磷酸戊糖途径p培训教材.ppt

磷酸戊糖途径l 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C1更容易氧化成CO2；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）l 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l 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一、磷酸戊糖途径的反应历程 分两个阶段：分两个阶段： 葡萄糖的葡萄糖的氧化脱羧氧化脱羧阶段阶段磷酸戊糖生成磷酸戊糖生成 H C OH C O COOH CH H C OH C O COOH CH2 2OH OH H C OH H C OH H C OH C O H C OH H C OH H C OH C OHO C H O HO C H HO C H H C OHHO C H O HO C H HO C H H C OH H C OH H C OH H C OH H C OH H+H+ H C OH H C OH H C OH H C OH H C H C H C OH CH H C H C H C OH CH2 2OPOOPO3 3H H2 2 CH CH2 2OPOOPO3 3H H2 2 CHCH2 2OPOOPO3 3H H2 2 CHCH2 2OPOOPO3 3H H2 2本阶段总反应：本阶段总反应：6-P6-P葡萄糖葡萄糖+2NADP+2NADP+ +H+H2 2O 5-P-O 5-P-核酮糖核酮糖+CO+CO2 2+2NADPH+2H+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H20NADP+NADPH+H+NADP+NADPH+H+CO26-P6-P葡萄糖酸内酯葡萄糖酸内酯6-P6-P葡萄糖酸葡萄糖酸5-P-5-P-核酮糖核酮糖6-P6-P葡萄糖葡萄糖 非氧化非氧化的分子重排阶段的分子重排阶段基团转移基团转移 5-5-P-P-核酮糖核酮糖 5- 5-P P核糖核糖 5-5-P P核酮糖核酮糖 5-5-P P木酮糖木酮糖（转酮酶的底物、连接（转酮酶的底物、连接EMPEMP） 5-P5-P木酮糖木酮糖+5-+5-P P核糖核糖 7- 7-P P景天庚酮糖景天庚酮糖+ +3-3-P P甘油醛甘油醛 7-7-P P景天庚酮糖景天庚酮糖+3-+3-P P甘油醛甘油醛 6-6-P P果糖果糖+4-+4-P P赤藓糖赤藓糖 5-5-P P木酮糖木酮糖+4-+4-P P赤藓糖赤藓糖 6-6-P P果糖果糖+ + 3-3-P P甘油醛甘油醛本阶段总反应：本阶段总反应： 35- 35-P P核酮糖核酮糖 26- 26-P P果糖果糖 + 1 + 13-3-P P甘油醛甘油醛 65- 65-P P核酮糖核酮糖 46- 46-P P果糖果糖 + 23- + 23-P P甘油醛甘油醛 P戊糖异构酶P戊糖表异构酶转酮酶转醛酶转酮酶 6 65-P5-P核酮糖核酮糖 4 46-P6-P果糖果糖 + + 2 23-P3-P甘油醛甘油醛 65-P65-P核酮糖核酮糖+H2O 56-P+H2O 56-P葡萄糖葡萄糖+Pi (+Pi (非氧化阶段非氧化阶段) )6-P6-P葡萄糖葡萄糖+2NADP+2NADP+ +H+H2 2O 5-PO 5-P核酮糖核酮糖+CO+CO2 2+2NADPH+2H+2NADPH+2H+ + ( (氧化阶段氧化阶段) )总反应：总反应： 6 66-P6-P葡萄糖葡萄糖+12NADP+12NADP+ +7H+7H2 2O O 6CO6CO2 2+12NADPH+12H+12NADPH+12H+ +Pi+ 5+Pi+ 56-P6-P葡萄糖葡萄糖其中1分子转变为 P-二羟丙酮1，6-二P果糖1X6-P果糖醛羧酶二P果糖酯酶H2OPi5 56-P6-P葡萄糖葡萄糖表明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Fe2+;）（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l 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、糖异生三、糖异生（一）概念（一）概念uu 由丙酮酸、草酰乙酸、乳酸等非糖物质转变由丙酮酸、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：糖异生研究中最直接的证据来自动物实验：大鼠禁食大鼠禁食2424小时，肝中糖原从小时，肝中糖原从7%-1%7%-1%，若喂乳，若喂乳酸、丙酮酸等糖原的量会增加。

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：有两方面不同：（二）、糖异生的途径（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）C2O+ATP+H2OADP+Pi丙酮酸羧化酶丙酮酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸PEPGTPGDP+C2OPEP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+Pi3、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2XPEP2丙酮酸糖异生的能量计算？消耗2ATP+2GTP消耗2ATP2NADH+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GF-2、6BPAMPATP柠檬酸H+活化抑制F-1、6BP活化ATPALa抑制F-2、6BPAMP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。