戌糖磷酸途徑和

主要內(nèi)容戌糖磷酸途徑葡萄糖的異生作用乙醛酸循環(huán)戌糖磷酸途徑和糖的其它代謝途徑當(dāng)前1頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑一、戊糖磷酸途徑（HexosMonophosphateShunt，HMS）HMS的發(fā)現(xiàn)：1、用碘乙酸和氟化物抑制糖酵解（磷酸甘油醛脫氫酶）發(fā)現(xiàn)葡萄糖的消耗并不因此而受影響，證明葡萄糖還有其它的分解途徑2、用14C分別標(biāo)記葡萄糖的C1和C6，然后分別測(cè)定14CO2生成量，發(fā)現(xiàn)C1標(biāo)記的Glc比C6標(biāo)記的葡萄糖更快、更多地生成14CO2，如果糖酵解是唯一的代謝途徑，那么14C1和14C2生成14CO2的速度應(yīng)該相同。當(dāng)前2頁(yè)，總共33頁(yè)。（二）HMS的作用：戊糖磷酸途徑主要是為細(xì)胞提供重要的代謝物－核糖-5-磷酸和NADPH。產(chǎn)生的核糖-5-磷酸主要用于核酸的生物合成；而NADPH主要用于需要還原力的生物合成。戊糖磷酸途徑在乳腺、肝臟等合成脂肪酸、膽固醇的組織最活躍。催化戊糖磷酸途徑的所有酶都存在于胞液中。戌糖磷酸途徑當(dāng)前3頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑（三）HMS的兩個(gè)反應(yīng)階段氧化階段非氧化階段當(dāng)前4頁(yè)，總共33頁(yè)。在氧化反應(yīng)階段中，葡萄糖-6-磷酸轉(zhuǎn)換為五碳核酮糖-5-磷酸，生成NADPH。戌糖磷酸途徑當(dāng)前5頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑

磷酸戊糖途徑氧化階段的第一個(gè)反應(yīng)是，葡萄糖-6-磷酸脫氫轉(zhuǎn)化成6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯，反應(yīng)由葡萄糖-6-磷酸脫氫酶（glucose-6-phosphatedehydrogenase）催化，反應(yīng)中NADP＋被還原生成NADPH。這步反應(yīng)是整個(gè)戊糖磷酸途徑的主要調(diào)節(jié)部位，葡萄糖-6-磷酸脫氫酶受NADPH的別構(gòu)抑制。通過(guò)這一簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)，戊糖磷酸途徑可以自我限制NADPH的生產(chǎn)。當(dāng)前6頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑

氧化階段的第二個(gè)酶是葡萄糖酸內(nèi)酯酶（gluconolactonase），它催化6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯水解生成6-磷酸葡萄糖酸，最后6-磷酸葡萄糖酸在6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶（6-phosphogluconatedehydrogenase）的作用下氧化脫羧生成核酮糖-5-磷酸、CO2和另一分子的NADPH。氧化階段的最重要的功能是提供NADPH。當(dāng)前7頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑戌糖磷酸途徑非氧化階段

Step1

核酮糖-5-磷酸在磷酸戌糖異構(gòu)酶的作用下異構(gòu)成核糖-5-磷酸。核糖-5-磷酸在核苷酸生物合成中是非常重要的底物。當(dāng)前8頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑戌糖磷酸途徑非氧化階段

Step2

核糖-5-磷酸在磷酸戌糖異構(gòu)酶的作用下異構(gòu)成核糖-5-磷酸的差向異構(gòu)體木酮糖-5-磷酸。當(dāng)前9頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑戌糖磷酸途徑非氧化階段

Step3

核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸在轉(zhuǎn)酮酶的作用下生成甘油醛-3-P和C7糖（景天庚酮糖-7-P），甘油醛-3-P也是糖酵解的中間產(chǎn)物。當(dāng)前10頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑戌糖磷酸途徑非氧化階段

Step4

景天庚酮糖-7-P和甘油醛-3-P在轉(zhuǎn)醛酶的作用下生成赤蘚糖-4-P和果糖-6-P，同時(shí)F-6-P也是糖酵解的中間產(chǎn)物。當(dāng)前11頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑戌糖磷酸途徑非氧化階段

Step5

木酮糖-5-P和赤蘚糖-4-P在轉(zhuǎn)酮酶的作用下生成糖酵解的二個(gè)中間產(chǎn)物——甘油醛-3-P和果糖-6P。當(dāng)前12頁(yè)，總共33頁(yè)。

最后生成的果糖-6-P也可在磷酸葡萄糖異構(gòu)酶的作用下生成葡萄糖-6-P。這樣6分子葡萄糖-6-P經(jīng)過(guò)戌糖磷酸途徑后，每分子G-6-P氧化脫羧脫下一分子CO2，最后又生成5分子G-6-P。因此全部反應(yīng)可寫(xiě)成：

6G-6-P+7H2O+12NADP+6CO2+5G–6-P+12NADPH+12H++Pi

戌糖磷酸途徑既不消耗ATP也不產(chǎn)生ATP，6分子

G-6-P經(jīng)該途徑共產(chǎn)生12分子還原型NADPH。戌糖磷酸途徑當(dāng)前13頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑（四）戌糖磷酸途徑的調(diào)控

葡萄糖-6-P脫氫反應(yīng)是不可逆的，生理?xiàng)l件下屬于限速反應(yīng)，是一個(gè)重要的調(diào)控點(diǎn)。最重要的調(diào)控因子是NADP+的水平。形成的NADPH與NADP+競(jìng)爭(zhēng)酶的活性部位從而引起酶活性降低。所以NADP+/NADPH的比值直接影響到G-6-P脫氫酶的活性。大白鼠肝臟細(xì)胞溶膠中NADP+/NADPH=0.014，說(shuō)明只要NADP+濃度稍高于NADPH，即可使酶激活從而保證所產(chǎn)生的NADPH能及時(shí)滿足還原性生物合成及其它方面的需要。當(dāng)前14頁(yè)，總共33頁(yè)。

葡萄糖-6-磷酸的去路，可受到機(jī)體對(duì)NADPH、核糖-5-磷酸和ATP的不同需要而調(diào)節(jié)?？赡苡腥N情況：1、機(jī)體對(duì)核糖-5-磷酸的需要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)對(duì)NADPH的需要，如細(xì)胞減數(shù)分裂時(shí)由其合成核苷酸時(shí)，大量的葡萄糖-6-P通過(guò)糖酵解轉(zhuǎn)變成F-6-P和甘油醛-3-P，同時(shí)轉(zhuǎn)酮酶和轉(zhuǎn)醛酶將2分子F-6-P和1分子甘油醛-3-P通過(guò)反戌糖磷酸途徑轉(zhuǎn)變成3分子核糖-5-磷酸。戌糖磷酸途徑當(dāng)前15頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑2、機(jī)體對(duì)NADPH的需要與對(duì)核糖-5-磷酸的需要處于平衡狀態(tài)。

這時(shí)戌糖磷酸途徑的氧化階段處于優(yōu)勢(shì)。通過(guò)這一階段形成2分子NADPH和1分子核糖-5-P。當(dāng)前16頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑3、機(jī)體對(duì)NADPH的需要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)對(duì)核糖-5-磷酸的需要，大量的葡萄糖-6-P通過(guò)徹底氧化為CO2，如脂肪組織需要NADPH作為還原力合成脂肪酸時(shí)。組織對(duì)NADPH的需要可通過(guò)如下3組反應(yīng)活躍起來(lái)：

A、由戌糖磷酸途徑在氧化階段生成2NADPH和1分子核糖-5-P；B、核糖-5-P由轉(zhuǎn)酮酶和轉(zhuǎn)醛酶轉(zhuǎn)變成F-6-P和甘油醛-3-P；C、F-6-P和甘油醛-3-P通過(guò)葡萄糖異生途徑形成葡萄糖-6-P。當(dāng)前17頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑（五）戌糖磷酸途徑生物學(xué)意義

是細(xì)胞產(chǎn)生還原力NADPH的主要途徑

NADPH在生物體中的主要用途：

脂肪酸、類(lèi)固醇的生物合成；光合作用中戌糖磷酸途徑的部分參加由CO2合成Glc的途徑；核苷酸轉(zhuǎn)變成脫氧核苷酸；保持紅細(xì)胞中谷胱甘肽的還原性；當(dāng)前18頁(yè)，總共33頁(yè)。戌糖磷酸途徑（五）戌糖磷酸途徑生物學(xué)意義

是細(xì)胞內(nèi)不同結(jié)構(gòu)糖分子的重要來(lái)源，并為各種單糖的互相轉(zhuǎn)變提供條件三碳糖、四碳糖、五碳糖、六碳糖及七碳糖等的碳骨架都是細(xì)胞內(nèi)糖類(lèi)不同的結(jié)構(gòu)分子，其中核糖及其衍生物ATP、CoA、NAD+、FAD、RNA、

DNA等都是重要生物分子的組成部分，它們都來(lái)源于戌糖磷酸途徑。當(dāng)前19頁(yè)，總共33頁(yè)。二、葡萄糖的異生作用（gluconeogeneis）葡萄糖的異生作用

葡萄糖的異生（gluconeogenesis）是指以非糖類(lèi)為前體物質(zhì)合成葡萄的過(guò)程。非糖前體物質(zhì)包括：丙酮酸、乳酸、丙酸、甘油、氨基酸等。葡萄糖異生的器官：肝臟、腎臟。當(dāng)前20頁(yè)，總共33頁(yè)。糖異生糖酵解凈產(chǎn)生2ATP2NADH凈消耗2ATP+2GTP2NADH當(dāng)前21頁(yè)，總共33頁(yè)。葡萄糖的異生作用糖異生途徑中與酵解途徑不同的三個(gè)主要迂回措施Step1—丙酮酸在丙酮酸羧化酶下羧化形成草酰乙酸，繼而草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶下形成磷酸烯醇式丙酮酸。當(dāng)前22頁(yè)，總共33頁(yè)。葡萄糖的異生作用丙酮酸在丙酮酸羧化酶催化下羧化形成草酰乙酸當(dāng)前23頁(yè)，總共33頁(yè)。葡萄糖的異生作用草酰乙酸在磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶催化下形成磷酸烯醇式丙酮酸。當(dāng)前24頁(yè)，總共33頁(yè)。注意：丙酮酸羧化酶是線粒體酶，而其它酶是細(xì)胞溶膠酶，因此形成的草酰乙酸必需穿梭到細(xì)胞溶膠內(nèi)才能磷酸化成PEP，但草酰乙酸不能直接穿過(guò)線粒體膜，它必需通過(guò)形成蘋(píng)果酸的途徑穿過(guò)線粒體膜，再氧化成草酰乙酸。葡萄糖的異生作用當(dāng)前25頁(yè)，總共33頁(yè)。葡萄糖的異生作用Step2—果糖-1,6-二磷酸在果糖-1,6-二磷酸酶催化下水解生成果糖-6-磷酸。Fructose6-phosphateFructose1,6-bisphosphatePhosphofructokinase1(PFK1)Fructose1,6bisphosphatase當(dāng)前26頁(yè)，總共33頁(yè)。葡萄糖的異生作用Step3—葡萄糖-6-磷酸在葡萄糖-6-磷酸酶催化下水解生成葡萄糖。GlucoseGlucose6-phosphateGlucokinaseGlucose6-phosphatase(onlyfoundintheliver)KM=10mMKM=3mM在大腦和肌肉中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，因此不能利用葡萄糖-6-磷酸形成葡萄糖，只能由肝臟將其水解成葡萄糖，再進(jìn)入血液，維持血液中葡萄糖濃度穩(wěn)定。當(dāng)前27頁(yè)，總共33頁(yè)。葡萄糖的異生作用從以上過(guò)程可以看出，糖異生是個(gè)需能過(guò)程，由兩分子丙酮酸合成一分子葡萄糖需要4分子ATP和2分子GTP，同時(shí)還需要兩分子NADH，糖異生總反應(yīng)方程式為：2丙酮酸＋4ATP＋2GTP＋2NADH＋2H+＋6H2O-----→葡萄糖＋4ADP＋2GDP＋6Pi＋2NAD+當(dāng)前28頁(yè)，總共33頁(yè)。葡萄糖的異生作用TheCoricycle當(dāng)前29頁(yè)，總共33頁(yè)。葡萄糖的異生作用當(dāng)前30頁(yè)，總共33頁(yè)。三、乙醛酸循環(huán)（glyoxylatecycle）乙醛酸循環(huán)

只存在于植物和微生物中。乙醛酸循環(huán)中的酶既有存于線粒體，也有存在于乙醛酸循環(huán)體（glyoxysome）中。特別是異檸檬酸裂合酶和蘋(píng)果酸合酶只存于乙醛酸循環(huán)體。當(dāng)前31頁(yè)，總共33頁(yè)。當(dāng)前32頁(yè)，總共33頁(yè)