磷酸戊糖途径

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第四节 磷酸戊糖途径（,pentose phosphate pathway,）,六、相关疾病,一、概 念,二、过 程,三、小 结,五、调 节,四、生理意义,七、其它已糖的代谢,糖醛酸途径,一、磷酸戊糖途径的概念,从葡萄糖-6-磷酸开始，在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成以磷酸戊糖为中间代谢物的过程，称为,磷酸戊糖途径,。,6,葡萄糖,-6-,磷酸,+,12,NADP,+,5果糖,-6,-,磷酸+,12,(,NADPH + H,+,) +,6CO,2,磷酸戊糖途径,(,p,hospho,p,entose,p,athway，PPP,),又称,磷酸已糖旁路,(,h,exose,m,ono,p,hosphate shunt,HMP,)或Warburg-Dikens途径。,二、磷酸戊糖途径的过程,第一阶段（,氧化阶段）,：,6分子的葡萄糖- 6磷酸经脱氢、水合、氧化脱羧生成6分子核酮糖-5磷酸、12NADPH和6CO,2,第二阶段（非氧化阶段）：,6分子核酮糖-5磷酸经一系列基团转移反应异构成5分子葡萄糖-6磷酸回到下一个循环。,（1）葡萄糖-6-磷酸 转变为6-磷酸葡萄糖酸内酯,NADP,+,NADP,H,+,H,+,葡萄糖-6-磷酸,glucose 6-phosphate,6-,磷酸葡萄糖酸内酯,6-phosphoglucono-lactone,6-磷酸葡萄糖脱氢酶,glucose 6-phosphate dehydrogenase(,G6PD,),限速酶，对NADP,+,有高度特异性,(2) 6-磷酸葡萄糖酸内酯转变为6-磷酸葡萄糖酸,6-磷酸葡萄糖酸内酯,6-phosphoglucono-lactone,6,-磷酸葡萄糖酸,6-phosphogluconate,H,2,O,内酯酶,lactonase,(3) 6-磷酸葡萄糖酸,转变为,核酮糖-5-磷酸,CO,2,6,-磷酸葡萄糖酸,6-phosphogluconate,NADP,+,NADP,H,+,H,+,核酮糖-,5-,磷酸,ribulose 5-phosphate,6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶,6-phosphogluconate dehydrogenase,(4) 三种五碳糖的互换：,核酮糖-5-磷酸,ribulose 5-phosphate,核糖-5-磷酸,ribose 5-phosphate,异构酶,木酮糖-5-磷酸,xylulose 5-phosphate,差向酶,磷酸戊糖同分异构化生成核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸,Xu5P,Ru5P,R5P,(5),二分子五碳糖的基团转移反应,木酮糖-5-磷酸,xylulose 5-phosphate,核糖-5-磷酸,ribose 5-phosphate,甘油醛-3-磷酸,glyceraldehyde 3-phosphate,景天庚酮糖-7-磷酸,sedoheptulose,7-phosphate,转酮酶,(TPP),转酮反应,(6)七碳糖与三碳糖的基团转移反应,景天庚酮糖-7-磷酸,sedoheptulose 7-phosphate,甘油醛-,3-,磷酸,glyceraldehyde 3-phosphate,转醛酶,赤藓糖-,4,-磷酸,erythrose 4-phosphate,果糖-,6-,磷酸,fructose 6-phosphate,Mg,2+,或Mn,2+,转醛反应,糖的分解代谢,(7)四碳糖与五碳糖的基团转移反应,赤藓糖-4-磷酸,erythrose 4-phosphate,木酮糖-5-磷酸,xylulose 5-phosphate,甘油醛-3-磷酸,果糖-6-磷酸,Fructose,6-phosphate,转酮酶,(TPP),转酮反应,glyceraldehyde 3-phosphate,转酮醇酶与转醛缩酶比较,反 应 式,总反应图,特 点,三、磷酸戊糖途径的小结：,磷酸戊糖途径：,糖酵解途径,6,葡萄糖-6-磷酸,2 Xu5P,2R5P,2,Xu5P,2S7P,2GAP,2E4P,2,F6P,2,GAP,2F6P,66-,磷酸葡,萄糖酸内酯,6NADPH,66-,磷酸,葡萄糖酸,6H,2,O,6,Ru5P,6NADPH,6CO,2,葡萄糖,磷酸戊糖途径二个阶段的反应式：,6,葡萄糖-,6,-,磷酸,+,12,NADP,+,6,核酮糖,-,5,-,磷酸,+,12,(NADPH + H,+,),+,6,CO,2,6,核酮糖,-,5,-,磷酸,5,果糖-6-磷酸,6,葡萄糖-6-磷酸,+,12,NADP,+,5,果糖-6-磷酸,+,12,（,NADPH + H,+,),+,6,CO,2,转酮醇酶与转醛缩酶：,转酮酶(transketolase)就是催化含有一个酮基、一个醇基的二碳基团转移的酶。其接受体是醛，辅酶是TPP。,转醛酶(transaldolase)是催化含有一个酮基、二个醇基的三碳基团转移的酶。其接受体是亦是醛，但不需要TPP。,磷酸戊糖途径特点 ：,反应部位：,胞浆,反应底物：,葡萄糖-6-磷酸,重要反应产物：,NADPH、核糖-5-磷酸,限速酶：,6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6-PD),四、磷酸戊糖途径的意义,1、产生核糖-5-磷酸,2、产生NADPH,磷酸戊糖途径具有以下功能：,产生磷酸戊糖参加核酸代谢；,产生NADPH，为生物合成提供还原力，例如脂肪酸、固醇类物质的合成；,NADPH使红细胞中还原型谷胱甘肽再生，对维持红细胞还原性有重要作用；,磷酸戊糖途径是植物光合作用中从CO,2,合成葡萄糖的部分途径。,核糖-5-磷酸作用：,DNA、,RNA,合成原料,(1)NAD(P),+,(2)FAD,(3)HSCoA,各种核苷酸辅酶,(1) NTP,(2)dNTP,核苷酸,(3)cAMP/cGMP,第二信使,合成原料,NADPH的主要功能：,1、作为供氢体,-参与体内多种生物合成反应,2、是谷胱甘肽还原酶的辅酶,-对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常,含量起重要作用,3、作为加单氧酶的辅酶,-参与肝脏对激素、药物和毒物的生物,转化作用,4、清除自由基的作用,NADPH,作为体内多种物质生物合成的供氢体,脂肪酸,、,胆固醇,和,类固醇化合物,的生物合成，,均需要大量的NADPH,。,NADP,H,+,H,+,R-C=C-R,R-C,H,2,-C,H,2,-R,H,H,R-CH,2,-C-R,R-CH,2,-C,H,-R,0=,O,H,NADP,+,谷胱甘肽的功能：,(1) 解毒功能,(2) 保护巯基酶/蛋白质,(3) 可消除自由基,(4) 协助氨基酸的吸收,谷,胱,甘,肽,的,抗,氧,化,作,用,NADPH,作为羟化酶的辅酶：,羟化反应：,(1)与某些生物合成(胆固醇、胆汁酸、类固醇激素等)有关；,(2)与肝脏的生物转化(激素、药物、毒物的生物转化)有关。,RH +,NADPH+H,+,R,OH,+,NADP,+,+ H,2,O,羟化酶,五、 磷酸戊糖途径的调节,NADPH、NADP,+,竞争与G-6-PD结合,ATP、葡萄糖-6-磷酸竞争与G-6-PD结合,餐后的兔肝胞浆中，NADP,+,/NADPH的比值为0.014,某些条件下，NADP,+,/NADPH的比值为700,最重要的调节因素是：NADP,+,的水平,六、磷酸戊糖途径与疾病:,神经精神病,(neuropsychiatric disorder),药物诱导的溶血性贫血,(a drug-induced hemolytic amemia),磷酸戊糖途径与神经精神病:,与VitB,1,缺乏有关,VitB,1,缺乏,TPP,转酮醇酶,功能障碍,木酮糖、核糖、赤藓糖,合成障碍,神经髓鞘糖脂,合成障碍,神经精神病,脚气病,进一步发展,蚕豆病 :,蚕豆病的,症状,是： 吃蚕豆几小时或12天后，突然感到精神疲倦、头晕、恶心、畏寒发热、全身酸痛、萎靡不振，并伴有黄疸、肝脾肿大、呼吸困难、肾功能衰竭，甚至死亡。,俗称蚕豆黄,机理:,蚕豆中有3种物质：裂解素、锁未尔和多巴胺。前两种使谷胱甘肽氧化，后一种能激发红细胞的自身破坏，遗传性G6PD缺乏者，使红细胞大量溶解而发生蚕豆病。,血像检查:,红细胞明显减少，黄疸指数明显升高。,磷酸戊糖途径与溶血性贫血 :,一些具有氧化作用的外源性物质如蚕豆、抗疟药、磺胺药等,NADPH+H,+,NADP,+,2GSH,GSSH,磷酸戊糖途径,G6PD,G6PD,缺乏,GSSH,溶血,七、其它已糖的代谢,果糖代谢,半乳糖代谢,甘露糖代谢,果糖(fructose)代谢,果糖代谢概况,果糖的结构,果糖的代谢,果糖代谢概况：,来 源：食物中的蔗糖,代谢部位：肝脏、肌肉和脂肪组织,代谢概况：转换成糖酵解的中间产物,（1）氧化供能,（2）糖原合成的原料,果糖,蔗糖,果糖的代谢,果 糖,甘油醛-,3-,磷酸,果糖-,6-,磷酸,葡萄糖-,6-,磷酸,果糖-,1，,6-二磷酸,甘油醛,二羟丙酮磷酸,葡萄糖-,1-,磷酸,糖 原,糖的分解代谢,果糖激酶,(肝),已糖激酶,(肌肉/脂肪),果糖-1-磷酸,果糖醛缩酶,半乳糖,(galactose),代谢,半乳糖代谢概况,半乳糖的结构,半乳糖的代谢,半乳糖代谢概况：,来 源：,牛乳中的半乳糖,代谢部位：,肝脏,代谢概况:,转换成糖酵解的中间产物,（1）氧化供能,（2）糖原合成的原料,半乳糖,乳糖,半乳糖,葡萄糖-,6-,磷酸,半乳糖激酶,(肝),半乳糖-,1,-磷酸,ATP,ADP,葡萄糖-,1-,磷酸,UDPG,UDPGal,半乳糖-,1-,磷酸,尿苷转移酶,UDPGal,差向异构酶,糖的分解代谢,糖 原,蛋白聚糖糖蛋白,半乳糖的代谢,