磷酸戊糖途径.pptx

磷酸戊糖途径一、磷酸戊糖途径得概念一、磷酸戊糖途径得概念 从葡萄糖从葡萄糖-6-6-磷酸开始磷酸开始,在在6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成催化下形成6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸,进而代谢生成以磷酸进而代谢生成以磷酸戊糖为中间代谢物得过程戊糖为中间代谢物得过程,称为磷酸戊糖途径。称为磷酸戊糖途径。66葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸+12 NADPNADP+55果糖果糖-6-磷酸磷酸+12(NADPH+HNADPH+H+)+6CO6CO2 2 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径(phosphopentose pathway,PPP)又称磷酸已糖旁路又称磷酸已糖旁路(hexose monophosphate shunt,HMP)或或Warburg-Dikens途径。途径。二、磷酸戊糖途径得过程二、磷酸戊糖途径得过程第一阶段第一阶段(氧化阶段氧化阶段):):6 6分子得葡萄糖分子得葡萄糖-6-6磷酸经脱氢、水合、氧化脱磷酸经脱氢、水合、氧化脱羧生成羧生成6 6分子核酮糖分子核酮糖-5-5磷酸、磷酸、12NADPH12NADPH和和6CO6CO2 2第二阶段第二阶段(非氧化阶段非氧化阶段):):6 6分子核酮糖分子核酮糖-5-5磷酸经一系列基团转移反应异磷酸经一系列基团转移反应异构成构成5 5分子葡萄糖分子葡萄糖-6-6磷酸回到下一个循环。磷酸回到下一个循环。(1)葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸 转变为转变为6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯NADP+NADPH+H+葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸glucose 6-phosphateglucose 6-phosphate6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯6-phosphoglucono-lactone6-phosphoglucono-lactone6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶glucose 6-phosphate glucose 6-phosphate dehydrogenase(G6PD)dehydrogenase(G6PD)限速酶限速酶,对对NADPNADP+有高度有高度特异性特异性(2)6-磷酸葡萄糖酸内酯转变为磷酸葡萄糖酸内酯转变为6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸6-6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯6-phosphoglucono-lactone6-phosphoglucono-lactone6 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconate6-phosphogluconateH H2 2O O内酯酶内酯酶lactonaselactonase(3)6-磷酸葡萄糖酸转变为核酮糖磷酸葡萄糖酸转变为核酮糖-5-磷酸磷酸COCO2 26 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconate6-phosphogluconateNADP+NADPH+H+核酮糖核酮糖-5-5-磷酸磷酸ribulose 5-phosphateribulose 5-phosphate6-6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶6-phosphogluconate dehydrogenase6-phosphogluconate dehydrogenase(4)三种五碳糖得互换三种五碳糖得互换:核酮糖核酮糖-5-5-磷酸磷酸ribulose 5-phosphateribulose 5-phosphate核糖核糖-5-5-磷酸磷酸ribose 5-phosphateribose 5-phosphate异构酶异构酶木酮糖木酮糖-5-5-磷酸磷酸xylulose 5-phosphatexylulose 5-phosphate差向酶差向酶磷酸戊糖同分异构化生成核糖磷酸戊糖同分异构化生成核糖-5-5-磷酸和木酮糖磷酸和木酮糖-5-5-磷酸磷酸Xu5PRu5PR5P(5)(5)二分子二分子五碳糖得基五碳糖得基团转移反应团转移反应木酮糖木酮糖-5-5-磷酸磷酸xylulose 5-phosphatexylulose 5-phosphate核糖核糖-5-5-磷酸磷酸ribose 5-phosphateribose 5-phosphate甘油醛甘油醛-3-3-磷酸磷酸glyceraldehyde 3-phosphate景天庚酮糖景天庚酮糖-7-7-磷酸磷酸sedoheptulose 7-phosphate转酮酶转酮酶(TPP)(TPP)转酮反反应(6)七碳糖与三碳糖得基团转移反应景天庚酮糖景天庚酮糖-7-7-磷酸磷酸sedoheptulose 7-phosphate甘油醛甘油醛-3-3-磷酸磷酸glyceraldehyde 3-phosphate转醛酶转醛酶赤藓糖赤藓糖-4 4-磷酸磷酸erythrose 4-phosphate果糖果糖-6-6-磷酸磷酸fructose 6-phosphateMg2+或或Mn2+转醛反应转醛反应(7)四碳糖与五碳糖得基团转移反应赤藓糖赤藓糖-4-4-磷酸磷酸erythrose 4-phosphate木酮糖木酮糖-5-5-磷酸磷酸xylulose 5-phosphatexylulose 5-phosphate甘油醛甘油醛-3-3-磷酸磷酸果糖果糖-6-6-磷酸磷酸Fructose 6-phosphate转酮酶转酮酶(TPP)(TPP)转酮反应转酮反应glyceraldehyde 3-phosphate转酮醇酶与转醛缩酶比较转酮醇酶与转醛缩酶比较反反 应应 式式总反应图总反应图特特 点点 三、磷酸戊糖途径得小结三、磷酸戊糖途径得小结:大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点磷酸戊糖途径:糖酵解途径糖酵解途径66葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸2 Xu5P2 Xu5P2R5P 2R5P 2 2Xu5PXu5P2S7P2S7P2GAP2GAP2E4P2E4P2F6P2F6P2GAP2GAP2F6P2F6P66-66-磷酸葡磷酸葡萄糖酸内酯萄糖酸内酯6NADPH6NADPH66-66-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸6H6H2 2O O66Ru5PRu5P6NADPH6NADPH6CO6CO2 2葡萄糖葡萄糖 磷酸戊糖途径二个阶段得反应式:66葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸+12 NADPNADP+6核酮糖核酮糖-5-5-磷酸磷酸+12(NADPH+H+12(NADPH+H+)+6CO)+6CO2 2 66核酮糖核酮糖-5-5-磷酸磷酸 5果糖果糖-6-6-磷酸磷酸66葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸+12 NADPNADP+55果糖果糖-6-磷酸磷酸+12（NADPH+HNADPH+H+)+6CO+6CO2 2 转酮醇酶与转醛缩酶转酮醇酶与转醛缩酶:转酮酶转酮酶(transketolase)(transketolase)就就是就就是催化含有一个酮基、一个醇基得二催化含有一个酮基、一个醇基得二碳基团转移得酶。其接受体就是醛碳基团转移得酶。其接受体就是醛,辅酶就是辅酶就是TPPTPP。转醛酶转醛酶(transaldolase)(transaldolase)就是催就是催化含有一个酮基、二个醇基得三化含有一个酮基二个醇基得三碳基团转移得酶。其接受体就是碳基团转移得酶。其接受体就是亦就是醛亦就是醛,但不需要但不需要TPPTPP。磷酸戊糖途径特点磷酸戊糖途径特点:反应部位反应部位:胞浆胞浆反应底物反应底物:葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸重要反应产物重要反应产物:NADPHNADPH、核糖、核糖-5-5-磷酸磷酸限速酶限速酶:6-6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6-PD)(G-6-PD)四、磷酸戊糖途径得意义四、磷酸戊糖途径得意义1 1、产生核糖、产生核糖-5-5-磷酸磷酸2 2、产生、产生NADPHNADPH磷酸戊糖途径具有以下功能磷酸戊糖途径具有以下功能:1.1.产生磷酸戊糖参加核酸代谢产生磷酸戊糖参加核酸代谢;2.2.产生产生NADPHNADPH,为生物合成提供还原力为生物合成提供还原力,例如脂肪酸、固醇类例如脂肪酸、固醇类物质得合成物质得合成;3.3.NADPHNADPH使红细胞中还原型谷胱甘肽再生使红细胞中还原型谷胱甘肽再生,对维持红细胞还原对维持红细胞还原性有重要作用性有重要作用;4.4.磷酸戊糖途径就是植物光合作用中从磷酸戊糖途径就是植物光合作用中从COCO2 2合成葡萄糖得部分合成葡萄糖得部分途径。途径。核糖核糖-5-磷酸作用磷酸作用:DNADNA、RNARNA合成原料合成原料(1)NAD(P)(1)NAD(P)+(2)FAD(2)FAD(3)HSCoA(3)HSCoA各种核苷酸辅酶各种核苷酸辅酶(1)NTP(1)NTP(2)dNTP (2)dNTP 核苷酸核苷酸(3)cAMP/cGMP(3)cAMP/cGMP第二信使第二信使合合成成原原料料 NADPH得主要功能:1 1、作为供氢体、作为供氢体 -参与体内多种生物合成反应参与体内多种生物合成反应2 2、就是谷胱甘肽还原酶得辅酶、就是谷胱甘肽还原酶得辅酶 -对维持细胞中还原型谷胱甘肽得正常对维持细胞中还原型谷胱甘肽得正常 含量起重要作用含量起重要作用3 3、作为加单氧酶得辅酶、作为加单氧酶得辅酶 -参与肝脏对激素、药物和毒物得生物参与肝脏对激素、药物和毒物得生物 转化作用转化作用4 4、清除自由基得作用、清除自由基得作用 NADPH作为体内多种物质生物合成得供氢体作为体内多种物质生物合成得供氢体 脂肪酸、胆固醇和类固醇化合物得生物合脂肪酸、胆固醇和类固醇化合物得生物合成成,均需要大量得均需要大量得NADPHNADPH。NADPHNADPH+H H+R-C=C-RR-C=C-R R-CHR-CH2 2-CH-CH2 2-R-RH HH HR-CHR-CH2 2-C-R-C-R R-CHR-CH2 2-CH-R-CH-R0=0=OHOHNADPNADP+谷胱甘肽得功能:(1)解毒功能解毒功能(2)保护巯基酶保护巯基酶/蛋白质蛋白质(3)可消除自由基可消除自由基(4)协助氨基酸得吸收协助氨基酸得吸收谷谷胱胱甘甘肽肽得得抗抗氧氧化化作作用用NADPH作为羟化酶得辅酶作为羟化酶得辅酶:羟化反应羟化反应:(1)(1)与某些生物合成与某些生物合成(胆固醇、胆汁酸、类固胆固醇、胆汁酸、类固醇激素等醇激素等)有关有关;(2)(2)与肝脏得生物转化与肝脏得生物转化(激素、药物、毒物得激素、药物、毒物得生物转化生物转化)有关。有关。RH+NADPH+H+ROH+NADP+H2O 羟化酶羟化酶五、五、磷酸戊糖途径得调节磷酸戊糖途径得调节2 NADPHNADPH、NADPNADP+竞争与竞争与G-6-PDG-6-PD结合结合2 ATPATP、葡萄糖、葡萄糖-6-6-磷酸竞争与磷酸竞争与G-6-PDG-6-PD结合结合 4 餐后得兔肝胞浆中餐后得兔肝胞浆中,NADPNADP+/NADPH/NADPH得比得比值为值为0 0、0140144 某些条件下某些条件下,NADPNADP+/NADPH/NADPH得比值为得比值为700700最重要得调节因素就是最重要得调节因素就是:NADPNADP+得水平得水平六、磷酸戊糖途径与疾病六、磷酸戊糖途径与疾病:_ 神经精神病神经精神病 (neuropsychiatric disorder)(neuropsychiatric disorder)_ 药物诱导得溶血性贫血药物诱导得溶血性贫血 (a drug-induced hemolytic amemia)(a druginduced hemolytic amemia)磷酸戊糖途径与神经精神病磷酸戊糖途径与神经精神病:与与VitBVitB1 1缺乏有关缺乏有关VitBVitB1 1缺乏缺乏TPP转酮醇酶转酮醇酶功能障碍功能障碍木酮糖、核糖、赤藓糖木酮糖、核糖、赤藓糖合成障碍合成障碍神经髓鞘糖脂神经髓鞘糖脂合成障碍合成障碍神经精神病神经精神病脚气病脚气病进一步发展进一步发展蚕豆病:蚕豆病得症状就是蚕豆病得症状就是:吃蚕豆几小时或吃蚕豆几小时或1 12 2天后天后,突突然感到精神疲倦、头晕、恶心、畏寒发热、全身酸痛、然感到精神疲倦、头晕、恶心、畏寒发热、全身酸痛、萎靡不振萎靡不振,并伴有黄疸、肝脾肿大、呼吸困难肾功并伴有黄疸、肝脾肿大、呼吸困难、肾功能衰竭能衰竭,甚至死亡。甚至死亡。俗称蚕豆黄俗称蚕豆黄 机理机理:蚕豆中有蚕豆中有3 3种物质种物质:裂解素、锁未尔和多巴裂解素、锁未尔和多巴胺。前两种使谷胱甘肽氧化胺。前两种使谷胱甘肽氧化,后一种能激发红细胞得后一种能激发红细胞得自身破坏自身破坏,遗传性遗传性G6PDG6PD缺乏者缺乏者,使红细胞大量溶解而发使红细胞大量溶解而发生蚕豆病。生蚕豆病。血像检查血像检查:红细胞明显减少红细胞明显减少,黄疸指数明显升高。黄疸指数明显升高。磷酸戊糖途径与溶血性贫血磷酸戊糖途径与溶血性贫血:一些具有氧化作用得外源性物一些具有氧化作用得外源性物质如蚕豆、抗疟药、磺胺药等质如蚕豆、抗疟药、磺胺药等NADPH+HNADPH+H+NADPNADP+2GSH2GSHGSSHGSSH磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径G6PDG6PD缺乏缺乏GSSHGSSH溶血溶血七、其她已糖得代谢七、其她已糖得代谢果糖代谢果糖代谢半乳糖代谢半乳糖代谢甘露糖代谢甘露糖代谢果糖果糖(fructose)(fructose)代谢代谢果糖代谢概况果糖代谢概况果糖得结构果糖得结构果糖得代谢果糖得代谢 果糖代谢概况果糖代谢概况:来来 源源:食物中得蔗糖食物中得蔗糖代谢部位代谢部位:肝脏、肌肉和脂肪组织肝脏、肌肉和脂肪组织代谢概况代谢概况:转换成糖酵解得中间产物转换成糖酵解得中间产物 (1 1)氧化供能氧化供能 (2 2)糖原合成得原料糖原合成得原料果糖蔗糖果糖得代谢果糖得代谢果果 糖糖甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸果糖果糖-6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸果糖果糖-1，6-二磷酸二磷酸甘油醛甘油醛二羟丙酮磷酸二羟丙酮磷酸葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸糖糖 原原糖糖的的分分解解代代谢谢果糖激酶果糖激酶(肝肝)已糖激酶已糖激酶(肌肉肌肉/脂肪脂肪)果糖果糖-1-磷酸磷酸果糖醛缩酶果糖醛缩酶 半乳糖(galactose)(galactose)代谢半乳糖代谢概况半乳糖代谢概况半乳糖得结构半乳糖得结构半乳糖得代谢半乳糖得代谢半乳糖代谢概况:来来 源源:牛乳中得半乳糖牛乳中得半乳糖代谢部位代谢部位:肝脏肝脏代谢概况代谢概况:转换成糖酵解得中间产物转换成糖酵解得中间产物 (1 1)氧化供能氧化供能 (2 2)糖原合成得原料糖原合成得原料