糖類代謝-磷酸戊糖途徑

1第四節(jié)磷酸戊糖途徑

（PentosePhosphatePathway）一、概念：G-6-P經(jīng)一系列反應(yīng)生成NADPH+H+

和5-磷酸核糖，并完成三碳、四碳、五碳、六碳、七碳糖轉(zhuǎn)換的代謝途徑。二、反應(yīng)場所：胞漿2三、基本過程

第一階段：氧化反應(yīng)階段第二階段：非氧化反應(yīng)階段34（一）第一階段G-6-P氧化為5-磷酸核酮糖生成2(NADPH＋H＋

)51、G-6-P氧化為6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯

酶：葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（NADP+

)

關(guān)鍵酶變構(gòu)抑制劑：NADPH

62、6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯水解生成6-磷酸葡萄糖酸酶：葡萄糖酸內(nèi)酯酶

73、6-磷酸葡萄糖酸生成5-磷酸核酮糖酶：6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶(NADP+)8氧化階段總反應(yīng)式：

G-6-P＋2NADP+＋H2O——核酮糖-5-磷酸＋2NADPH＋2H＋＋CO2

9（二）非氧化階段5C/3C/7C/4C/6C糖的相互轉(zhuǎn)換酶：轉(zhuǎn)醛醇酶和轉(zhuǎn)酮醇酶101.5-磷酸核酮糖生成5-磷酸核糖酶：磷酸戊糖異構(gòu)酶112、5-磷酸核酮糖5-磷酸木酮糖

5－磷酸核糖差向異構(gòu)酶

12133.木酮糖-5-磷酸＋核糖-5-磷酸

轉(zhuǎn)酮醇酶

景天庚酮糖-7-磷酸＋甘油醛-3-磷酸14景天庚酮糖-7-磷酸＋甘油醛-3-磷酸

轉(zhuǎn)醛醇酶

果糖-6-磷酸＋赤蘚糖-4-磷酸15赤蘚糖-4-磷酸＋木酮糖-5-磷酸

轉(zhuǎn)酮醇酶

果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸16第五節(jié)

磷酸戊糖途徑（HMPPPP）

磷酸戊糖途徑的概念：是G分解的另一條途徑:在6—P—G上直接氧化，再分解產(chǎn)生5—P—核糖。磷酸戊糖途徑PPP：PentosePhosphatePathway

己糖磷酸途徑HMP：HexoseMonophosphatePathway

磷酸己糖支路HMS：HexoseMonophosphateShuntG直接氧化途徑DOPG：DirectOxidationPathwayofGlucoseHMP的闡明起始于1931年Warburg對6—P—G脫氫酶的研究，后人在此基礎(chǔ)上加以完善。實驗證明：（1）在組織中加入EMP抑制劑碘乙酸或碘乙酰胺（ICH2COOH或ICH2CONH2）后，它抑制3—P—G脫氫酶的活性（3—P—G1，3—DPG），但有些微生物仍能將GCO2＋H2O，說明另有途徑。（2）用同位素14C標記C1和C6，如果是EMP、TCA，那么生成的14C1O2和14C6O2

分子數(shù)應(yīng)相等，但實驗表明14C1

更容易氧化為CO2，說明另有途徑。說明G分解的主要途徑是EMP和TCA，但并非唯一途徑，HMP也是G分解的途徑，只是在6—P—G上直接氧化。

細胞定位：胞液

一、磷酸戊糖途徑概要

以6—P—G為起始物，經(jīng)過兩個階段共8步反應(yīng)，最后重新生成6—P—G的過程。

HMP概要

特點：G直接脫氫或脫羧，不經(jīng)過三碳糖階段。

HMP屬于有氧分解還是無氧分解？

O2不參加HMP，但認為HMP是需氧的代謝途徑，因為可以肯定的是：HMP是需氧生物的某些組織、器官中較旺盛的代謝途徑，而且與EMP、TCA相聯(lián)系。

二、生化歷程（一）不可逆的氧化階段（1-----3）1、6—P—G6—P葡萄糖酸內(nèi)酯

可逆

2、6—P葡萄糖酸內(nèi)酯水解生成6—P葡萄糖酸

不可逆

3、6—P葡萄糖酸脫氫脫羧生成5—P核酮糖（5—P—Ru）

不可逆

1——3步（二）可逆的非氧化階段（4——8）戊糖互變4、5—P核酮糖（5—P—Ru）異構(gòu)化為

5—P核糖（5—P—R）

官能團異構(gòu)

5、5—P核酮糖（5—P—Ru）異構(gòu)化為

5—P木酮糖（5—P—Xu）

差向異構(gòu)

4——5步6-----8步，基團移位反應(yīng)

通過轉(zhuǎn)酮酶和轉(zhuǎn)醛酶的催化作用，將一酮糖分子的酮醇基轉(zhuǎn)移給另一醛糖分子上，形成新的醛糖和酮糖。轉(zhuǎn)酮酶專門催化乙酮醇基轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)醛酶專門催化二羥丙酮基轉(zhuǎn)移通過C5、C4、C7、C3、C6只見的基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)，實現(xiàn)了糖分子之間的轉(zhuǎn)變，最終生成6—P—F

6、5—P—R＋5—P—Xu3—P—G（3—P甘油醛）＋7—P—S（7—P—景天庚酮糖）將5—P—Xu的乙酮醇基轉(zhuǎn)移給5—P—R。

7、3—P—G＋7—P—S4—P—E（4—P赤蘚糖）＋6—P—F

將7—P—S-的二羥丙酮基轉(zhuǎn)移給3—P—G。

磷酸戊糖途徑的非氧化階段之二

（基團轉(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8、5—P—Xu＋4—P—E3—P—G＋6—P—F

將5—P—Xu的乙酮醇基轉(zhuǎn)移給4—P—E。

基團轉(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-磷酸木酮糖然后：3—P—GDHAP3—P—G+DHAP1，6—FDP2—磷酸果糖酯酶磷酸己糖異構(gòu)酶1，6—FDP6—P—FH2OPi6—P—GH2OPi1,6-二磷酸果糖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)酶總反應(yīng)式為：A式：66—P—G＋12NADP＋＋6H2O

46—P—F＋23—P—G＋6CO2＋12（NADPH＋H＋）

然后：23—P—G1，6—DPG＋H2O6—P—F＋Pi6—P—F6—P—G

因此得到B式

：6—P—G＋12NADP＋＋7H2O

6CO2＋12（NADPH＋H＋）＋Pi所以，HMP要循環(huán)一輪，必須有6個6—P—G同時進入循環(huán)，但最終只有1個6—P—G被徹底分解為6CO2＋12（NADPH＋H＋）＋Pi。

磷酸戊糖途徑的非氧化分子重排階H2OPi65-磷酸核酮糖25-磷酸核糖25-磷酸木酮糖2

3-磷酸甘油醛27-磷酸景天庚酮糖2

4-磷酸赤蘚丁糖26-磷酸果糖25-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

三、化學量計算1、鏈式反應(yīng)：36—P—G＋6NADP＋＋3H2O

26—P—F＋3—P—G＋3CO2＋6（NADPH＋H＋）

2、循環(huán)途徑為：66—P—G＋12NADP＋＋6H2O

46—P—F＋23—P—G＋6CO2＋12（NADPH＋H＋）

四、生物學意義1、HMP產(chǎn)生大量的NADPH，為細胞的各種物質(zhì)合成反應(yīng)提供主要的還原力（主要目的不是供能）。NADPH作為供氫體，為細胞中脂肪酸、固醇、四氫葉酸FH4等的合成，硝酸鹽、亞硝酸鹽的還原，NH3的同化等所必需。2、HMP的中間產(chǎn)物是許多化合物的合成原料（碳源）。3、HMP與光合作用密切相關(guān)，把分解與合成代謝聯(lián)系在一起。4、HMP與糖的有氧分解、無氧分解密切相關(guān)。46

四、生理意義（一）提供生物合成的原料1.戊糖：用于合成RNA、DNA以及輔酶（NAD+,FADH2、CoA）和ATP。

快速分裂的組織：骨髓、皮膚、大腸粘膜2.NADPH：生物合成：脂肪酸（肝臟、乳腺和脂肪組織）、膽固醇和類固醇激素的合成（肝臟、腎上腺和性腺）47（二）為細胞提供還原態(tài)的環(huán)境：NADPH是谷胱甘肽還原酶的輔酶。如視網(wǎng)膜和紅細胞

NADPH+H+NADP+

G-S-S-GGSH（氧化型）（還原