磷酸戊糖途径

H C OH
H C OH
H C OH
CH2OPO3H2
CH2OPO3H2
7-磷酸景天庚酮糖
5-磷酸核糖
((66))七七碳碳糖糖与与三三碳碳糖糖的的基基团团转转移移反反应应 PPP途径
CH2OH
CHO
CO HO C H
H C OH H C OH H C OH
转醛酶
CH2OH
H C OH H C OH
CH2OH
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。
CH2OH CO
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。
CH2OH CO HO C H
((55))二二分分子子五五碳碳糖糖的的基基团团转转移移反反应应 PPP途径
CH2OH
CHO
CO
转酮酶
H C OH
CH2OH
HO C H H C OH
CH2OH CO
CH2OPO 3H2
CO
3-磷酸甘油醛 HO C H
CH2OPO3H2 HO CHOH
H C OH
5-磷酸木酮糖 H C OH
H C OH
第二阶段： 非氧化反应 一系列基团转移反应 (生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖)
氧化阶段(脱羧产能)
非氧化阶段(分子重排)
6×葡萄糖-6-磷酸 6 NADP+
6 NADPH+6H+
糖
6 × 6-磷酸葡萄糖酸
酵
6 NADP+
解
6 CO2
2核糖-5-磷酸 2景天酮糖-7-磷酸 2果糖-6-磷酸 6 NADPH+6H+
ROH+NADP++
H2O
羟化酶
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
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
2.反应部位：胞浆
• 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
磷酸戊糖 途径
部位：细胞溶胶中
二、磷酸戊糖途径的过程
第一阶段： 氧化反应 生成NADPH和CO2
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
6(葡萄糖-6-磷酸)+6O2
56((65--磷磷酸酸葡核萄酮糖糖))+6CO2+6H2O+30ATP
2NADPH 生物氧化O2 5ATP + 2H2O
2甘油醛-3-磷酸
葡萄糖+O2
6CO2+6H2O+24ATP(6×5-6(活化))
磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径总总反反应应图图
3NADPH
3CO2 3×5-磷 酸核酮糖
5-磷酸
5-磷酸 木酮糖
3×6-磷酸 葡萄糖酸
核糖
7-磷酸 景天糖
3H2O 3×6-磷酸葡 萄糖酸内酯
ຫໍສະໝຸດ Baidu
3NADPH
3×6-磷 酸葡萄糖
5-磷酸 木酮糖
3-磷酸 甘油醛
4-磷酸 赤藓糖
6-磷酸 果糖
糖酵解途径
3-磷酸 甘油醛
HC CH2OPO 3H2
6-磷酸葡萄糖
glucose 6-phosphate
6-磷酸葡萄糖酸-δ-内酯
6-phosphoglucono--lactone
(2) 6-磷酸葡萄糖酸内酯 转变为6-磷酸葡萄糖酸
CO
H2O
H C OH O HO C H
H C OH
内酯酶
HC
CH2OPO 3H2
6-磷酸葡萄糖酸-δ-内酯
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。
O
OH
C
NADPH+H+
H C OH
H C OH
HO C H
H C OH
H C OH CH2OPO 3H2
6-磷酸葡萄糖酸
6-phosphogluconate
CO H C OH H C OH
CH2OPO3H2 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
CH2OH
CO2
CO
H C OH
H C OH
CH2OPO3H2
5-磷酸核酮糖
谷谷胱胱甘甘肽肽的的功功能能：：
谷
胱
(1) 解毒功能
甘
(2) 保护巯基酶/蛋白质
肽
的
(3) 可消除自由基
抗
氧
(4) 协助氨基酸的吸收
化
作
用
H
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+
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 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。
糖的主要分解代谢途径
葡萄糖
（有氧或无氧）
（无氧）
6-磷酸葡萄糖
丙酮酸
糖酵解
（有氧）
乳酸 乙醇
乙酰 CoA
磷酸戊糖 途径
三羧酸 循环
一、磷酸戊糖途径的发现
1.概念：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 旁路
ribulose 5-phosphate
CHO H C OH H C OH H C OH
CH 2OPO 3H 2
5-磷酸核糖
ribose 5-phosphate
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 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。
CH2OPO3H2
6-磷酸果糖
fructose 6-phosphate
((77))四四碳碳糖糖与与五五碳碳糖糖的的基基团团转转移移反反应应 PPP途径
CH22OH
CHO
CO HO C H
转酮酶 CH22OH
CO
H C OH
CHO
H C OH CH2OPO3H2
H C OH
CH2OH
CH2OPO3H 2
((11))66--磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖转转变变为为 66--磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖酸酸内内酯酯
PPP途径
H C OH
NADP+
H C OH O
CO
NADPH+H+
H C OH O
HO C H H C OH
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
HO C H H C OH
HC
限速酶，对NADP+
CH 2OPO 3H2 有高度特异性
6-磷酸 果糖
CC原原子子数数目目变变化化示示意意图图
CO2
C6 C5 C3
C6
糖 的
CO2
分
C6 C5 C7
C4
C6 解
代
CO2
C6
谢
C5
C3
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)
55--磷磷酸酸核核糖糖作作用用：：
各种核苷酸辅酶 核苷酸
} (1)NAD(P)+ 合 (1) NTP DNA、RNA合成原料
(2)FAD
成 (2)dNTP
原
(3)HSCoA 料 (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-磷酸甘油醛
CO
glyceraldehyde 3-phosphate
HO C H
H C OH
5-磷酸木酮糖 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 6-phosphate
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。
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。
对NADPH和核糖-5-磷酸的需求 决定戊糖磷酸途径的运行
磷酸戊糖途径的小结
磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径二二个个阶阶段段的的反反应应式式
6-磷酸葡萄糖 + 2 NADP+ 5-磷酸核糖 + 2(NADPH+H+) + CO2
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
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。
CO
CH2OPO3H2
CO
HO C H
4-磷酸赤藓糖 HO C H
erythrose 4-phosphate
H CHO OH
H C OH
CH2OPO3H2 H C OH
H C OH
7-磷酸景天庚酮糖 CH2OPO3H2
sedoheptulose 7-phosphate
3-磷酸甘油醛
glyceraldehyde 3-phosphate
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。
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。
ribulose 5-phosphate
((44))三三种种五五碳碳糖糖的的互互换换
PPP途径
CH 2OH CO HO C H
差向酶
H
CH 2OH CO C OH
异构酶
H C OH
H C OH
CH 2OPO 3 H2
5-磷酸木酮糖
xylulose 5-phosphate
CH 2OPO 3H2
5-磷酸核酮糖
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
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’
OH R-CH2-CH-R’
NADPH + H+ H R-C=C-R’
NADP+ R-CH2-CH2-R’
6-phosphoglucono-δ-lactone
PPP途径
O
OH
C
H C OH
HO C H
H C OH
H C OH
CH2OPO 3H2
6-磷酸葡萄糖酸
6-phosphogluconate
((33)) 66--磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖酸酸 转转变变为为55--磷磷酸酸核核酮酮糖糖
PPP途径
O
OH
C
NADP+