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,*,磷酸戊糖途径,在组织中添加酵解抑制剂,碘乙酸,（抑制3-,P-,甘油醛脱氢酶）或,氟化物,（抑制烯醇化酶）等，葡萄糖仍可被消耗；并且,C,1,更容易氧化成,CO,2,；,发现了6-,P-,葡萄糖脱氢酶和6-,P-,葡萄糖酸脱氢酶及,NADP,+,；,发现了五碳糖、六碳糖和七碳糖；说明葡萄糖还有其他代谢途径（1931-1951）。,1953年阐述了磷酸戊糖途径（,pentose,phosphate pathway)，,简称,PPP,途径，也叫磷酸己糖支路；亦称戊糖磷酸循环；亦称,Warburg,-Dickens,戊糖磷酸途径。,PPP,途径广泛存在动、植物细胞内，在细胞质中进行。,磷酸戊糖途径,一、磷酸戊糖途径的反应历程,二、磷酸戊糖途径的意义,三、,磷酸戊糖途径,调控,一、磷酸戊糖途径的反应历程,分两个阶段：,葡萄糖的,氧化脱羧,阶段磷酸戊糖生成,H C OH C O COOH CH,2,OH,H C OH H C OH H C OH C O,HO C H O HO C H HO C H H C OH,H C OH H C OH,H+,H C OH H C OH,H C H C H C OH CH,2,OPO,3,H,2,CH,2,OPO,3,H,2,CH,2,OPO,3,H,2,CH,2,OPO,3,H,2,本阶段总反应：,6-P葡萄糖+2NADP,+,+H,2,O 5-P-核酮糖+CO,2,+2NADPH+2H,+,6-P葡萄,糖脱氢酶,6-P葡萄糖,酸内酯酶,6-P葡萄糖,酸脱氢酶,H20,NADP+,NADPH,+H,+,NADP+,NADPH,+H,+,CO,2,6-P葡萄糖酸内酯,6-P葡萄糖酸,5-P-核酮糖,6-P葡萄糖,葡萄糖的氧化脱羧阶段,6-,P,葡萄糖+,NADP,+,6-P,葡萄糖酸内酯+,NADPH+H,+,6-P,葡萄糖酸内酯 6-,P,葡萄糖酸,（容易进行）,6-,P,葡萄糖酸+,NADP,+,5-P,核酮糖+,CO,2,+NADPH+H,+,本阶段总反应：,6-,P,葡萄糖+2,NADP,+,+H,2,O 5-P-,核酮糖+,CO,2,+2NADPH+2H,+,6-P葡萄糖脱氢酶,6-P葡萄糖酸内酯酶,6-P葡萄糖酸脱氢酶,H20,H,+,非氧化,的分子重排阶段基团转移,5-,P-,核酮糖,5-,P,核糖,5-,P,核酮糖,5-,P,木酮糖,（转酮酶的底物、连接,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,赤藓糖,5-,P,木酮糖,+4-,P,赤藓糖,6-,P,果糖,+,3-,P,甘油醛,本阶段总反应：,35-,P,核酮糖 26-,P,果糖 + 1,3-,P,甘油醛,65-,P,核酮糖 46-,P,果糖 + 23-,P,甘油醛,P戊糖异构酶,P戊糖表异构酶,转酮酶,转醛酶,转酮酶,6,5-P核酮糖,4,6-P果糖 +,2,3-P甘油醛,65-P核酮糖+H2O 56-P葡萄糖+Pi (,非氧化阶段),6-P葡萄糖+2NADP,+,+H,2,O 5-P核酮糖+CO,2,+2NADPH+2H,+,(氧化阶段),总反应： 6,6-P葡萄糖+12NADP,+,+7H,2,O 6CO,2,+12NADPH+12H,+,+Pi+ 5,6-P葡萄糖,其中1分子转变为,P-二羟丙酮,1，6-二P果糖,1,X6-P果糖,醛羧酶,二P果糖酯酶,H,2,O,Pi,5,6-P葡萄糖,表明1个6-P葡萄糖经6次循环被彻底氧化为6个CO2,故反应带有循环机制,二、磷酸戊糖途径的意义,1、,产生大量的NADPH，为细胞的各种合成反应提供,还原剂（力）,，比如参与脂肪酸和固醇类物质的合成。,2、在红细胞中保证,谷胱甘肽,的还原状态。（防止膜脂过氧化； 维持血红素中的Fe,2+,;）（6-P-葡萄糖脱氢酶遗传缺陷症贫血病）,3、该途径的中间产物为许多物质的合成提供原料，如：,5-P-核糖 核苷酸,4-P-赤藓糖 芳香族氨基酸,4、非氧化重排阶段的一系列中间产物及酶类与光合作用中卡尔文循环的大多数中间产物和酶相同，因而磷酸戊糖途径可与光合作用联系起来，并实现某些单糖间的互变。,5、PPP途径是由葡萄糖直接氧化起始的可单独进行氧化分解的途径。因此可以和EMP、TCA相互补充、相互配合，增加机体的适应能力。,三、,磷酸戊糖途径的,调控,磷酸戊糖途径的速度主要受生物合成时,NADPH,的需要所调节。,NADPH,反馈抑制,6-,P-,葡萄糖脱氢酶的活性。,第三节 糖元的合成与分解,一 、糖元的合成作用（自学）,二、糖元的分解作用（自学）,三、糖异生,（一）概念,由丙酮酸、草酰乙酸、乳酸等非糖物质转变 成葡萄糖的过程称为糖异生。,糖异生研究中最直接的证据来自动物实验：大鼠禁食24小时，肝中糖原从7%-1%，若喂乳酸、丙酮酸等糖原的量会增加。,1、,克服糖酵解的三步不可逆反应。,2、糖酵解在细胞液中进行，糖异生则分别在线粒体和细胞液中进行。,糖异生途径的大部分反应与糖酵解的逆反应相同，但有两方面不同：,（二）、糖异生的途径,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-二羟丙酮,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,丙酮酸羧化酶,丙酮酸激酶,己糖激酶,磷酸果糖激酶,糖酵解途径,糖异生途径,丙酮酸,草酰乙酸,（不能跨越,线粒体膜）,C,2,O+,ATP,+H,2,O,ADP+Pi,丙酮酸羧化酶,丙酮酸,苹果酸,苹果酸,草酰乙酸,草酰乙酸,PEP,GTP,GDP+C,2,O,PEP羧化激酶,1、丙酮酸 PEP,胞液,线粒体,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-二羟丙酮,1，3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,PEP,丙酮酸,大多数氨基酸,乳酸,Cori循环,TCA的中间产物,糖异生途径及其前体,草酰乙酸,反刍动物体内乙酸、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-二羟丙酮,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,糖异生的能量计算,？,消耗2ATP+2GTP,消耗2ATP,2NADH+2H,（三）、,糖异生途径的意义,葡萄糖异生对人类以及其他动物是绝对需要的途径：人脑对葡萄糖有高度依赖性。红细胞也需要葡萄糖。尤其在饥饿状态下葡萄糖异生尤为重要；在机体处在剧烈运动时，也需要非糖物质及时提供葡萄糖，以,维持血糖水平。,补充肝糖原,调节酸碱平衡,当油料种子萌发时，脂肪酸经乙酰CoA通过,乙醛酸循环,合成琥珀酸 TCA循环 糖异生,葡萄糖,供种子萌发使用,（四）、葡萄糖异生作用的调节（P218）,糖酵解作用 6-P果糖 糖异生作用,磷酸果糖激酶,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,柠檬酸,H+,活化,抑制,F-1、6BP活化,ATP,ALa,抑制,F-2、6BP,AMP,柠檬酸活化,抑制,ADP抑制,乙酰CoA活化,ADP抑制,糖异生与糖酵解作用的相互调节：,1、磷酸果糖激酶（PFK）和果糖-1、6-二磷酸酶的调节：,当AMP水平高时，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，则糖,异生关闭。当ATP和柠檬酸水平高时，,PFK,受抑制，降低,糖酵解的速率，柠檬酸,增加,果糖-1、6-二磷酸酶,活性，从而增加糖,异生速率。,当饥饿时，由于血糖水平低，激素,胰高血糖素释放，引起cAMP的级联作用， 使酶蛋白磷酸化（FBPase2活化），降低F-2、6-BP；当进食时，,血糖水平较高，激素,胰岛素释放，使F-2、6-BP增加，激活,PFK,，加速,酵解；同时,F-2、6-BP的增加抑制,果糖-1、6-二磷酸酶活性，,使糖,异生作用受抑制。,2、丙酮酸激酶、丙酮酸羧化酶和PEP羧激酶的调节：,高水平的ATP和Ala抑制,丙酮酸激酶,，从而抑制糖酵解；由于该情况下乙酰CoA亦是充裕的，则活化,丙酮酸羧化酶，,有助于糖异生的进行。反之，在细胞供能状态较低时，ADP水平较高，则抑制,丙酮酸羧化酶,和,PEP羧激酶,，关闭糖异生作用。,丙酮酸激酶,被F-1、6BP活化（前馈激活），即需要,糖酵解加速时该酶的活性被提高。,当饥饿时，由于血糖水平低，激素,胰高血糖素释放，引起cAMP的级联作用，使,丙酮酸激酶,发生磷酸化，从而失去活性，抑制,糖酵解。,糖异生与糖酵解作用的相互调节：,糖异生与糖酵解作用的紧密相互调节防止了,二者共同进行时的无效循环。,