环可在低ATP 浓度下进行。 4、此途径中产生的5-磷酸核糖是辅酶及核苷酸生物 合成的必需原料。 5、磷酸戊糖途径是机体内核糖产生的唯一场所。
NADPH作为体内多种物质生物合成的供氢体 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。 0 R-CH2-C-R’ = NADPH + H R-C=C-R’
H
谷胱甘肽的功能： 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) 协助氨基酸的吸收
PPP途径
(7)四碳糖与五碳糖的基团转移反应 四碳糖与五碳糖的基团转移反应 (7)
CH 2 2OH
PPP途径
CH2OH C HO H C C C O H OH OH
CHO
CHO
酶 转醛
CH2OH C C O H
H H
C C
OH OH
CH2OH C HO H H C C C O H OH OH
HO H
H2O
OH
O
NADP+ C NADPH+H +
H C
C C C
OH
CH2 OH
OH
O OH OH
CO 2
H H
C C C
O OH OH
HO
H
H C
内酯酶
HO
H C H C OH
H C H C
H C
OH
限速酶，
对NADP+
H C CH 2OPO 3 H2
H C
CH2OPO 3H2
CH2 OPO3 H2
6 × 核酮糖 -5-磷酸
4木酮糖 -5-磷酸 2甘油醛 -3-磷酸 2赤藓糖 -4-磷酸
磷酸戊糖 途径
6(葡萄糖-6-磷酸)+6O2
2NADPH
生物氧化 O2
6(5磷酸核酮糖 5(6磷酸葡萄糖 ))+6CO2+6H2O+30ATP
2甘油醛 -3-磷酸 5ATP + 2H2O
部位：细胞溶胶中
(生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖)
需要掌握的内容
1. 戊糖磷酸途径，反应过程 2. 该途径的生物学意义 3. 戊糖磷酸途径的调控
羟化酶
C5 C5
C3 C7
糖的分解代谢
C6 C4 C5 C6 C3
CO2
CO2
对NADPH和核糖-5-磷酸的需求 决定戊糖磷酸途径的运行
1．当机体对核糖-5-磷酸的需要远远超过对NADPH的 需要时，大量的葡萄糖-6-磷酸通过糖酵解途径转变为 果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸，这两种物质进入戊糖磷 酸途径，以逆反应的途径生成核糖-5-磷酸。 2．当机体对NADPH和核糖 -5-磷酸的需要处于平衡状 态时，戊糖磷酸途径的前半部分正常进行，后半部分 由于核糖-5-磷酸的离去而运行很弱。 3．当机体对NADPH的需要远远超过对核糖 -5-磷酸的 需要时，戊糖磷酸途径正常运行，核糖 -5-磷酸转变成 葡萄糖-6-磷酸重新进入氧化阶段。
糖酵解
乙酰 CoA
1.概念：以 概念：以6-磷酸葡萄糖开始，在 磷酸葡萄糖开始，在6-磷酸葡萄 糖脱氢酶催化下形成 糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，进而代 磷酸葡萄糖酸，进而代 谢生成以磷酸戊糖 为中间代谢物的过程，称为 谢生成以磷酸戊糖为中间代谢物的过程，称为 磷酸戊糖途径，简称PPP途径。又称磷酸已糖 途径。又称磷酸已糖 旁路
3× 6-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+ 2× 6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛 +6(NADPH+H+ ) + 3CO2
重要的一种。在动物及多种微生物体中，约有30％ 的葡萄糖可能由此途径进行氧化。
磷酸戊糖 途径 三羧酸 循环
2.反应部位：胞浆 反应部位：胞浆
二、磷酸戊糖途径的过程
• 磷酸戊糖——磷酸戊糖为代表性中间产物。 • 支路——糖酵解在磷酸己糖处分生出的新途径。
2
氧化阶段 (脱羧产能 )
6× 葡萄糖 -6-磷酸 6 NADP+
非氧化阶段 (分子重排 )
第一阶段： 氧化反应 生成NADPH和CO2 第二阶段： 非氧化反应 一系列基团转移反应
糖 酵 解
6 NADPH+6H+ 6 × 6-磷酸葡萄糖酸 6 NADP+ 6 CO2 6 NADPH+6H+
2核糖 -5-磷酸 2景天酮糖 -7-磷酸 2果糖 -6-磷酸
糖酵解被抑制（如添加碘乙酸或氟化物），葡萄糖 仍可被分解，说明葡萄糖还有其他代谢途径。
糖的主要分解代谢途径
葡萄糖 6-磷酸葡萄糖
（有氧或无氧）
一、磷酸戊糖途径的发现
丙酮酸 （无氧） 乳酸 乙醇 （有氧）
糖酵解及三羧酸循环无疑是葡萄糖氧化的重要 途径，但许多实验指出：生物体中除三羧酸循环 外，尚有其他糖代谢途径，其中戊糖磷酸途径为较
第16章 戊糖磷酸途径
一. 概 念 二. 过程 三. 反应的调控 四. 生物学意义
戊糖磷酸途径的发现
向供研究糖酵解使用的组织匀浆中添加 碘乙酸（甘油醛 -3- 磷酸脱氢酶的抑制剂） 和氟化钠（烯醇化酶的抑制剂）等糖酵解途 径的抑制剂，发现葡萄糖的利用仍在继续。 这个结果说明葡萄糖的利用除了经过糖酵解 途径外，还有其他途径。
有高度特异性
CH2OPO 3H2
6-磷酸葡萄糖
glucose 6-phosphate
6-磷酸葡萄糖酸-δ-内酯
6-phosphoglucono--lactone
6-磷酸葡萄糖酸 -δ -内酯
6-phosphoglucono-δ-lactone
6-磷酸葡萄糖酸
6-phosphogluconate
CH 2 OPO 3H 2
CH 2OPO 3H2
3-磷酸甘油醛
差向酶 H
H
异构酶
C C OH OH
H H
CH2OPO 3H2 HO
C CHOH
C C C OH OH OH
5-磷酸木酮糖
H H H
CH 2OPO 3 H2
CH 2OPO 3 H 2
CH 2 OPO 3H 2
5-磷酸木酮糖
xylulose 5-phosphate
5-磷酸核酮糖
5-磷酸核糖作用： 磷酸核糖作用： 5各种核苷酸辅酶 (1)NAD(P)+ (2)FAD (3)HSCoA
合 成 原 料
核苷酸
(1) NTP DNA、RNA合成原料 (2)dNTP (3)cAMP/cGMP
}
第二信使
}
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 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
谷 胱 甘 肽 的 抗 氧 化 作 用
OH R-CH2-CH-R’ H+ NADP+ R-CH2-CH2-R’
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。 RH +NADPH+H+ H2 O ROH+NADP++
CH 2OPO3H 2
5-磷酸核酮糖
ribulose 5-phosphate
6-磷酸葡萄糖酸
6-phosphogluconate
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
(4)三种五碳糖的互换 三种五碳糖的互换 (4)
CH 2OH C O
PPP途径
CHO H C C C OH OH OH
许多细胞中合成代谢消耗的NADPH远比 核糖需要量大，因此，葡萄糖经此途径生
戊糖磷酸途径的发现
1931 年 ， Otto Warburg 及 其 同 事 ， 还 有 Fritz Lipman，发现了葡萄糖-6-磷酸脱氢酶和6磷酸葡糖酸脱氢酶，这两种酶催化的反应都可 以利用葡萄糖，他们还发现 NADP+ 是这两种酶 的辅酶。通过对这条途径的详细研究，发现葡 萄糖转变成了多种五碳糖、七碳糖、四碳糖、 三碳糖及六碳糖的磷酸酯。在这条途径中，有 CO2 的释放和 NADPH的合成，但没有 ATP 的合 成。
C C C
O H OH
转酮酶
CH2 2OH C O
H
C
OH
CH2OPO3H 2
CHO H H C C OH OH
3-磷酸甘油醛
glyceraldehyde 3-phosphate
CH2OPO3H 2
4-磷酸赤藓糖
erythrose 4-phosphate
CHO C OH C OH
CH 2OPO3H2
(2) 6-磷酸葡萄糖酸内酯 转变为6-磷酸葡萄糖酸
PPP途径
O C H HO C C OH OH
(3) 66-磷酸葡萄糖酸 磷酸葡萄糖酸 (3) 转变为55-磷酸核酮糖 磷酸核酮糖 转变为
O C H C C OH H OH OH
H H
PPP途径
NADPH+H+
H
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
C O H HO C C OH O H OH
6-磷酸果糖
fructose 6-phosphate
6-磷酸果糖
Fructose 6-phosphate
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2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3碳基团转移的酶。其接 受体是亦是醛，但不需要TPP。
ribulose 5-phosphate
5-磷酸核糖
ribose 5-phosphate
CH 2OPO 3H 2
CH2OPO3H2
7-磷酸景天庚酮糖
5-磷酸核糖
(6)七碳糖与三碳糖的基团转移反应 七碳糖与三碳糖的基团转移反应 (6)
CH2OH C HO H H H C C C C O H OH OH OH HO H