生化所有的課件new第25章戊糖磷酸途徑

1、葡萄糖的氧化途徑C6H12O6無(wú)氧有氧2乳酸2乙醇+2CO22ATP6H2O6CO2哪幾步形成？整個(gè)氧化過(guò)程中傳遞幾對(duì)還原氫？NADHNADH3NADHFADH228ATP2ATP+2GTP第25章 戊糖磷酸途徑和糖的其他代謝途徑途徑 步驟能量物質(zhì)底物水平磷酸化氧化磷酸化ATP數(shù)小計(jì)糖酵解葡萄糖 G-6-P-ATP-157F-6-P F-1,6-2P-ATP-13-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸+2NADH351,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸+2ATP+2PEP 烯醇式丙酮酸+2ATP+2丙酮酸氧化丙酮酸乙酰CoA+2NADH+55三羧酸循環(huán)異檸檬酸草酰琥珀酸+2NADH+520a-酮戊

2、二酸琥珀酰CoA+2NADH+5琥珀酰CoA 琥珀酸2GTP+2琥珀酸延胡索酸+2FADH2+3蘋(píng)果酸草酰乙酸+2NADH+5一、戊糖磷酸途徑二、糖異生途徑三、乙醛酸途徑戊糖磷酸途徑葡萄糖能量物質(zhì)ATP戊糖NADPH快速分裂的細(xì)胞（骨髓細(xì)胞、皮膚細(xì)胞和小腸粘膜細(xì)胞）還原性生物合成（肝臟、脂肪組織）消除氧自由基的損傷作用（紅細(xì)胞、晶狀體）戊糖磷酸途徑的概況磷酸戊糖途徑(pentose phosphate pathway，HMS)是指從G-6-P脫氫反應(yīng)開(kāi)始，經(jīng)一系列代謝反應(yīng)生成磷酸戊糖等中間代謝物，然后再重新進(jìn)入糖氧化分解代謝途徑的一條旁路代謝途徑。磷酸戊糖途徑(pentose phosphat

3、e pathway)核心反應(yīng)式：6G-6-P 6CO2+4F-6-P+2*3-磷酸甘油醛+12NADPH。磷酸戊糖途徑(pentose phosphate pathway) 總反應(yīng)式： G-6-P + 12NADP+ + 7H2O 6CO2 + 12NADPH + 12H+ + H3PO4 整個(gè)代謝途徑在胞液(cytoplasm)中進(jìn)行。戊糖磷酸途徑8步可分為二個(gè)階段： 第一階段是氧化階段（3）。 每脫羧一次，可得2個(gè)NADPH磷酸戊糖途徑的氧化脫羧階段NADP+ NADPH+H+ H2O NADPH+H+NADP+5-磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖酸CO26-磷酸

4、葡萄糖 脫氫酶內(nèi)酯酶6-磷酸葡萄糖酸 脫氫酶圍繞C1進(jìn)行兩步脫氫一步脫羧6-磷酸葡萄糖 脫氫酶限速酶不可逆反應(yīng)回憶一下EMP和TCA的限速酶是什么？氧化階段總結(jié)第一階段： G-6-PRu-5-P，包括3步反應(yīng)脫氫，水解，脫氫脫羧（氧化脫羧），產(chǎn)生了NADPH（2分子NADPH/1分子Ru-5-P）。Ru：Ribulose 核酮糖G：Glucose 葡萄糖 第二階段是非氧化階段（5）。異構(gòu)（2）、 基團(tuán)轉(zhuǎn)移（3）轉(zhuǎn)酮、轉(zhuǎn)醛、轉(zhuǎn)酮差向異構(gòu)、酮醛異構(gòu)與前面學(xué)過(guò)的反應(yīng)不同，不是一個(gè)分子的變化，而是一組6個(gè)分子的反應(yīng)非氧化階段（異構(gòu)、基團(tuán)轉(zhuǎn)移）第一階段：異構(gòu)化（4、5）6 Ru-5-P 2 R-5-P

5、4 Xu-5-P6 G-6-P Xu：Xylulose 木酮糖R：Ribose 核糖磷酸戊糖途徑的非氧化階段之一（5-磷酸核酮糖異構(gòu)化）差向異構(gòu)酶異構(gòu)酶5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖5-磷酸核酮糖酮糖醛糖第二階段：基團(tuán)轉(zhuǎn)移（6、7、8）4 Xu-5-P2 R-5-P 2 Xu-5-P2 Xu-5-P轉(zhuǎn)酮、轉(zhuǎn)醛2 Fu-6-P2 E-4-P轉(zhuǎn)酮2 Fu-6-P2 3-P甘油醛6 Ru-5-P Ru核酮糖；Xu木酮；R核糖；Fu ,Fructose果糖；E ,赤鮮糖C4醛糖磷酸戊糖途徑的 非氧化階段之二（基團(tuán)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

6、天庚酮糖2H25-磷酸木酮糖轉(zhuǎn)移2個(gè)C轉(zhuǎn)移3個(gè)C基團(tuán)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-磷酸木酮糖轉(zhuǎn)酮酶底物依然是Xu-5-P依然是轉(zhuǎn)移2個(gè)C基團(tuán)轉(zhuǎn)移產(chǎn)生3C、4C、5C、6C、7C糖的磷酸酯，包括反應(yīng)5，6，7。 有2個(gè)特殊的酶催化 轉(zhuǎn)酮酶、轉(zhuǎn)醛酶6C5 4C6+2C3磷酸戊糖途徑的非氧化分子重排階段6 5-磷酸核酮糖2 5-磷酸核糖2 5-磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛2 7-磷酸景天庚酮糖2 4-磷酸赤蘚丁糖2 6-磷酸果糖2 5-磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛2 6-磷酸果糖轉(zhuǎn)醛酶異構(gòu)酶轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶階段之一階段之二階段之三6G-6-P 6CO2+4F-

7、6-P+2*3-磷酸甘油醛+12NADPH磷酸基團(tuán)一直處于最遠(yuǎn)端，不參與反應(yīng)轉(zhuǎn)變成6-P-G階段基本是糖酵解的逆反應(yīng)2 3-P甘油醛1 6-P-F5 6-P-F5 6-P-G己糖磷酸異構(gòu)酶H2O Pi1,6-二 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3-磷酸甘油醛異構(gòu)、縮合與水解異構(gòu)酶酵解的不可逆反應(yīng)，用酯酶6G-6-P 6CO2+4F-6-P+23-磷酸甘油醛+12NADPHG-6-P + 12NADP+ + 7H2O 6CO2 + 12NADPH + 12H+ + H3PO43、磷酸戊糖途徑的總反應(yīng)式6 G-6-P + 12NADP+ +7 H2O 5 G-6-P + 6

8、CO2 + 12NADPH +12H+4、磷酸戊糖途徑的生理意義產(chǎn)生大量NADPH,主要用于還原（加氫）反應(yīng)，為細(xì)胞提供還原力產(chǎn)生大量的磷酸核糖和其它重要中間產(chǎn)物5、戊糖磷酸途徑代謝的調(diào)節(jié) 戊糖磷酸途徑的調(diào)節(jié)點(diǎn)主要是G-6-P脫氫酶，這是一個(gè)不可逆反應(yīng)，是戊糖磷酸途徑中的限速一步。 NADPH是G-6-P脫氫酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，當(dāng)NADPH/NADP+的比值大于10時(shí)，其抑制作用可達(dá)90%。 二、糖的異生1、糖異生途徑2、糖異生與糖酵解的關(guān)系3、糖異生的調(diào)節(jié)4、總結(jié) 在哺乳動(dòng)物中，糖異生作用主要發(fā)生于肝臟中，其作用是當(dāng)糖原儲(chǔ)存被耗盡時(shí)，給其他器官提供葡萄糖。糖異生(gluconeogenesis

9、) 是指從非糖化合物在相應(yīng)的酶催化下,繞過(guò)糖酵解途徑的三個(gè)不可逆反應(yīng),利用糖酵解途徑其它酶生成葡萄糖的途徑稱(chēng)為糖異生的過(guò)程。* 部位* 原料* 概念 主要在肝、腎細(xì)胞的胞漿及線粒體 主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸1、糖異生途徑 酵解途徑中有3個(gè)由關(guān)鍵酶催化的不可逆反應(yīng)。在糖異生時(shí)，須由另外的反應(yīng)和酶代替。糖異生途徑與酵解途徑大多數(shù)反應(yīng)是共有的、可逆的；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸糖異生途徑(gluconeogen

10、ic pathway)：基本上是糖酵解的逆過(guò)程，但必須克服三個(gè)“能障” 。糖酵解都是在胞漿中，異生途徑怎么還有線粒體呢？ 糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖激酶二磷酸果糖磷酸酯酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖2草酰乙酸PEP羧激酶糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一+ H2O+Pi6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶P6-磷酸葡萄糖H葡萄糖糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之二二磷酸果糖磷酸酯酶+ H2O+ Pi1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖POH2COHOOHHH

11、H糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之三PEP羧激酶ATP+H2O ADP+Pi丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO2線粒體內(nèi)進(jìn)行羧化、脫羧都需能略有不同載體、是否加磷丙酮酸PEP丙酮酸草酰乙酸蘋(píng)果酸蘋(píng)果酸草酰乙酸胞液線粒體乙酰CoAG丙酮酸羧化酶PEP羧激酶 糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮21，3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸第一階段第二階段第三階段葡萄糖激活：葡萄糖的磷酸化裂解：磷酸己糖的裂解氧化：丙酮酸和ATP的生成2ATP2GTP2ATP2NADH2個(gè)丙酮酸

12、合成1個(gè)葡萄糖需要：4ATP、2GTP （6NTP）2NADHThe Cori cycle 糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖激酶二磷酸果糖磷酸酯酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖2草酰乙酸PEP羧激酶乙酰CoA+3、糖酵解和葡萄糖異生的關(guān)系3處不可逆步驟糖異生的4種酶丙酮酸 PEP在胞漿與線粒體的轉(zhuǎn)運(yùn)A G-6-P磷酸酯酶B F-1.6-P磷酸酯酶C1 丙酮酸羧化酶C2 PEP羧激酶（胞液）（線粒體）（PEP）天冬氨酸谷氨酸（轉(zhuǎn)氨基作用）3、糖酵解和葡萄糖異生的關(guān)系糖酵解和糖

13、異生的調(diào)控原理1）進(jìn)行部位：肝臟，少量腎皮質(zhì)2）四個(gè)關(guān)鍵酶: G-6-P磷酸酯酶 F-1.6-P磷酸酯酶 丙酮酸羧化酶 PEP羧激酶3）總反應(yīng)式： 2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+6H2O 葡萄糖+4ADP+2GTP+Pi+2NAD 4、總結(jié)：4）生理意義： （1）使機(jī)體在饑餓狀態(tài)下維持血糖濃度 （2）糖酵解產(chǎn)生的乳酸運(yùn)到肝臟生成葡萄糖，一方面防止酸中毒，另一方面避免能源的浪費(fèi)。乙醛酸循環(huán)的反應(yīng)。由異檸檬酸裂解酶和蘋(píng)果酸合成酶催化的反應(yīng)（紅色）繞過(guò)了三羧酸循環(huán)中從異檸檬酸到蘋(píng)果酸之間的 5個(gè)反應(yīng)。+乙醛酸草酰乙酸檸檬酸異檸檬酸琥珀酸蘋(píng)果酸異檸檬酸裂解酶蘋(píng)果酸合成酶乙酰CoA琥珀酸、乙

14、醛酸和蘋(píng)果酸葡萄糖乙醛酸體(glyoxysome)植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞中沒(méi)有乙醛酸體，無(wú)法將脂肪酸轉(zhuǎn)變?yōu)樘?。植物和微生物有乙醛酸體。 起點(diǎn)乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)1、乙醛酸循環(huán)的生化歷程（5步）3、乙醛酸循環(huán)的生理意義2、乙醛酸循環(huán)總反應(yīng)式及其糖異生的關(guān)系CoASH檸檬酸合成酶順烏頭酸酶乙醛酸循環(huán)反應(yīng)歷程N(yùn)AD +NADH蘋(píng)果酸脫氫酶草酰乙酸 OCH3-CSCoACoASH OCH3-CSCoACOO-CH2CH2COO-琥珀酸異檸檬酸裂解酶蘋(píng)果酸合成酶 O OH-C-C OH乙醛酸兩個(gè)乙酰CoA琥珀酸琥珀酸3）異檸檬酸裂解酶切割異檸檬酸產(chǎn)生乙醛酸和琥珀酸。4）乙醛酸經(jīng)蘋(píng)果酸合成酶催化，在水的存在下接

15、受乙酰輔酶A的乙酸。5）蘋(píng)果酸在蘋(píng)果酸脫氫酶的催化下再脫氫生成草酰乙酸。盡管這個(gè)反應(yīng)，以及檸檬酸合成酶和順烏頭酸酶的反應(yīng)，與三羧酸循環(huán)反應(yīng)一樣，但這三個(gè)在乙醛酸循環(huán)中的酶是三羧酸循環(huán)酶的同工酶。這些同工酶存在于植物的乙醛酸循環(huán)體中，只在乙醛酸循環(huán)中起作用。乙醛酸循環(huán)的總反應(yīng)：2乙酰CoA + NAD+ + 2H2O 琥珀酸 + 2CoASH + NADH + 2H+乙醛酸循環(huán)總反應(yīng)式及其與糖異生的關(guān)系2乙酰 CoA + NAD+ 琥珀酸+ 2CoASH + NADH + H+草酰乙酸糖異生FADH2，NADH草酰乙酸繼續(xù)進(jìn)入TCA循環(huán)或者轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)，在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEP carb

16、oxykinase)催化下脫羧生成磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，PEP再通過(guò)糖酵解的逆轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?6-磷酸并形成葡萄糖。生理學(xué)意義1.乙醛酸循環(huán)和三羧酸循環(huán)中存在著某些相同的酶類(lèi)和中間產(chǎn)物。但是，它們是兩條不同的代謝途徑。乙醛酸循環(huán)是在乙醛酸體中進(jìn)行的，是與脂肪轉(zhuǎn)化為糖密切相關(guān)的反應(yīng)過(guò)程。而三羧酸循環(huán)是在線粒體中完成的，是與糖的徹底氧化脫羧密切相關(guān)的反應(yīng)過(guò)程。 2.油料植物種子發(fā)芽時(shí)把脂肪轉(zhuǎn)化為碳水化合物是通過(guò)乙醛酸循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)過(guò)程依賴于線粒體、乙醛酸體及細(xì)胞質(zhì)的協(xié)同作用。 EMP途徑10葡萄糖2丙酮酸2NADH2ATP關(guān)鍵酶？3個(gè)激酶丙酮酸乙酰CoA丙酮酸脫氫酶復(fù)合體TCA循環(huán)8乙

17、酰CoA2CO21NADH3NADH1FADH1ATP關(guān)鍵酶？3個(gè)酶1個(gè)合酶2個(gè)脫氫酶EMP 糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮21，3-二磷酸甘油酸23-磷酸甘油酸22-磷酸甘油酸2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸第一階段第二階段第三階段葡萄糖HMP86CO212NADPHG-6-P脫氫酶糖異生2NADH6NTP4個(gè)酶乙酰CoA乙醛酸乙酰CoATCA循環(huán)乙醛酸循環(huán)NADH糖原葡萄糖磷酸化酶其它單糖糖原合酶2NTP糖原分解4糖原合成5共價(jià)修飾調(diào)節(jié)主要反應(yīng)過(guò)程遞氫體生成ATP數(shù)葡萄糖6-磷酸葡萄糖-1-磷酸葡萄糖1,6-二磷酸果糖-13-磷酸

18、甘油醛1,3-二磷酸甘油酸NAD+2.52(1.52)1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸12磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸12丙酮酸乙酰CoANAD+2.52異檸檬酸-酮戊二酸NAD+2.52-酮戊二酸琥珀酰CoANAD+2.52琥珀酰CoA琥珀酸12琥珀酸延胡索FAD+1.52蘋(píng)果酸草酰乙酸NAD+2.52合計(jì)32(或30)底物水平磷酸化底物水平磷酸化底物水平磷酸化耗能反應(yīng)耗能反應(yīng)一、填空題 1.體內(nèi)糖原降解選用_方式切斷-1，4-糖苷鍵，選用_方式切斷-1，6-糖苷鍵。對(duì)應(yīng)的酶分別是_和_。 2.葡萄糖在無(wú)氧條件下氧化、并產(chǎn)生能量的過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)，也叫_途徑。實(shí)際上葡萄糖有氧分解的前十步反應(yīng)也與之相同。

19、 3._酶催化的反應(yīng)是EMP途徑中的第一個(gè)氧化反應(yīng)。_分子中的磷酸基轉(zhuǎn)移給ADP生成ATP，是EMP途徑中的第一個(gè)產(chǎn)生ATP的反應(yīng)。 4.丙酮酸脫氫酶系位于_上，它所催化的丙酮酸氧化脫羧是葡萄糖代謝中第一個(gè)產(chǎn)生_的反應(yīng)。 5.TCA循環(huán)中有二次脫羧反應(yīng)，分別是由_和_催化。脫去的CO2中的C原子分別來(lái)自于草酰乙酸中的_和_。 6.糖酵解產(chǎn)生的必需依靠_系統(tǒng)或_系統(tǒng)才能進(jìn)入線粒體，分別轉(zhuǎn)變?yōu)榫€粒體中的_和_。 7.通過(guò)戊糖磷酸途徑可以產(chǎn)生_，_和_這些重要化合物。二、是非題 1. 葡萄糖激酶對(duì)葡萄糖的專(zhuān)一性強(qiáng)，親和力高，主要在肝臟用于糖原合成。 2. ATP是果糖磷酸激酶(PFK)的別構(gòu)抑制劑。 3. 肝臟果糖磷酸激酶(PFK)還受到F-2，6-dip的抑制。 4. 糖原合酶受磷酸化的共價(jià)修飾，在相應(yīng)的蛋白激酶作用下掛上磷酸基團(tuán)后降低活性。 5. 沿糖酵解途徑簡(jiǎn)單