磷酸戊糖途徑

1、磷酸戊糖途徑,在組織中添加酵解抑制劑碘乙酸（抑制3-P-甘油醛脫氫酶）或氟化物（抑制烯醇化酶）等，葡萄糖仍可被消耗；并且C1更容易氧化成CO2；發(fā)現(xiàn)了6-P-葡萄糖脫氫酶和6-P-葡萄糖酸脫氫酶及NADP+；發(fā)現(xiàn)了五碳糖、六碳糖和七碳糖；說明葡萄糖還有其他代謝途徑（1931-1951）。 1953年闡述了磷酸戊糖途徑（pentose phosphate pathway)，PPP途徑，也叫磷酸己糖支路；亦稱戊糖磷酸循環(huán)；亦稱Warburg-Dickens戊糖磷酸途徑。 PPP途徑廣泛存在動(dòng)、植物細(xì)胞內(nèi)，在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。,磷酸戊糖途徑,一、磷酸戊糖途徑的反應(yīng)歷程 二、磷酸戊糖途徑的意義 三、磷酸戊

2、糖途徑調(diào)控,6-P葡萄 糖脫氫酶,6-P葡萄糖 酸內(nèi)酯酶,6-P葡萄糖 酸脫氫酶,H20,NADP+,NADPH +H+,NADP+,NADPH +H+,CO2,6-P葡萄糖酸內(nèi)酯,6-P葡萄糖酸,5-P-核酮糖,6-P葡萄糖,葡萄糖的氧化脫羧階段 6-P葡萄糖+NADP+ 6-P葡萄糖酸內(nèi)酯+ NADPH+H+ 6-P葡萄糖酸內(nèi)酯 6-P葡萄糖酸（容易進(jìn)行） 6-P葡萄糖酸+NADP+ 5-P核酮糖+CO2+NADPH+H+ 本階段總反應(yīng)： 6-P葡萄糖+2NADP+H2O 5-P-核酮糖+CO2+2NADPH+2H+,6-P葡萄糖脫氫酶,6-P葡萄糖酸內(nèi)酯酶,6-P葡萄糖酸脫氫酶,H20,

3、H+, 非氧化的分子重排階段基團(tuán)轉(zhuǎn)移 5-P-核酮糖 5-P核糖 5-P核酮糖 5-P木酮糖（轉(zhuǎn)酮酶的底物、連接EMP） 5-P木酮糖+5-P核糖 7-P景天庚酮糖+3-P甘油醛 7-P景天庚酮糖+3-P甘油醛 6-P果糖+4-P赤蘚糖 5-P木酮糖+4-P赤蘚糖 6-P果糖+ 3-P甘油醛 本階段總反應(yīng)： 35-P核酮糖 26-P果糖 + 13-P甘油醛 65-P核酮糖 46-P果糖 + 23-P甘油醛,P戊糖異構(gòu)酶,P戊糖表異構(gòu)酶,轉(zhuǎn)酮酶,轉(zhuǎn)醛酶,轉(zhuǎn)酮酶,65-P核酮糖 46-P果糖 + 23-P甘油醛 65-P核酮糖+H2O 56-P葡萄糖+Pi (非氧化階段) 6-P葡萄糖+2NADP

4、+H2O 5-P核酮糖+CO2+2NADPH+2H+ (氧化階段) 總反應(yīng)： 66-P葡萄糖+12NADP+7H2O 6CO2+12NADPH+12H+Pi+ 56-P葡萄糖,其中1分子轉(zhuǎn)變?yōu)?P-二羥丙酮,1，6-二P果糖,1X6-P果糖,醛羧酶,二P果糖酯酶,H2O,Pi,56-P葡萄糖,表明1個(gè)6-P葡萄糖經(jīng)6次循環(huán)被徹底氧化為6個(gè)CO2,故反應(yīng)帶有循環(huán)機(jī)制,二、磷酸戊糖途徑的意義 1、產(chǎn)生大量的NADPH，為細(xì)胞的各種合成反應(yīng)提供還原劑（力），比如參與脂肪酸和固醇類物質(zhì)的合成。 2、在紅細(xì)胞中保證谷胱甘肽的還原狀態(tài)。（防止膜脂過氧化； 維持血紅素中的Fe2+;）（6-P-葡萄糖脫氫酶遺

5、傳缺陷癥貧血?。?3、該途徑的中間產(chǎn)物為許多物質(zhì)的合成提供原料，如： 5-P-核糖 核苷酸 4-P-赤蘚糖 芳香族氨基酸 4、非氧化重排階段的一系列中間產(chǎn)物及酶類與光合作用中卡爾文循環(huán)的大多數(shù)中間產(chǎn)物和酶相同，因而磷酸戊糖途徑可與光合作用聯(lián)系起來，并實(shí)現(xiàn)某些單糖間的互變。,5、PPP途徑是由葡萄糖直接氧化起始的可單獨(dú)進(jìn)行氧化分解的途徑。因此可以和EMP、TCA相互補(bǔ)充、相互配合，增加機(jī)體的適應(yīng)能力。,三、磷酸戊糖途徑的調(diào)控 磷酸戊糖途徑的速度主要受生物合成時(shí)NADPH的需要所調(diào)節(jié)。 NADPH反饋抑制 6-P-葡萄糖脫氫酶的活性。,第三節(jié) 糖元的合成與分解,一 、糖元的合成作用（自學(xué)） 二、糖

6、元的分解作用（自學(xué)）,三、糖異生 （一）概念 由丙酮酸、草酰乙酸、乳酸等非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變 成葡萄糖的過程稱為糖異生。 糖異生研究中最直接的證據(jù)來自動(dòng)物實(shí)驗(yàn)：大鼠禁食24小時(shí)，肝中糖原從7%-1%，若喂乳酸、丙酮酸等糖原的量會(huì)增加。,1、克服糖酵解的三步不可逆反應(yīng)。 2、糖酵解在細(xì)胞液中進(jìn)行，糖異生則分別在線粒體和細(xì)胞液中進(jìn)行。,糖異生途徑的大部分反應(yīng)與糖酵解的逆反應(yīng)相同，但有兩方面不同：,（二）、糖異生的途徑,葡萄糖,6-P葡萄糖,6-P果糖,1，6-二P果糖,3-磷酸甘油醛,P-二羥丙酮,1，3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,PEP,丙酮酸,二磷酸果糖酶,6-P葡萄糖磷酸酶,丙酮

7、酸羧化酶,丙酮酸激酶,己糖激酶,磷酸果糖激酶,糖酵解途徑,糖異生途徑,丙酮酸,草酰乙酸（不能跨越 線粒體膜）,C2O+ATP+H2O,ADP+Pi,丙酮酸羧化酶,丙酮酸,蘋果酸,蘋果酸,草酰乙酸,草酰乙酸,PEP,GTP,GDP+C2O,PEP羧化激酶,1、丙酮酸 PEP,胞液,線粒體,NADH+H+,NADH+H+,2、1，6-二磷酸果糖 6-磷酸果糖 1，6-二磷酸果糖+H2O 6-磷酸果糖+Pi 3、6-磷酸葡萄糖 葡萄糖 6-磷酸葡萄糖+H2O 葡萄糖+Pi,二磷酸果糖酶,6-P葡萄糖磷酸酶,葡萄糖,6-P葡萄糖,6-P果糖,1，6-二P果糖,3-磷酸甘油醛,P-二羥丙酮,1，3-二磷

8、酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,PEP,丙酮酸,大多數(shù)氨基酸,乳酸,Cori循環(huán),TCA的中間產(chǎn)物,糖異生途徑及其前體,草酰乙酸,反芻動(dòng)物體內(nèi)乙酸、丙酸 丁酸,琥珀酰C0A,葡萄糖,6-P葡萄糖,6-P果糖,1，6-二P果糖,3-磷酸甘油醛,P-二羥丙酮,2X1，3-二磷酸甘油酸,2X3-磷酸甘油酸,2X2-磷酸甘油酸,2XPEP,2丙酮酸,糖異生的能量計(jì)算？,消耗2ATP+2GTP,消耗2ATP,2NADH+2H,（三）、糖異生途徑的意義,葡萄糖異生對(duì)人類以及其他動(dòng)物是絕對(duì)需要的途徑：人腦對(duì)葡萄糖有高度依賴性。紅細(xì)胞也需要葡萄糖。尤其在饑餓狀態(tài)下葡萄糖異生尤為重要；在機(jī)體處在劇烈運(yùn)

9、動(dòng)時(shí)，也需要非糖物質(zhì)及時(shí)提供葡萄糖，以維持血糖水平。 補(bǔ)充肝糖原 調(diào)節(jié)酸堿平衡 當(dāng)油料種子萌發(fā)時(shí)，脂肪酸經(jīng)乙酰CoA通過乙醛酸循環(huán)合成琥珀酸 TCA循環(huán) 糖異生,葡萄糖,供種子萌發(fā)使用,（四）、葡萄糖異生作用的調(diào)節(jié)（P218）,糖酵解作用 6-P果糖 糖異生作用,磷酸果糖激酶,果糖1.6-二磷酸酶,1、6-二磷酸果糖,PEP,丙酮酸,草酰乙酸,丙酮酸激酶,丙酮酸羧化酶,PEP羧激酶,G F-2、6BP AMP ATP 檸檬酸 H+,活化,抑制,F-1、6BP活化 ATP ALa,抑制,F-2、6BP AMP,檸檬酸活化,抑制,ADP抑制,乙酰CoA活化 ADP抑制,糖異生與糖酵解作用的相互調(diào)節(jié)

10、：,1、磷酸果糖激酶（PFK）和果糖-1、6-二磷酸酶的調(diào)節(jié)： 當(dāng)AMP水平高時(shí)，表明需要ATP， PFK激活，增加糖酵解，由于果糖-1、6-二磷酸酶受抑制，則糖異生關(guān)閉。當(dāng)ATP和檸檬酸水平高時(shí)， PFK受抑制，降低糖酵解的速率，檸檬酸增加果糖-1、6-二磷酸酶活性，從而增加糖異生速率。 當(dāng)饑餓時(shí)，由于血糖水平低，激素胰高血糖素釋放，引起cAMP的級(jí)聯(lián)作用， 使酶蛋白磷酸化（FBPase2活化），降低F-2、6-BP；當(dāng)進(jìn)食時(shí)，血糖水平較高，激素胰島素釋放，使F-2、6-BP增加，激活PFK，加速酵解；同時(shí)F-2、6-BP的增加抑制果糖-1、6-二磷酸酶活性，使糖異生作用受抑制。,2、丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶和PEP羧激酶的調(diào)節(jié)： 高水平的ATP和Ala抑制丙酮酸激酶，從而抑制糖酵解；由于該情況下乙酰CoA亦是充裕的，則活化丙酮酸羧化酶，有助于糖異生的進(jìn)行。反之，在細(xì)胞供能狀態(tài)較低時(shí)，ADP水平較高，則抑制丙酮酸羧化酶和PEP羧