磷酸戊糖途徑和糖的其他代謝途徑

第二十五章

磷酸戊糖途徑和糖的

其他代謝途徑一、戊糖磷酸途徑

（pentosephosphatepathway）

磷酸己糖支路

己糖單磷酸途徑

戊糖支路

戊糖磷酸循環(huán)

糖酵解有氧氧化細胞內(nèi)糖的其他分解途徑∽分解代謝支路/旁路糖在體內(nèi)的主要分解途徑戊糖磷酸途徑磷酸戊糖為代表性中間產(chǎn)物糖酵解在磷酸己糖處分支（一）磷酸戊糖途徑的發(fā)現(xiàn)1、碘乙酸和氟化物不能完全抑制G的利用2、存在葡萄糖-6-磷酸脫氫酶葡萄糖酸-6-磷酸脫氫酶其他磷酸化五碳、六碳、七碳糖NADP+為其輔酶NADPH22CO磷酸戊糖途徑細胞質(zhì)中（二）磷酸戊糖途徑的主要反應5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖6-磷酸葡萄糖糖酵解6-磷酸葡萄糖酸NADP+NADPH+H+5-磷酸核酮糖NADP+NADPH+H+CO27-磷酸景天庚酮糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖4-磷酸赤蘚糖3-磷酸甘油醛

氧化階段(脫碳產(chǎn)能)非氧化階段(重組)2NADPH生物氧化O25ATP+2H2O6-磷酸果糖

氧化階段(脫碳產(chǎn)能)6-磷酸葡萄糖脫氫酶6-磷酸葡萄糖酸δ內(nèi)酯6-磷酸葡萄糖水解Looksfamiliar?6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶5-磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖酸5-磷酸核糖Glucose-6-phosphate

2NADP+H2O

ribose-5-phosphate

2NADPH+2H+CO2

核苷酸合成的前體從五C糖重新生成6C糖非氧化階段(重組)5-磷酸木酮糖轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)酮酶轉(zhuǎn)醛酶twosimilarreactionsinglycolysis：6-P-G6-P-F；3-P-甘油酸

2-P-甘油酸核酮糖5-磷酸木酮糖5-磷酸差向異構(gòu)酶酶作用TPPhelpsthetwo-carbontransferringintransketolase（轉(zhuǎn)酮醇酶）TPPDonor(ketose)Acceptor(aldose)pyruvatedecarboxylase可逆反應Athree-carbonunitistransferredfromaketosetoanaldosewithoutbeinghelpedbycofactorsDonorAcceptor(ketose)(aldose)景天庚酮糖赤蘚糖轉(zhuǎn)醛酶Thesecondreactioncatalyzedbytransketolaseinconvertingsixribulose5-PtofiveGlc6-P.TPP轉(zhuǎn)酮酶Donor(ketose)Acceptor(aldose)（三）戊糖磷酸途徑反應速度的調(diào)控1、氧化階段兩步反應都是不可逆的2、NADPH與NADP+競爭葡萄糖-6-磷酸脫氫酶葡萄糖酸-6-磷酸脫氫酶上的結(jié)合位點---產(chǎn)物抑制

受NADP+/

NADPH的調(diào)節(jié)3、戊糖磷酸途徑

——為機體提供5-磷酸核糖和NADPH（1）機體需要5-磷酸核糖＞＞NADPH

G-6-PF-6-PF-1,6-二磷酸甘油醛-3-P

F-6-P和甘油醛-3-P轉(zhuǎn)為5-磷酸核糖

耗ATP糖酵解可逆反應（2）機體對5-磷酸核糖和NADPH需求相當磷酸戊糖途徑的氧化階段占優(yōu)勢（3）機體對NADPH的需求＞＞

5-磷酸核糖

G徹底分解產(chǎn)生足夠的NADPH。6(6-磷酸葡萄糖)+6O2

6(5-磷酸核酮糖)+6CO2+6H2O+30ATP每循環(huán)一次，生成2個NADPH+H+/6分子ATP1分子G循環(huán)6次完全分解，產(chǎn)生30個ATP葡萄糖活化為G-6-P，消耗1個ATP葡萄糖+O2

6CO2+6H2O+29ATP（四）戊糖磷酸途徑的生物意義（1）NADPH為許多物質(zhì)的合成提供還原力（2）是聯(lián)系戊糖代謝的途徑（3）產(chǎn)能（29ATP）—不通過糖酵解（4）維護紅細胞及含巰基蛋白的正常功能（5）磷酸核糖用于DNA、RNA的合成木酮糖參與光合作用固定CO2

各種單糖用于合成各類多糖

CO----NH-CH-CO--NH-CH2-COOH

（

CH2）3CH2

HCNH2SH

COOH

還原型谷胱甘肽

Glu------Cys------GlySH還原型谷胱甘肽

Glu------Cys------GlyS

S氧化型谷胱甘肽

Glu-------Cys------GlyGSSG+NADPH+H+2GSH+NADP+

（一）葡萄糖異生（Gluconeogenesis）

——以非糖物質(zhì)為前體合成葡萄糖機體先消耗葡萄糖然后消耗糖原糖異生維持血糖穩(wěn)定二、糖的其他代謝途徑1、糖異生途徑部位：肝臟（線粒體、細胞質(zhì)）

克服糖酵解中3個不可逆步驟第一步：丙酮酸PEPConversionofPyruvateintoPhosphoenolpyruvate

線粒體基質(zhì)乙酰CoA別構(gòu)激活劑草酰乙酸不能通過線粒體內(nèi)膜草酰乙酸天冬氨酸（穿膜）草酰乙酸草酰乙酸蘋果酸（穿膜）草酰乙酸線粒體胞液谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶線粒體胞液蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶丙酮酸+ATP+GTP+HCO3-PEP+ADP+GDP+Pi+H++CO2

細胞質(zhì)（或線粒體中）PEP羧激酶羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸逆行至1，6-二磷酸果糖第2步水解酶催化P6-磷酸果糖PP1，6-二磷酸果糖水解酶水解作用第3步丙酮酸通過糖異生形成一個G，消耗多少個ATP？

2丙酮酸葡萄糖2丙酮酸2PEP：2ATP×2=423-P-甘油酸21,3-BP-甘油酸：1×2=2共計6分子ATP哪些物質(zhì)可以通過糖異生途徑形成糖元？凡能轉(zhuǎn)變成糖代謝中間產(chǎn)物的物質(zhì)1、乳酸回爐再造－解毒、節(jié)能2、饑餓狀態(tài)下氨基酸、甘油維持血糖濃度機體先消耗葡萄糖然后消耗糖原糖異生維持血糖穩(wěn)定纖維素有機酸微生物發(fā)酵糖異生葡萄糖糖原

2、糖異生的生理意義（1）饑餓狀態(tài)下維持血糖濃度恒定（2）調(diào)節(jié)酸堿平衡（3）回收乳酸分子中的能量

葡萄糖產(chǎn)生的乳酸轉(zhuǎn)運至肝經(jīng)糖異生作用生成葡萄糖，轉(zhuǎn)運至肌肉組織加以利用，這一過程稱為乳酸循環(huán)（Cori循環(huán)）。

酵解血循環(huán)乳酸循環(huán)（Cori循環(huán)）肌肉肝G丙酮酸乳酸糖酵解NADH+H+NAD+乳酸乳酸丙酮酸GNAD+NADH+H+G糖異生血液乳酸循環(huán)是肝和肌肉組織中酶特點所致

生理意義：避免損失乳酸；防止酸中毒乳酸循環(huán)是耗能的過程，2分子乳酸異生為葡萄糖需消耗6分子ATP。3、糖異生作用的調(diào)節(jié)

糖異生與糖酵解相互協(xié)調(diào)（1）

高濃度6-P-G

抑制己糖激酶、活化磷酸酶抑制糖酵解、促進糖異生己糖激酶6-P-GG6-P-GG磷酸酶（2）6-P-F1，6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶-11，6-二磷酸果糖6-P-F二磷酸果糖磷酸酶-1檸檬酸抑制磷酸果糖激酶，活化磷酸酶，抑制糖酵解；2，6-二磷酸果糖促進葡萄糖分解，抑制糖異生；胰高血糖素使磷酸果糖激酶-2（PFK-2）磷酸化失活，促進糖異生6-P-F2，6-二磷酸果糖磷酸果糖激酶-2二磷酸果糖磷酸酶-2磷酸果糖激酶-2二磷酸果糖磷酸酶-2同一條肽鏈Ser-OH磷酸化：激活磷酸酶、抑制激酶2，6-二磷酸果糖是PFK-1的激活劑、促進酵解（3）PEP丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸PEP丙酮酸羧化酶PEP羧激酶乙酰CoA刺激丙酮酸羧化酶活性，促進糖異生；ADP刺激酵解，抑制丙酮酸羧化酶；ATP抑制丙酮酸激酶（酵解），促進糖異生底物循環(huán)（substratecycle）

作用物的互變反應分別由不同的酶催化其單向反應，這種互變循環(huán)稱之為底物循環(huán)。當兩種酶活性相等時，則不能將代謝向前推進，稱之為無效循環(huán)（FutileCycles）。第一個底物循環(huán)：己糖激酶G-6-P磷酸酶G-6-P

葡萄糖第二個底物循環(huán)：

2，6-雙磷酸果糖的水平是肝內(nèi)調(diào)節(jié)糖的分解或糖異生反應方向的主要信號第三個底物循環(huán)：葡萄糖在UDP-葡萄糖-焦磷酸化酶的作用下，形成UDP-G。其他糖同樣。UDP-糖為糖的活化形式。糖核苷酸（二）乳糖的合成與分解為酶提供非共價結(jié)合的位點NDP糖焦磷酸化酶釋放大量能量乳糖由半乳糖和葡萄糖以β糖苷鍵相連半乳糖半乳糖激酶半乳糖-1-磷酸半乳糖-1-磷酸尿苷酰轉(zhuǎn)移酶UDP-G尿嘧啶核苷二磷酸--半乳糖G-1-PUDP半乳糖在乳腺組織中，半乳糖基轉(zhuǎn)移酶與α-乳清蛋白結(jié)合（乳糖合酶），將UDP-半乳糖轉(zhuǎn)給D-葡萄糖，形成乳糖。UDP-半乳糖非乳腺組織中，在半乳糖基轉(zhuǎn)移酶的作用下，將UDP-半乳糖轉(zhuǎn)給N-乙酰-D葡萄糖胺以G為半乳糖基受體×乳糖（酶活性?。︰DP-半乳糖D-半乳糖-N-乙酰-D葡萄糖胺糖蛋白半乳糖基轉(zhuǎn)移酶N-乙酰-D葡萄糖胺2、乳糖的分解腸上皮細胞外表面有雙糖水解酶微生物分泌β-半乳糖苷酶乳糖

半乳糖+葡萄糖β-半乳糖苷酶（微生物）乳糖水解酶3、乳糖不耐癥lactoseintolerant（）

小腸細胞乳糖酶活性大部分/全部消失4、細菌的乳糖操縱子（代謝調(diào)控）（三）糖蛋白的生物合成寡糖對多肽鏈的加工糖基供體受體糖基轉(zhuǎn)移酶（活化糖基）活化形式核苷二磷酸：UDP-長醇焦磷酸：DPP-第一個糖基受體：特定AA殘基糖鏈延伸時為新接上的糖基長醇1、寡糖與多肽鏈的連接類型①N-連接型寡糖（N-連寡糖,N-糖肽鍵）N乙酰葡萄糖胺Asn-X-SerAsn-X-ThrX≠Pro分布于膜蛋白、血漿蛋白五糖核心（天線）GlcNAcGlcNAcManManMan甘露糖高甘露糖型雜合型

復雜型（唾液酸）②O-連接型寡糖（O-連寡糖,O-糖肽鍵）N乙酰半乳糖胺膠原蛋白中半乳糖與5-羥賴氨酸形成0糖肽鍵植物糖蛋白阿拉伯糖與羥脯氨酸形成0糖肽鍵filleddiamond=sialicacid(NANA)linkagetoproteinGl