磷酸戊糖途径和糖异生王镜岩生物化学全.ppt

第25章 戊糖磷酸途径 PPP或HMP 和糖异生 一 戊糖磷酸途径 由一个循环的反应体系构成 该反应体 系的起始物为葡萄糖 6 磷酸 经过氧化 分解后产生五碳糖 CO2 无机磷酸 NADPH 6 G 6 P 12NADP 7 H2O 5 G 6 P 6CO2 12NADPH 12H 是在胞液中进行的葡萄糖氧化分解的途径 1 发生部位 化学反应历程及催化酶类 特点 氧化脱羧阶段和非氧化分子重排 阶段 2 总反应式和生理意义 戊糖磷酸途径 磷酸戊糖途径的两个阶段 2 非氧化分子重排阶段 6 核酮糖 5 P 5 果糖 6 P 5 葡萄糖 6 P 1 氧化脱羧阶段 6 G 6 P 6葡萄糖酸 6 P 6核酮糖 P 6 NADP 6 NADPH 6H 6 NADP 6 NADPH 6H 6CO2 6H2O 发生部位 细胞溶胶中 磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段 NADP NADPH H H2O NADPH H NADP 5 磷酸核酮糖 6 磷酸葡萄糖 6 磷酸葡萄糖酸内酯6 磷酸葡萄糖酸 CO2 6 磷酸葡萄糖 脱氢酶 内酯酶 6 磷酸葡萄 糖酸 脱氢酶 磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶段 H2OPi 6 5 磷酸核酮糖 6 磷酸果糖 2 4 磷酸赤藓丁糖 2 6 磷酸果糖 转醛酶 2 3 磷酸甘油醛2 7 磷酸景天庚酮糖 转酮酶 阶 段 之 二 1 6 二磷酸果糖 醛缩酶 阶 段 之 三 2 3 磷酸甘油醛 2 6 磷酸果糖 转酮酶 2 5 磷酸核糖 2 5 磷酸木酮糖 2 5 磷酸木酮糖 异构酶 阶 段 之 一 异构酶 磷酸戊糖途径的非氧化阶段之一 5 磷酸核酮糖异构化 差向异构酶异构酶 5 磷酸 木酮糖 5 磷酸 核糖 5 磷酸 核酮糖 磷酸戊糖途径的 非氧化阶段之二 基团转移 2 4 磷酸赤藓糖 2 5 磷酸核糖 2 3 磷酸甘油醛 转酮酶 2 6 磷酸果糖 7 磷酸景天庚酮糖 2 H 2 5 磷酸木酮糖 转醛酶 基团转移 续前 2 4 磷酸赤藓糖 3 磷酸甘油醛 2 6 磷酸果糖 转酮酶 2 5 磷酸木酮糖 2 H2O Pi 1 6 二 磷酸果糖 3 磷酸甘油醛 6 磷酸果糖 醛缩酶 二磷酸果糖酯酶 磷酸戊糖途径的非氧化阶段之三 3 磷酸甘油醛异构 缩合与水解 异 构 酶 6分子葡萄糖经一次循环 共脱去12对氢 生成12NADPH 6次脱羧放出6CO2 6次内 酯水解 一次F 1 6 2P 水解 最终再生出 5分子G 6 P 实际消耗1分子葡萄糖 磷酸戊糖途径的总反应式 6 G 6 P 12NADP 7 H2O 5 G 6 P 6CO2 12NADPH 12H 1 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 2 产生磷酸戊糖 参加核酸代谢 3 NADPH使红细胞中还原谷胱甘肽再生 对维持红细胞还原性有重要作用 4 磷酸戊糖途径是植物光合作用中从 CO2合成葡萄糖的部分途径 2 生理意义 蚕豆病 fabism 是一种六磷酸葡萄糖脱氢酶 G 6 PD 缺乏所导致的疾病 表现为在遗传性葡萄糖 6 磷酸脱氢酶 G 6 PD 缺陷的情况 下 食用新鲜蚕豆后突然发生的急性血管内溶血 机理 红 细胞葡萄糖 6 磷酸脱氢酶 G6PD 有遗传缺陷者在食用青 鲜蚕豆或接触蚕豆花粉后皆会发生急性溶血性贫血症 蚕 豆病 致病机制尚未十分明了 已知有遗传缺陷的敏感红细 胞 因G6PD的缺陷不能提供足够的NDPH以维持还原型谷胱 甘肽 GSH 的还原性 抗氧化作用 在遇到蚕豆种某种 因子后更诱发了红细胞膜被氧化 产生溶血反应 G 6 PD有 保护正常红细胞免遭氧化破坏的作用 新鲜蚕豆是很强的氧 化剂 当G 6 PD缺乏时则红细胞被破坏而致病 临床表现 早期有恶寒 微热 头昏 倦怠无力 食欲缺乏 腹痛 继之出现黄疸 贫血 血红蛋白尿 尿呈酱油色 此后体温升高 倦怠乏力加重 可持 续3日左右 与溶血性贫血出现的同时 出现呕吐 腹泻和腹痛加剧 肝脏肿大 肝功能异常 约50 患 者脾大 严重病例可见昏迷 惊厥和急性肾衰竭 若 急救不及时常于1 2日内死亡 诊断 该病通过性联不全显性遗传 G 6 PD基因在 X染色体上 病人大多为男性 男女之比约为7 1 在生吃蚕豆后数小时至数日 1 3天 内突然发热 头晕 烦躁 恶心 尿呈酱油样或葡萄酒色 一般发 作2 6天后能自行恢复 但重者若不及时抢救 会因 循环衰竭危及生命 急救处理 1 人工催吐 2 予1 5000高锰酸 钾溶液洗胃 3 25 硫酸镁口服导泻 4 予大 剂量糖皮质激素 5 必要时换血或输入鲜血 6 碱化尿液 适当予静脉补液和使用利尿剂 积极防治溶血性尿毒症综合征 7 对症处理 蚕豆病的服药禁忌 在医生指导下用药 不宜服用 氧化性药物 如伯氨喹啉 磺胺类 呋喃类 维生 素K3 K4 非那西丁 氨基比林 砜类等药物及中 药珍珠末 腊梅花 川连等 1 下列药物和食物 较易引起溶血 应禁用 抗疟药 伯氨喹啉 扑疟 喹啉 戊奎 磺胺类 磺胺甲基异恶唑 磺胺吡啶 对氨苯磺酰胺 磺醋酰胺 解热镇痛药 乙酰苯胺 砜类 噻砜 其他 呋喃坦叮 呋喃唑酮 呋喃西林 萘啶酸 硝咪唑 消心痛 萘 樟脑 美蓝 苯肼 三硝基甲苯 川连 珍珠粉 蚕豆 中药 薄 荷 樟脑 萘酚 川莲 牛黄粉 腊梅花 熊胆 开口茶 七厘散 婴儿素 牛黄解毒丸等 2 下列药物可能会引起溶血 但无慢性非球形红细胞溶 血性贫血者 用正常治疗剂量时不会引起溶血 抗疟药 氯喹 奎宁 乙胺嘧啶 磺胺类 磺胺甲嘧啶 磺酰乙 胞嘧啶 磺胺嘧啶 磺胺脒 长效磺胺 磺胺二甲基异 恶唑 解热镇痛药 扑热息痛 商品名 泰诺 百服咛 小儿退热栓 阿斯匹林 非那酊 氨基比林 安替匹 林 保泰松 安他唑林 其他 氯霉素 链霉素 雷米封 洗必泰 VitC 苯妥英钠 对氨基苯甲酸 苯海拉明 秋水仙碱 左旋多巴 丙磺舒 普鲁卡因胺 安坦 亚 硫酸钠甲萘醌 三氧甲苄氨嘧啶 扑尔敏 奎尼丁 维 生素k 甲萘醌 其它糖进入单糖分解的途径 半乳糖 半乳糖 1 P UDP 半乳糖 UDP 葡萄糖 葡萄糖 1 磷酸 糖原或淀粉 葡萄糖 葡萄糖 6 磷酸 果糖 果糖 6 磷酸 果糖 1 6 磷酸 磷酸二羟丙酮 3 磷酸甘油 甘油 3 磷酸甘油醛 进入糖酵解 甘露糖 甘露糖 6 磷酸 ATP ADP ATPADP ATP ADP ATP ADP ATP ADP ATP ADP NADH H NAD Pi UTP PPi 二 糖异生 1 糖异生作用的主要途径和关键反应 2 葡萄糖代谢与糖异生作用的关系 3 糖异生的总反应式和调控 糖异生作用指的是以非糖物质作为前体合成葡 萄糖的作用 非糖物质包括乳酸 丙酮酸 丙 酸 甘油以及氨基酸等 EMP的化学历程 糖原 或淀粉 1 磷酸葡萄糖 6 磷酸葡萄糖 6 磷酸果糖 1 6 二磷酸果糖 3 磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮 2 1 3 二磷酸甘油酸 2 3 磷酸甘油酸 2 2 磷酸甘油酸 2 磷酸烯醇丙酮酸 2 丙酮酸 第 一 阶 段 第 二 阶 段 第 三 阶 段 葡萄糖 葡萄糖的磷酸化 磷酸己糖的裂解 丙酮酸和ATP的生 成 1 糖异生主要 途径和关键反应 非糖物质转化成 糖代谢的中间产物 后 在相应的酶催 化下 绕过糖酵解 途径的三个不可逆 反应 利用糖酵解 途径其它酶生成葡 萄糖的途径称为糖 异生 糖原 或淀粉 1 磷酸葡萄糖 6 磷酸果糖 1 6 二磷酸果糖 3 磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮 2 磷酸烯醇丙酮酸 2 丙酮酸 葡萄糖 己糖激酶 果糖 激酶 丙酮酸 激酶 6 磷酸葡萄糖 二磷 酸果 糖磷 酸酶 6 磷酸葡萄 糖磷酸酶 PEP羧激酶 丙酮酸羧化酶 2 草酰乙酸 磷酸烯醇丙酮酸 PEP 糖异生途径关键反应之一 PEP羧激酶 ATP H2O ADP Pi 丙酮酸羧化酶 GTP GDP 丙酮酸 草酰乙酸 CO2 CO2 P 糖异生途径关键反应之二 二磷酸果 糖磷酸酶 H2O Pi 1 6 二磷酸果糖 P P O H2CO H2CO HO OH H OHH H H 6 磷酸果糖 H2CO OH P O H2CO HO OH H H H P P O H2CO H2CO HO OH H OHH H 1 6 二磷酸果糖 P P O H2CO H2CO HO OH H OHH H 糖异生途径关键反应之三 H2O Pi 6 磷酸葡萄 糖磷酸酶 P 6 磷酸葡萄糖 H 葡萄糖 丙酮酸羧化酶 线粒体酶 以生物素 biotin 作为辅 基 生物素起CO2 载体的作用 生物素的末端羧 基与酶分子的一 个赖氨酸残基的 氨基以酰胺键 相连 二 糖酵解和葡 萄糖异生的关系 A B C1 C2 A G 6 P磷酸酶 B F 1 6 P磷酸酶 C1 丙酮酸羧化酶 C2 PEP羧激酶 胞液 线粒体 葡萄糖 丙酮酸草酰乙酸 磷酸二羟丙酮3 P 甘油醛 乳酸 丙氨酸 TCA循环乙酰CoA PEP G 6 P F 6 P F 1 6 P 丙酮酸 草酰乙酸 3 P 甘油 甘油 天冬氨酸 酮戊二酸 谷氨酸 谷氨酸 酮戊二酸 天冬氨酸 苹果酸 NADH H NAD 苹果酸 NAD NADH H 草酰乙酸 草酰乙酸 6 磷酸果糖 F 6 P 磷酸葡萄糖异构酶 葡萄糖 6 磷酸葡萄糖 G 6 P ATP ADP 己糖激 酶 1 6 二磷酸果糖 F 1 6 2P 磷酸果糖激 酶 ATP ADP 磷酸二羟丙酮3 磷酸甘油醛 磷酸丙糖异构酶 醛缩酶 乙酰辅酶A 三羧酸循环 乳酸 乙醇 3 磷酸甘油醛 1 3 二磷酸甘油酸 NAD Pi NADH H 3 磷酸甘油醛脱氢酶 3 磷酸甘油酸 ADP ATP 磷酸甘油酸激酶 2 磷酸甘油酸 磷酸甘油酸变位酶 2 磷酸烯醇式丙酮酸 H2O 烯醇酶 丙酮酸 ADP ATP 丙酮酸激酶 2GTP 2ATP 2ATP 2NADH 2H 3 糖异生的总反应式 2丙酮酸 4ATP 2GTP 2NADH 6H2O 葡萄糖 4ADP 2GDP Pi 2NAD 2H 4 糖异生的调控 糖原 或淀粉 1 磷酸葡萄糖 6 磷酸果糖 1 6 二磷酸果糖 3 磷酸甘油醛 磷酸二羟丙酮 2 磷酸烯醇丙酮酸 2 丙酮酸 葡萄糖 己糖激酶 果糖 激酶 二磷酸果 糖磷酸酶 丙酮酸 激酶 丙酮酸羧化酶 6 磷酸葡萄糖 磷酸酶 6 磷酸葡萄糖 2 草酰乙酸 PEP羧激酶 ATP 柠檬酸 ATP 丙氨酸 乙酰CoA ADP 2 6 2P Fru AMP Cori cycle 乳酸的再利用 CoASH 柠檬酸合成酶 顺乌头 酸酶 乙醛酸循环 植物微生物 NAD NADH 苹果酸 脱氢酶 草酰乙酸 O CH3 C SCoA CoASH O CH3 C SCoA COO CH2 CH2 COO 琥珀酸 异柠檬酸 裂合酶 苹果酸 合成酶 O O H C C OH 乙醛酸 NAD 草酰乙酸 乙醛酸循环总反应式及其与 糖异生的关系 草酰乙酸 糖异生途径 2CoASH NADH H COO CH2 CH2 COO 琥珀酸 O CH3 C SCoA NAD 2 作用 1 通过乙醛 酸途径使乙酰 CoA 转变为草酰乙酸从 而进入柠檬酸循环 2 使萌发的种子将 贮存的甘油三脂 通过乙酰 CoA转变 为葡萄糖 在动物体内乙 酰 CoA不能作 为糖异生的前 体 。