磷酸戊糖途径PPT课件
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生物化学 第十一章 戊糖途径(共101张PPT)
Ala
丙酮酸羧化酶
丙酮酸
ATP
(+) (-) 乙酰CoA
（二）乳糖的合成与分解
糖核苷酸
葡萄糖在UDP-葡萄糖-焦磷酸化酶的作用下
，形成UDP-G。其他糖同样。UDP-糖为 糖的活化形式。
为酶提供非共价结合的位点
NDP糖焦磷酸化酶
释放大量能量
乳糖由半乳糖和葡萄糖以β糖苷键相连
半乳糖 半乳糖激酶 半乳糖-1-磷酸
乙酰CoA别构激活剂
草酰乙酸不能通过线粒体内膜
草酰乙酸 线粒天体冬氨酸（穿膜）
谷草转氨酶
草胞酰液乙酸
谷草转氨酶
草酰乙酸 线粒苹体果酸（穿膜） 苹果酸脱氢酶
草酰胞乙液酸
苹果酸脱氢酶
细胞质（或线粒体中）
丙酮酸 +ATP+GTP+HCO3- PEP+ADP+GDP+Pi+H++CO2
葡萄糖 ATP
（3）PEP 丙酮酸激酶
丙酮酸羧化酶 PEP羧激酶
丙酮酸
丙酮酸
PEP
乙酰CoA刺激丙酮酸羧化酶活性，促进糖异生； ADP刺激酵解，抑制丙酮酸羧化酶； ATP抑制丙酮酸激酶（酵解），促进糖异生
• 底物循环（substrate cycle）
作用物的互变反应分别由不同的酶催化其 单向反应，这种互变循环称之为底物循环 。
3、糖异生作用的调节
糖异生与糖酵解相互协调
（1）
G
6-P-G
己糖激酶 磷酸酶
6-P-G
G
高浓度6-P-G 抑制己糖激酶、活化磷酸酶 抑制糖酵解、促进糖异生
（2）6-P-F
磷酸果糖激酶-1
二磷酸果糖磷酸酶-1 1，6-二磷酸果糖
磷酸戊糖途径及糖醛酸途径-授课版ppt课件
• 葡萄糖醛酸途径（glucuronate pathway ）是 葡萄糖氧化的另一条次要途径，葡萄糖通 过这个途径可以转换为两个特殊的产物： D- 糖醛酸和 L- 抗坏血酸（ L-ascorbic acid ）， 葡萄糖醛酸在外来有机化合物的解毒和排 泄中起着重要的作用，而L-抗坏血酸或称为 维生素C，更是人等许多动物不可缺少的营 养物质。（下图）给出了葡萄糖醛酸途径。
• 糖醛酸途径是指葡萄糖经过葡糖醛酸衍生 物转变为戊酮糖-5-磷酸的代谢途径。
• 在真核细胞进化过程中，UDPGA可经上述反应过 程生成维生素C。但是灵长类和许多鱼类因长期摄 取富于维生素C的食物，已经不再能合成维生素C。 因为灵长类缺乏古洛糖酸内酯氧化酶的缘故。 对人来说，糖醛酸途径的主要生理意义在于 生成“活化”的葡糖醛酸即UDPGA。它是生物转 化中重要的结合剂，可与多种代谢产物(胆红素、 类固醇等)、药物和毒物等结合；还是葡萄糖醛酸 的供体，葡萄糖醛酸是蛋白聚糖的重要组成成分， 如硫酸软骨素、透明质酸、肝素等。如果缺乏该 途径，会导致人体机能失调。地塞米松主要用于 治疗人体机能失调的一种合成葡萄糖酸 。
毕达哥拉斯不吃沙拉三明治 (缺乏G6PD) G6PD催化戊糖途径的第一步反应， 在许多生物合成途径中必需，也 可保护细胞免受H2O2和超氧 自由基的损伤
NADH和谷胱甘肽在保护细胞免受高活性氧化剂破坏中的作用
பைடு நூலகம்
glucuronate Pathway of Glucose Oxidation 葡萄糖氧化的糖醛酸代谢途径
磷酸戊糖途径的生物学意义
• 产生还原辅酶II(NADPH)，供给组织中合成 代谢的需要，如脂肪酸长链的生物合成， 固醇类化合物的生物合成等。 • 产生的核糖 -5- 磷酸，是核酸生物合成的必 需原料。 • 核酸分子中核糖的分解代谢也可通过此途 径进行。 • 戊糖途径的中间产物（甘油醛）与糖有氧、 无氧分解途径相联系。
医学课件磷酸戊糖途径 糖异生及糖原合成
葡萄糖 + ATP
6-磷酸葡萄糖+ADP
（2）6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖
OH
O P O CH2
OH
O
HO CH2 O OH
OH OH
OH 磷酸葡萄糖变位酶 OH OH
OP O
OH
OH HO
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
(四) 磷酸戊糖途径的调节
最重要的调节因素是：NADP+的水平
餐后的兔肝胞浆中， NADP+/NADPH的比值为0.014 某些条件下， NADP+/NADPH的 比值为700
糖的合成
一、单糖的合成 （一）糖异生概念： 主要指由非糖物质转变成葡萄糖 或糖原的过程
（二）过程
糖异生主 要途径和 关键反应
CHO C OH C OH
CH2OPO3H2
3-磷酸甘油醛
CO
glyceraldehyde 3-phosphate
HO C
H
H C OH
ribulose 5-phosphate CH2OPO3H2
4-磷酸赤藓糖
erythrose 4-phosphate
H C OH
CH2OPO3H2
6-磷酸果糖
Fructose
一、磷酸戊糖途径的概念
以6-葡萄糖开始，在6-磷酸葡 萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄 糖酸，进而代谢生成磷酸戊糖为中 间代谢物的过程，称为磷酸戊糖途 径。
磷酸戊糖途径 (phosphopentose pathway) 又称磷酸已糖旁路 (hexose monophosphate shunt,HMS) 或Warburg-Dikens途径。
10磷酸戊糖途径-PPT课件
+6CO2 +Pi+ 5葡萄糖-6-P
（四）磷酸戊糖途径的生理意义
（1） NADPH为许多物质的合成提供还原力，如脂 肪合成，胆固醇合成（乳腺，肾上腺皮质，肝脏）。 （2）磷酸核糖用于DNA、RNA的合成，参与光合作 用中C3~C7骨架的合成，如木酮糖参与光合作用固定 CO2 （3）实现各种单糖的互相转变，完成多糖合成 （4） 维护红细胞及含巯基蛋白的正常功能，保持红 细胞中GSH的状态，避免膜脂过氧化作用，避免细 胞破裂。
C NADPH 和 ATP 都需要, 但核糖-5- P不需要
3葡萄糖-6-P＋6NADP++5NAD+ + 8ADP＋ Pi → 5丙 酮酸 + 6NADPH + 5NADPH + 8ATP +3CO2 + 2H2O + 8H+
D 机体对 NADPH 超过核糖-5- P 的需要
6葡萄糖-6-P＋12NADP++7H2O → 12NADPH + 12H+
1、氧化阶段两步反应都是不可逆的
2、NADPH与NADP+竞争性抑制 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 葡萄糖酸-6-磷酸脱氢酶 结合位点---产物抑制 3、NADP+＞NADPH的调节，即可启动PPP 过程。
4、磷酸戊糖途径的灵活性
戊糖磷酸途径中G-6-P的去路，可受到机体对
NADPH、核糖-5- P和ATP不同需要的调节。 （1）机体对核糖-5- P 的需要超过对 NADPH 的需要。 （2）机体对核糖-5- P 和 NADPH 需求处于平衡状态。 （3）NADPH 和 ATP 都需要, 但核糖-5- P不需要 （4）机体对 NADPH 超过核糖-5- P 的需要。
磷酸戊糖途径医学PPT
靶点。
神经退行性疾病
磷酸戊糖途径在神经退行性 疾病如帕金森病和阿尔茨海 默病中的作用逐渐受到关注 ，有望为这些疾病的治疗提 供新思路。
磷酸戊糖途径与其他代谢途径的相互作用研究
与糖酵解和氧化磷酸化的关系
磷酸戊糖途径与糖酵解和氧化磷酸化之间的相互影响对能量代谢和细胞生 长具有重要意义。
与脂肪酸代谢的交互
磷酸戊糖途径的代谢调节
01
底物浓度调节
底物浓度的变化可以影响磷酸戊 糖途径中酶的活性，从而调节整 个代谢途径的速率。
产物抑制
02
03
激素调节
某些产物在磷酸戊糖途径中可能 对某些酶产生抑制作用，从而调 节代谢速率。
一些激素，如胰岛素、胰高血糖 素等，可以通过信号转导途径来 调节磷酸戊糖途径的活性。
磷酸戊糖途径与其他代谢途径的相互关系
03
CATALOGUE
磷酸戊糖途径的调控机制
酶的活性径中的酶可以通过磷 酸化和去磷酸化来调节其活性， 从而影响整个途径的代谢速率。
酶的共价修饰
某些酶在磷酸戊糖途径中通过共 价修饰，如乙酰化、甲基化等， 来改变其活性状态，进而调节代 谢过程。
酶的合成与降解
酶的合成和降解过程也可以影响 磷酸戊糖途径的活性，通过增加 或减少酶的浓度来调节代谢速率 。
2
6-磷酸葡糖酸内酯进一步水解成6-磷酸葡糖酸， 同时释放出二氧化碳。
3
6-磷酸葡糖酸在6-磷酸葡糖酸脱氢酶的作用下被 氧化成5-磷酸葡糖酸，并生成NADPH和氢离子 。
磷酸戊糖的生成与转化
01
5-磷酸葡糖酸在转酮酶的作用下生成磷酸戊糖。
02
磷酸戊糖在磷酸戊糖异构酶的作用下生成5-磷酸木酮糖和 5-磷酸核酮糖。
神经退行性疾病
磷酸戊糖途径在神经退行性 疾病如帕金森病和阿尔茨海 默病中的作用逐渐受到关注 ，有望为这些疾病的治疗提 供新思路。
磷酸戊糖途径与其他代谢途径的相互作用研究
与糖酵解和氧化磷酸化的关系
磷酸戊糖途径与糖酵解和氧化磷酸化之间的相互影响对能量代谢和细胞生 长具有重要意义。
与脂肪酸代谢的交互
磷酸戊糖途径的代谢调节
01
底物浓度调节
底物浓度的变化可以影响磷酸戊 糖途径中酶的活性，从而调节整 个代谢途径的速率。
产物抑制
02
03
激素调节
某些产物在磷酸戊糖途径中可能 对某些酶产生抑制作用，从而调 节代谢速率。
一些激素，如胰岛素、胰高血糖 素等，可以通过信号转导途径来 调节磷酸戊糖途径的活性。
磷酸戊糖途径与其他代谢途径的相互关系
03
CATALOGUE
磷酸戊糖途径的调控机制
酶的活性径中的酶可以通过磷 酸化和去磷酸化来调节其活性， 从而影响整个途径的代谢速率。
酶的共价修饰
某些酶在磷酸戊糖途径中通过共 价修饰，如乙酰化、甲基化等， 来改变其活性状态，进而调节代 谢过程。
酶的合成与降解
酶的合成和降解过程也可以影响 磷酸戊糖途径的活性，通过增加 或减少酶的浓度来调节代谢速率 。
2
6-磷酸葡糖酸内酯进一步水解成6-磷酸葡糖酸， 同时释放出二氧化碳。
3
6-磷酸葡糖酸在6-磷酸葡糖酸脱氢酶的作用下被 氧化成5-磷酸葡糖酸，并生成NADPH和氢离子 。
磷酸戊糖的生成与转化
01
5-磷酸葡糖酸在转酮酶的作用下生成磷酸戊糖。
02
磷酸戊糖在磷酸戊糖异构酶的作用下生成5-磷酸木酮糖和 5-磷酸核酮糖。
戊糖磷酸途径PPT课件
红细胞中部分血红蛋白在过氧化氢等氧化剂的作用下，其中二价铁氧化 为三价铁，使血红蛋白转变为高铁血红蛋白，从而失去了带氧能力。还 原型谷胱甘肽既能直接与过氧化氢等氧化剂结合，生成水和氧化型谷胱 甘肽，也能够将高铁血红蛋白还原为血红蛋白。人体红细胞中谷胱甘肽 的含量很多，这对保护红细胞膜上蛋白质的巯基处于还原状态，防止溶 血具有重要意义。
2019/12/16
26
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)的主要反应
G
G-6-P F-6-P F-1,6-BP 3-磷酸甘油醛
磷酸戊糖途径
NADPH 5-磷酸核糖 CO2
丙酮酸
2019/12/16
乙酰CoA
TAC
CO2+H2O+ ATP 6
2019/12/16
7
• 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。
• 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。
2019/12/16
3
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。
2019/12/16
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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)的主要反应
G
G-6-P F-6-P F-1,6-BP 3-磷酸甘油醛
磷酸戊糖途径
NADPH 5-磷酸核糖 CO2
丙酮酸
2019/12/16
乙酰CoA
TAC
CO2+H2O+ ATP 6
2019/12/16
7
• 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。
• 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。
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3
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》课件
NADPH
磷酸戊糖途径还能生成NADPH，这是细胞还原反应所需的电子供体，用于合成和修复细胞 组分。
戊糖-6-磷酸
戊糖-6-磷酸是合成核酸和核酸盾牌所需的重要前体，维护细胞的遗传稳定性。
磷酸戊糖途径在生物体中的作用
磷酸戊糖途径在生物体中起着多种重要作用，包括维持能量平衡、参与细胞生长和分化，以及提供生物 分子的构建块。
《磷酸戊糖途径》PPT课 件
欢迎来到本节课的演示文稿！今天我们将深入了解磷酸戊糖途径，探索它在 生物酸戊糖途径是一系列生化反应的链式过程，它将葡萄糖转化为多种生物活 性物质。这一过程在细胞内发生，并负责能量和物质代谢的调控。
磷酸戊糖途径的重要性
磷酸戊糖途径是维持生命运作所必需的。它为细胞提供了能量和原料，使得 细胞能够完成各种生物活动，从呼吸到合成生物分子。
磷酸戊糖途径的反应步骤
1
糖原磷酸化
葡萄糖被磷酸化为葡萄糖-6-磷酸，为接下来的反应提供能量。
2
异构化
葡萄糖-6-磷酸以异构化的方式转化为果糖-6-磷酸。
3
戊糖醛酸转化
果糖-6-磷酸被酶催化转化为戊糖醛酸。
磷酸戊糖途径产生的产物
ATP能量
磷酸戊糖途径产生的高能物质ATP，是细胞进行生物活动的重要能量来源。
磷酸戊糖途径与疾病的关系
磷酸戊糖途径的异常功能与多种疾病密切相关，如葡萄糖代谢障碍症、肥胖 症和癌症。深入研究这些关联有助于开发新的治疗方法。
磷酸戊糖途径的未来研究方向
未来的研究将聚焦于磷酸戊糖途径的调控机制、与其他代谢途径的相互作用，以及新药物和治疗方法的 探索，为生物医学科学做出更多贡献。
磷酸戊糖途径还能生成NADPH，这是细胞还原反应所需的电子供体，用于合成和修复细胞 组分。
戊糖-6-磷酸
戊糖-6-磷酸是合成核酸和核酸盾牌所需的重要前体，维护细胞的遗传稳定性。
磷酸戊糖途径在生物体中的作用
磷酸戊糖途径在生物体中起着多种重要作用，包括维持能量平衡、参与细胞生长和分化，以及提供生物 分子的构建块。
《磷酸戊糖途径》PPT课 件
欢迎来到本节课的演示文稿！今天我们将深入了解磷酸戊糖途径，探索它在 生物酸戊糖途径是一系列生化反应的链式过程，它将葡萄糖转化为多种生物活 性物质。这一过程在细胞内发生，并负责能量和物质代谢的调控。
磷酸戊糖途径的重要性
磷酸戊糖途径是维持生命运作所必需的。它为细胞提供了能量和原料，使得 细胞能够完成各种生物活动，从呼吸到合成生物分子。
磷酸戊糖途径的反应步骤
1
糖原磷酸化
葡萄糖被磷酸化为葡萄糖-6-磷酸，为接下来的反应提供能量。
2
异构化
葡萄糖-6-磷酸以异构化的方式转化为果糖-6-磷酸。
3
戊糖醛酸转化
果糖-6-磷酸被酶催化转化为戊糖醛酸。
磷酸戊糖途径产生的产物
ATP能量
磷酸戊糖途径产生的高能物质ATP，是细胞进行生物活动的重要能量来源。
磷酸戊糖途径与疾病的关系
磷酸戊糖途径的异常功能与多种疾病密切相关，如葡萄糖代谢障碍症、肥胖 症和癌症。深入研究这些关联有助于开发新的治疗方法。
磷酸戊糖途径的未来研究方向
未来的研究将聚焦于磷酸戊糖途径的调控机制、与其他代谢途径的相互作用，以及新药物和治疗方法的 探索，为生物医学科学做出更多贡献。
磷酸戊糖途径ppt课件
⑥ 5-P木酮糖+5-P核糖 转酮酶 7-P景天庚酮糖+3-P甘油醛
⑦ 7-P景天庚酮糖+3-P甘油醛 转醛酶 6-P果糖+4-P赤藓糖
⑧ 5-P木酮糖+4-P赤藓糖 转酮酶 6-P果糖+ 3-P甘油醛
本阶段总反应： 3×5-P核酮糖 2×6-P果糖 + 1×3-P甘油醛 6×5-P核酮糖 4×6-P果糖 + 2×3-P甘油醛
三、磷酸戊糖途径的调控
磷酸戊糖途径的速度主要受生物合成时 NADPH的需要所调节。 NADPH反馈抑制 6-P-葡萄糖脱氢酶的活性。
第三节 糖元的合成与分解
一 、糖元的合成作用（自学） 二、糖元的分解作用（自学）
三、糖异生 （一）概念
由丙酮酸、草酰乙酸、乳酸等非糖物质转变 成葡萄糖的过程称为糖异生。
2X1，3-二磷酸甘油酸 2X3-磷酸甘油酸
消耗2ATP
消耗2ATP+2GTP
2X2-磷酸甘油 酸
2XPEP
2丙酮酸
（三）、糖异生途径的意义
• 葡萄糖异生对人类以及其他动物是绝对需要的途径：人 脑对葡萄糖有高度依赖性。红细胞也需要葡萄糖。尤其 在饥饿状态下葡萄糖异生尤为重要；在机体处在剧烈运 动时，也需要非糖物质及时提供葡萄糖，以维持血糖水 平。
葡萄糖 6-P葡萄糖
己糖激酶
二磷酸果糖酶
6-P果糖 磷酸果糖激酶
1，6-二P果糖
3-磷酸甘油醛
P-二羟丙酮
糖异生途径 1，3-二磷酸甘油酸
3-磷酸甘油酸
糖酵解途径
2-磷酸甘油酸
丙酮酸羧化酶
PEP 丙酮酸
丙酮酸激酶
1、丙酮酸
PEP
胞液
第二十四章磷酸戊糖途径PPT课件
提纲
一、磷酸戊糖途径概述 二、磷酸戊糖途径的全部反应
1. 氧化相 2. 非氧化相
三、磷酸戊糖途径小结 四、磷酸戊糖途径的功能
1. 与NADPH有关的功能 2. 与5-磷酸核糖有关的功能 3. 与4-磷酸赤藓糖有关的功能
五、磷酸戊糖途径的调节
第1页/共27页
第2页/共27页
第3页/共27页
又名磷酸己糖支路或6磷-磷酸酸戊葡糖糖途酸径途概径 述
第26页/共27页
感谢您的观看！
第27页/共27页
第16页/共27页
磷酸戊糖途径小结
一个葡萄糖分子是不可能完成上述反应的，至少有3个葡萄糖分子同时进入 才可以完成；
只有6个葡萄糖分子同时进入磷酸戊糖途径，到最后才相当于有一个葡萄糖 分子完全被氧化成CO2和H2O；
磷酸戊糖途径并不是细胞产生NADPH的唯一途径 发生在细胞液，不需要氧气； 调节机制相对简单
5. 间接进入呼吸链
与5-磷酸核糖有关的功能：提供核苷酸及其衍生物合成的前体 5-磷酸核糖
与 需
4-磷酸赤藓糖 要赤藓糖。
有关
的功
能
：
芳
香族
氨基
酸和
维生
素
B
6的
合
成
第22页/共27页
组织 肾上腺
肝 睾丸 脂肪组织
卵巢 乳腺
生物合成与磷酸戊糖途径活性的关系
功能 固醇类激素的合成 脂肪酸和胆固醇的合成 固醇类激素的合成
反应5： 5-磷酸木酮糖的形成，磷酸戊糖差向异构 酶
反应6：第一次二碳单位的转移，由转酮酶催化 ， 需要TPP为辅助因子
反应7：三碳单位的转移，由转醛酶催化 反应8：第二次二碳单位的转移，由转酮酶催化
一、磷酸戊糖途径概述 二、磷酸戊糖途径的全部反应
1. 氧化相 2. 非氧化相
三、磷酸戊糖途径小结 四、磷酸戊糖途径的功能
1. 与NADPH有关的功能 2. 与5-磷酸核糖有关的功能 3. 与4-磷酸赤藓糖有关的功能
五、磷酸戊糖途径的调节
第1页/共27页
第2页/共27页
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又名磷酸己糖支路或6磷-磷酸酸戊葡糖糖途酸径途概径 述
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感谢您的观看！
第27页/共27页
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磷酸戊糖途径小结
一个葡萄糖分子是不可能完成上述反应的，至少有3个葡萄糖分子同时进入 才可以完成；
只有6个葡萄糖分子同时进入磷酸戊糖途径，到最后才相当于有一个葡萄糖 分子完全被氧化成CO2和H2O；
磷酸戊糖途径并不是细胞产生NADPH的唯一途径 发生在细胞液，不需要氧气； 调节机制相对简单
5. 间接进入呼吸链
与5-磷酸核糖有关的功能：提供核苷酸及其衍生物合成的前体 5-磷酸核糖
与 需
4-磷酸赤藓糖 要赤藓糖。
有关
的功
能
：
芳
香族
氨基
酸和
维生
素
B
6的
合
成
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组织 肾上腺
肝 睾丸 脂肪组织
卵巢 乳腺
生物合成与磷酸戊糖途径活性的关系
功能 固醇类激素的合成 脂肪酸和胆固醇的合成 固醇类激素的合成
反应5： 5-磷酸木酮糖的形成，磷酸戊糖差向异构 酶
反应6：第一次二碳单位的转移，由转酮酶催化 ， 需要TPP为辅助因子
反应7：三碳单位的转移，由转醛酶催化 反应8：第二次二碳单位的转移，由转酮酶催化
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16
磷酸戊糖途径的反应方程
• 磷酸戊糖途径(pentose phosphate
pathway)的总反应式：
6 G-6-P + 12NADP+ +7 H2O
5 G-6-P + 6CO2
+ 12NADPH +12H+
.
17
三、磷酸戊糖途径调控
6-P-葡萄糖脱氢酶的活性决定G-6-P进 入此途径的流量，为限速酶。 – 该酶受NADPH/NADP+的调节。
CHO H C OH
CH 2 O
CO
HO C H
CHO
+ H C OH
转醛醇酶H C OH
P
H C OH
H C OH
H C OH
CH 2 OH
CO
+HO C H
H C OH
CH 2 O P
CH 2 O P H C OH
CH 2 O
P
3-P-甘油醛 7-P-景天糖
4-P-赤癣糖 6-P-果糖
.
13
④
.
18
四、磷酸戊糖途径的生理意义
1. 是体内生成NADPH的主要代谢途径： NADPH在体内可用于：
⑴ 作为供氢体，参与体内的合成代谢：如 参与合成脂肪酸、胆固醇，一些氨基酸。
⑵ 参与羟化反应：作为加单氧酶的辅酶， 参与对代谢物的羟化。
.
19
⑶ 使氧化型谷胱甘肽还原。 ⑷ 维持巯基酶的活性。 ⑸ 维持红细胞膜的完整性：由于6-磷酸葡
萄糖脱氢酶遗传性缺陷可导致蚕豆病， 表现为溶血性贫血。
.
20
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) 协肋氨基酸的吸收
.
谷
胱
甘
肽
的
抗
氧
化
作
用
21
2. 是体内生成5-磷酸核糖的唯一代谢途径：
NADP+；
• 发现了五碳糖、六碳糖和七碳糖；
• 说明葡萄糖还有其他代谢途径.
.
2
• 1953年阐述了磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway)，简称PPP途径，也 叫磷酸己糖支路；磷酸葡萄糖酸氧化途径、 已糖单磷酸旁路(hexose monophosphate shut HMS) 。
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
C5
C5
7-磷酸景天糖
C7
4-磷酸赤藓糖
3-磷酸 甘油醛
C3
C4 6-磷酸果糖
C6
.
5-磷酸木酮糖 C5
3-磷酸甘油醛 C3
6-磷酸果糖 C6
15
6-磷酸葡萄糖(C6)×3
磷 酸
3NADP+ 3NADP+3H+
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
戊 糖 途 径
6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×3
第四节 磷酸戊糖途径 （磷酸己糖支路—HMS）
（pentose phosphate pathway）
.
1
一、磷酸戊糖途径概述
1、发现历程
• （1931-1951）
•
在组织中添加酵解抑制剂碘乙酸（抑制3-P-甘油
醛脱氢酶）或氟化物（抑制烯醇化酶）等，葡萄糖仍可
被消耗；并且C1更容易氧化成CO2；
• 发现了6-P-葡萄糖脱氢酶和6-P-葡萄糖酸脱氢酶及
6-磷酸葡萄糖
C H 2O P
6-磷酸葡萄糖酸内酯
C H 2O P 6-磷酸葡萄糖酸
.
7
COO— H C OH HO C H
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
NADP+
CO2
H C OH H C OH
NADPH+H+
⑵
C H 2O P 6-磷酸葡萄糖酸
C H 2O H C=O H C OH H C OH
C H 2O P
CHO H C OH H C OH
CH 2 O
+ HO
H P
CH 2 OH CO CH C OH CH 2 O
转酮醇酶 HO TPP H
H P
CH 2 OH
CO
+ CHO
CH
H C OH
C OH
C OH
CH 2O P
CH 2 O
P
4-P-赤癣糖 5-P-木酮糖
6-P-果糖 3-P-甘油醛
.
14
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
6-磷酸葡萄糖酸(C6)×3
3NADP+ 3NADP+3H+
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
3CO2
第一阶段
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
C5
C5
7-磷酸景天糖
C7
4-磷酸赤藓糖
3-磷酸 甘油醛
C4
6-磷酸果糖
C
.
5-磷酸木酮糖 C5
3-磷酸甘油醛 C3
6-磷酸果糖 C6
第 二 阶 段
• 主要发生在肝脏、脂肪组织、哺乳期的乳腺、 肾上腺皮质、性腺、骨髓和红细胞等。
.
3
2、定义
以6-磷酸葡萄糖开始，在6-磷酸葡萄糖脱氢酶 催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成磷 酸戊糖为中间代谢物的过程，称为磷酸戊糖途 径。
• 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。
5-磷酸核酮糖
.
8
NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+
G-6-P
5-磷酸核糖
CO2
6-磷酸葡萄糖脱氢酶是关键酶。
两次脱氢生成NADPH + H+。
磷酸核糖是非常重要的中间产物。
Байду номын сангаас
.
9
2.第二阶段（异构阶段——基团转移反应）
磷酸戊糖通过3C、4C、6C、7C等演变， 最终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。
.
4
3、细胞定位—— 细胞质中
2
磷酸戊 糖途径
.
5
二、磷酸戊糖途径的过程
第一阶段（氧化阶段） ： 6分子的6－磷酸葡萄 糖经脱氢、水合、氧化脱
羧生成6分子5－磷酸核酮糖、6NADPH和6CO2 第二阶段（异构阶段，一系列基团转移反应）：
6分子5－磷酸核酮糖经一系列基团转移反应异 构成5分子6－磷酸葡萄糖回到下一个循环。
.
10
非氧化反应阶段
• 分步反应：①
CH 2 OH
CH 2 OH
CHO
CO
CO
差向异构酶
HO C H
H C OH
H C OH 异构酶
H C OH
H C OH
CH 2 O
P
H C OH CH 2 O P
H C OH CH 2 O P
5-P-木酮糖
5-P-核酮糖
5-P-核糖
.
11
②
CH 2OH
CHO
.
6
1.第一阶段（氧化阶段——磷酸戊糖生成)
H C O H 6-磷酸葡萄糖脱氢酶C = O
H C OH
NADP+
H C OH
H2O
HO C H O
HO C H O
CCOOO — H C OH HHO C HH
H C OH HC
NAD⑴PH+H+
H H
C C
OH
内酯酶 H C O H
H C OH
C H 2O P
CH 2OH CO
CO HO C H
H C OH 转酮醇酶 CHO
HO C H
+ H C OH
+ H C OH
H C OH
H C OH
TPP
H C OH
CH2O P H C OH
H C OH
CH 2O P
CH 2O P
5-P-木酮糖 5-P-核糖
3-P-甘油醛
CH2O P
7-P-景天糖
.
12
③
CH 2 OH
磷酸戊糖途径的反应方程
• 磷酸戊糖途径(pentose phosphate
pathway)的总反应式：
6 G-6-P + 12NADP+ +7 H2O
5 G-6-P + 6CO2
+ 12NADPH +12H+
.
17
三、磷酸戊糖途径调控
6-P-葡萄糖脱氢酶的活性决定G-6-P进 入此途径的流量，为限速酶。 – 该酶受NADPH/NADP+的调节。
CHO H C OH
CH 2 O
CO
HO C H
CHO
+ H C OH
转醛醇酶H C OH
P
H C OH
H C OH
H C OH
CH 2 OH
CO
+HO C H
H C OH
CH 2 O P
CH 2 O P H C OH
CH 2 O
P
3-P-甘油醛 7-P-景天糖
4-P-赤癣糖 6-P-果糖
.
13
④
.
18
四、磷酸戊糖途径的生理意义
1. 是体内生成NADPH的主要代谢途径： NADPH在体内可用于：
⑴ 作为供氢体，参与体内的合成代谢：如 参与合成脂肪酸、胆固醇，一些氨基酸。
⑵ 参与羟化反应：作为加单氧酶的辅酶， 参与对代谢物的羟化。
.
19
⑶ 使氧化型谷胱甘肽还原。 ⑷ 维持巯基酶的活性。 ⑸ 维持红细胞膜的完整性：由于6-磷酸葡
萄糖脱氢酶遗传性缺陷可导致蚕豆病， 表现为溶血性贫血。
.
20
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) 协肋氨基酸的吸收
.
谷
胱
甘
肽
的
抗
氧
化
作
用
21
2. 是体内生成5-磷酸核糖的唯一代谢途径：
NADP+；
• 发现了五碳糖、六碳糖和七碳糖；
• 说明葡萄糖还有其他代谢途径.
.
2
• 1953年阐述了磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway)，简称PPP途径，也 叫磷酸己糖支路；磷酸葡萄糖酸氧化途径、 已糖单磷酸旁路(hexose monophosphate shut HMS) 。
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
C5
C5
7-磷酸景天糖
C7
4-磷酸赤藓糖
3-磷酸 甘油醛
C3
C4 6-磷酸果糖
C6
.
5-磷酸木酮糖 C5
3-磷酸甘油醛 C3
6-磷酸果糖 C6
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6-磷酸葡萄糖(C6)×3
磷 酸
3NADP+ 3NADP+3H+
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
戊 糖 途 径
6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×3
第四节 磷酸戊糖途径 （磷酸己糖支路—HMS）
（pentose phosphate pathway）
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一、磷酸戊糖途径概述
1、发现历程
• （1931-1951）
•
在组织中添加酵解抑制剂碘乙酸（抑制3-P-甘油
醛脱氢酶）或氟化物（抑制烯醇化酶）等，葡萄糖仍可
被消耗；并且C1更容易氧化成CO2；
• 发现了6-P-葡萄糖脱氢酶和6-P-葡萄糖酸脱氢酶及
6-磷酸葡萄糖
C H 2O P
6-磷酸葡萄糖酸内酯
C H 2O P 6-磷酸葡萄糖酸
.
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COO— H C OH HO C H
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
NADP+
CO2
H C OH H C OH
NADPH+H+
⑵
C H 2O P 6-磷酸葡萄糖酸
C H 2O H C=O H C OH H C OH
C H 2O P
CHO H C OH H C OH
CH 2 O
+ HO
H P
CH 2 OH CO CH C OH CH 2 O
转酮醇酶 HO TPP H
H P
CH 2 OH
CO
+ CHO
CH
H C OH
C OH
C OH
CH 2O P
CH 2 O
P
4-P-赤癣糖 5-P-木酮糖
6-P-果糖 3-P-甘油醛
.
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5-磷酸核酮糖(C5) ×3
6-磷酸葡萄糖酸(C6)×3
3NADP+ 3NADP+3H+
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
3CO2
第一阶段
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
C5
C5
7-磷酸景天糖
C7
4-磷酸赤藓糖
3-磷酸 甘油醛
C4
6-磷酸果糖
C
.
5-磷酸木酮糖 C5
3-磷酸甘油醛 C3
6-磷酸果糖 C6
第 二 阶 段
• 主要发生在肝脏、脂肪组织、哺乳期的乳腺、 肾上腺皮质、性腺、骨髓和红细胞等。
.
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2、定义
以6-磷酸葡萄糖开始，在6-磷酸葡萄糖脱氢酶 催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成磷 酸戊糖为中间代谢物的过程，称为磷酸戊糖途 径。
• 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。
5-磷酸核酮糖
.
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NADP+ NADPH+H+ NADP+ NADPH+H+
G-6-P
5-磷酸核糖
CO2
6-磷酸葡萄糖脱氢酶是关键酶。
两次脱氢生成NADPH + H+。
磷酸核糖是非常重要的中间产物。
Байду номын сангаас
.
9
2.第二阶段（异构阶段——基团转移反应）
磷酸戊糖通过3C、4C、6C、7C等演变， 最终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。
.
4
3、细胞定位—— 细胞质中
2
磷酸戊 糖途径
.
5
二、磷酸戊糖途径的过程
第一阶段（氧化阶段） ： 6分子的6－磷酸葡萄 糖经脱氢、水合、氧化脱
羧生成6分子5－磷酸核酮糖、6NADPH和6CO2 第二阶段（异构阶段，一系列基团转移反应）：
6分子5－磷酸核酮糖经一系列基团转移反应异 构成5分子6－磷酸葡萄糖回到下一个循环。
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10
非氧化反应阶段
• 分步反应：①
CH 2 OH
CH 2 OH
CHO
CO
CO
差向异构酶
HO C H
H C OH
H C OH 异构酶
H C OH
H C OH
CH 2 O
P
H C OH CH 2 O P
H C OH CH 2 O P
5-P-木酮糖
5-P-核酮糖
5-P-核糖
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②
CH 2OH
CHO
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1.第一阶段（氧化阶段——磷酸戊糖生成)
H C O H 6-磷酸葡萄糖脱氢酶C = O
H C OH
NADP+
H C OH
H2O
HO C H O
HO C H O
CCOOO — H C OH HHO C HH
H C OH HC
NAD⑴PH+H+
H H
C C
OH
内酯酶 H C O H
H C OH
C H 2O P
CH 2OH CO
CO HO C H
H C OH 转酮醇酶 CHO
HO C H
+ H C OH
+ H C OH
H C OH
H C OH
TPP
H C OH
CH2O P H C OH
H C OH
CH 2O P
CH 2O P
5-P-木酮糖 5-P-核糖
3-P-甘油醛
CH2O P
7-P-景天糖
.
12
③
CH 2 OH