戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径
第七节生物化学 下册 25 戊糖磷酸与其他
3 葡萄糖-6-磷酸水解，生成葡萄糖。
葡萄糖-6-磷酸酶是结合在光面内质网上的酶，因 此，葡萄糖-6-磷酸必须先转移到内质网内才能被水 解，形成的葡萄糖和磷酸再通过不同的转运途径回 到细胞溶胶中。 在大脑和肌肉中不存在葡萄糖-6-磷酸酶，因此不 能利用葡萄糖-6-磷酸形成葡萄糖，只能由肝脏将其 水解成葡萄糖，再进入血液，维持血液中葡萄糖浓 度稳定。
甘油醛-3-磷酸
果糖-6-磷酸
生成的赤藓糖-4-磷酸再与另一分子的木酮糖-5-磷酸经转酮酶催 化生成果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸。
戊糖磷酸途径的非氧化阶段是一条转换途径，通过 这个途径，氧化阶段产生的核酮糖-5-磷酸转换为糖酵解 的中间产物果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸。
如果所有的戊糖磷酸都转换为酵解的中间产物，3分 子的戊糖分子可以转换为2分子的己糖和1分子的丙糖。
2CH3COCOOH + 2ATP+ 2(NADH+H+) + 2H2O 丙酮酸
三羧酸循环总反应式
乙酰－CoA + 3NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O 2CO2 + 3NADH + 3H+ + FADH2 + CoASH + GTP
6-磷酸葡萄糖酸
核酮糖-5-磷酸
戊糖磷酸途径总揽
（一) 将非糖物质转变为糖，以维持血糖恒定，满足组织 对葡萄糖的需要。
（人体可供利用的糖仅150克，而且储量最大的肌糖原只供本身 消耗，肝糖原不到12小时即全部耗尽，这时必需通过异生补充血糖， 以满足脑和红细胞等对葡萄糖的需要）。
【生物化学】戊糖代谢及其他糖代谢途径
G-6-P
6-P-葡萄糖酸内酯
6-P-葡萄糖酸
②
COOH H C OH HO C H H C OH H C OH
CH2O P
6-P-葡萄糖酸
6-P-葡萄糖酸脱氢酶
NADP+
CH2OH CO
H C OH
NADPH +H+
CO2
H C OH
CH2O P
5-P-核酮糖
2.磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶段
2×H2O
1、丙酮酸转变成磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸
CO2
ATP+H2O ADP+Pi
生物素
丙酮酸羧化酶 （线粒体）
PEP羧激酶 （线粒体/胞液）
草酰乙酸 GTP
P
GDP
磷酸烯醇丙酮酸 （PEP）
CO2
丙酮酸+ATP+GTP+H2O
磷酸烯醇式丙酮酸+ADP+GDP+Pi+H+
丙酮酸
苹果酸
苹果酸脱氢酶
1. 磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段
①
H C OH H C OH
6-P-葡①萄糖脱氢酶 C O
NADP+
H C OH
HO C H O H C OH HC
HO C H O
NADPH +H+
H C OH HC
CH2O P
CH2O P
内②酯酶 H2O
COOH H C OH HO C H H C OH H C OH
Cori循环—在激烈运动时，糖酵解作用产生的NADH的速度超出通过呼吸链 再形成NAD+的能力。这时肌肉中酵解过程形成的丙酮酸由乳酸脱氢酶转变为 乳酸使NAD+再生，这样糖酵解作用才能继续提供ATP。肌肉细胞内的乳酸扩 散到血液并随着血流进入肝脏细胞，在肝脏中通过糖异生途径转变为葡萄 糖，又回到血液，随血流供应肌肉和脑对葡萄糖的需要。这个循环过程称 Cori循环
戊糖磷酸途径的反应过程
戊糖磷酸途径是糖类代谢途径之一，主要在肝脏中进行，其反应过程如下：
1.葡萄糖的摄取：葡萄糖通过肠道吸收，进入血液循环系统，并通过血液输送到肝脏。
2.葡萄糖的转化：肝脏中的糖酵解过程将葡萄糖转化为丙酮酸，同时产生少量ATP。
3.丙酮酸的氧化：肝脏中的丙酮酸氧化为乙酰辅酶A（Acetyl-CoA），同时产生少量ATP。
4.乙酰辅酶A的转化：乙酰辅酶A通过柠檬酸循环和三羧酸循环，被转化为NADH和FADH2，
同时产生大量的ATP。
5.NADH和FADH2的转化：NADH和FADH2通过电子传递链（ETC）被转化为NADPH，同
时产生大量的ATP。
6.NADPH的利用：NADPH被用来还原三磷酸甘油醛（Triglycerides）和胆固醇（Cholesterol），
生成甘油三磷酸（Glycerol-3-phosphate）和胆酸（Bile Acids）。
7.葡萄糖的再生：葡萄糖被重新摄取，再次进入糖酵解和丙酮酸氧化的过程，形成循环。
总的来说，戊糖磷酸途径的反应过程是一个糖类代谢的循环过程，通过这个过程，葡萄糖被转化为能量丰富的物质，同时产生NADPH，为其他代谢途径提供还原力。
戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径
精品资料
四.乙醛酸循环 (xúnhuán)
1.乙醛酸循环主要(zhǔyào)存在于种子萌发初 期和以2碳化合物为底物（能吸收乙酸或乙酰 COA）的微生物中，但不存在于动物中
2.乙醛酸循环与三羧酸循环很相象，主要回避了 两部脱羧反应。
异柠檬酸氧化脱羧生成-酮戊二酸 -酮戊二酸氧化脱羧成为琥珀酰辅酶A
精品资料
1.丙酮酸生成(shēnɡ chénɡ)磷酸 烯醇式丙酮酸
丙酮酸羧化酶 丙酮酸+CO2+ATP+H2O 草酰乙酸+ADP+Pi+2H+
PEP羧激酶
草酰乙酸+GTP 磷酸(lín suān)烯醇式丙酮酸 人及+哺G乳D动P+物CO的2丙酮酸羧化酶存在于肝或肾的线粒体中，所以细胞 液中丙酮酸经运载系统进入线粒体后才能羧化成草酰乙酸，而草酰 乙酸又必须离开线粒体才能进一步转变成磷酸烯醇式丙酮酸。但草 酰乙酸本身不能透过线粒体内膜，所以转变成苹果酸，天冬氨酸等 通过二羧酸转运系统离开线粒体后再进一步氧化恢复成草酰乙酸
精品资料
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2. 1,6-二磷酸果糖(guǒtáng)转化成6－磷酸
果糖(guǒtáng)
果糖二磷酸酶
1,6-二磷酸果糖(guǒtáng)+H2O
6－磷酸果糖
(guǒtáng)+Pi
3. 6－磷酸果糖转化为葡萄糖
葡萄糖6－磷酸酶，Mg2+
6 －磷酸葡萄糖+H2O
葡萄糖+Pi
精品资料
糖异生及酵解图
精品资料
一.磷酸(lín suān)戊糖途径及 相关酶
1.氧化(yǎnghuà)阶段 （不可逆）
生物化学与分子生物戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径(共72张PPT)
糖酵解、糖异生和戊糖磷酸途径
2
它主要在肝细胞和胰岛细胞中进行，是葡萄糖生 成丙酮酸的重要步骤，也是糖异生的主要来源。
3
戊糖磷酸途径的产物丙酮酸可以进一步转化为葡 萄糖或者脂肪酸，参与能量代谢和物质合成。
戊糖磷酸途径过程
01
葡萄糖经过一系列的酶促反应， 生成6-磷酸葡萄糖。
03
6-磷酸葡糖酸经过磷酸戊糖异构 酶的催化，异构为5-磷酸葡糖酸
药物研发
了解这些代谢过程有助于药物的 研发，针对相关酶或代谢途径设 计新的药物，用于治疗相关疾病。
02
糖酵解
糖酵解定义
01
糖酵解定义：糖酵解是指在无氧或微氧条件下，葡萄糖在细胞 质中被分解成为丙酮酸的过程，并伴随着少量能量释放。
02
糖酵解是生物体获取能量的重要方式之一，特别是在缺氧或无
氧环境中。
糖酵解是葡萄糖代谢的主要途径之一，为生物体的生命活动提
03
供所需的能量。
糖酵解过程
01
糖酵解过程分为三个阶段：己糖 激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激 酶三个限速步骤。
02
在己糖激酶的作用下，葡萄糖磷 酸化生成6-磷酸葡萄糖。
磷酸果糖激酶催化6-磷酸果糖磷 酸化生成1,6-二磷酸果糖。
03
丙酮酸激酶催化1,6-二磷酸果糖 裂解生成丙酮酸和ATP。
糖酵解、糖异生和戊 糖磷酸途径
目录
• 引言 • 糖酵解 • 糖异生 • 戊糖磷酸途径 • 三种代谢途径的比较和总结
01
引言
主题简介
糖酵解
01
糖酵解是生物体内将葡萄糖分解为丙酮酸的过程，是生物体获
取能量的主要方式之一。
糖异生
02
糖异生是指将非糖物质转化为葡萄糖的过程，是维持血糖水平
磷酸戊糖途径
5-磷酸木酮糖
5-磷酸核糖
转酮酶
H
H
2
+2
转醛酶
2
+2
3-磷酸甘油醛
7-磷酸景天庚酮糖
6-磷酸果糖
4-磷酸赤藓糖
（5) 二分子五碳糖的基团转移反应
CH2OH CO
CHO H C OH
CH2OH
HO C H
H C OH
CH2OPO3H2
5-磷酸核酮糖 H
ribulose 5-phosphate H
HC
dehydrogenase(G6PD) H C
CH2OPO3H2
6-磷酸葡萄糖
glucose 6-phosphate
限速酶，对NADP+ 有高度特异性
CH2OPO3H2
6-磷酸葡萄糖酸内酯
6-phosphoglucono-δ-lactone
(2) 6-磷酸葡萄糖酸内酯转变为 6-磷酸葡萄糖酸
CO
5-磷酸核酮糖
ribulose 5-phosphate
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
6-phosphogluconate dehydrogenase
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-磷酸核酮糖
5-磷酸核糖
（2）磷酸戊糖的异构
4
6
2
2
+2
磷酸戊糖途径的 非氧化阶段之二
6H2O
6×6-磷酸葡 萄糖酸内酯
6NADPH
葡萄糖
6×6-磷 酸葡萄糖
2× 5-磷酸 木酮糖
2× 3-磷酸 甘油醛
2×4-磷酸 2× 6-磷
中国海洋大学资料 糖的其他代谢途径
中国海洋大学海洋生命学院
董文
3、Cori循环：剧烈运动时产生的大量乳酸会迅速扩 散到血液，随血流流至肝脏，先氧化成丙酮酸，再经 过糖异生作用转变为葡萄糖，进而补充血糖，也可重 新合成肌糖原被贮存起来。这一乳酸——葡萄糖的循 环过程称为Cori循环。
中国海洋大学海洋生命学院
董文
4、反刍动物糖异生途径十分活跃，牛胃中的 细菌分解纤维素成为乙酸、丙酸、丁酸等脂 肪酸可转变成为琥珀酰CoA参加糖异生途径 合成葡萄糖。
第十八章 糖的其他代谢途径
第一节、戊糖磷酸途径
一、概况
糖酵解和三羧酸循环是机体内 糖分解代谢的主要径，但不是唯 一途径。实验研究也表明：在组 织中添加酵解抑制剂如碘乙酸或 氟化物等（磷酸甘油醛脱氢 酶），葡萄糖仍可以被消耗，这 说明葡萄糖还有其它的代谢途径。 许多组织细胞中都存在有另一种 葡萄糖降解途径，即磷酸戊糖途 径（pentose phosphate pathway, PPP）
中国海洋大学海洋生命学院 董文
己糖单磷酸途径(Hexose Monophosphate Pathway) 戊糖(磷酸)支路(pentose phosphate shunt) 磷酸己糖支路(Hexose Monophosphate shunt) 磷酸己糖旁路 磷酸葡萄糖酸途径(phosphogluconate pathway)
中国海洋大学海洋生命学院 董文
中国海洋大学海洋生命学院
董文
1、丙酮酸羧化生成 磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸 + ATP + GTP → 磷酸烯醇式丙酮酸 + ADP + GDP + CO2 从丙酮酸开始的糖异 生作用，需胞质和线粒体 酶的相互协作，可以以两 种方式完成。
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电子教案
第二十五章戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径
≤课前回顾≥
提问：
1. 呼吸链的概念、组成，及各成分的排列顺序？
2. 氧化磷酸化的概念？
3. 氧化磷酸化的偶联机制？
4. 化学渗透学说？
≤教学目的≥
1 、掌握磷酸戊糖途径的反应特点、关键酶、调节、生理意义。
2 、掌握糖异生途径反应过程、限速步骤、限速酶；熟悉糖异生的调节、生理意义。
3 、熟悉糖的其它代谢途径
4 、寡糖类的生物合成与分解（自学）
≤重点难点≥
磷酸戊糖途径的反应特点、关键酶、调节、生理意义
≤教学内容≥
一．戊糖磷酸途径的引出：
葡萄糖在生物体内的氧化分解代谢主要是通过酵解和三羧酸循环途径进行的，这也是生物产生能量的主要途径。
但绝非唯一的途径。
戊糖磷酸途径（ Pentose Phosphate Pathway ）又称戊糖支路（ Pentose Shunt ）、己糖单磷酸途径（ Hexose Monophophate Pathway ）、磷酸葡萄糖酸氧化途径（ Phosphategluconate Oxidative Pathway ）、以及戊糖磷酸循环（ Pentose Phosphate Cycle) 等，这些名称强调从磷酸化的六碳糖形成磷酸化五碳糖的过程。
戊糖磷酸途径是糖代谢的第二条重要途径，是葡萄糖分解的另外一种机制，在细胞溶胶中进行，广泛存在于动植物细胞内
二．过程概述
磷酸戊糖途径是指从 G-6-P 脱氢反应开始，经一系列代谢反应生成磷酸戊糖等中间代谢物，然后再重新进入糖氧化分解代谢途径的一条旁路代谢途径。
该旁路途径的起始物是 G-6-P ，返回的代谢产物是 3- 磷酸甘油醛和 6- 磷酸果糖，其重要的中间代谢产物是 5- 磷酸核糖和NADPH 。
整个代谢途径在胞液中进行。
关键酶是 6- 磷酸葡萄糖脱氢酶。
三．过程详述
全过程可分为两个阶段：氧化阶段和非氧化阶段
（一）物质代谢
1 ．代谢途径（图）
（ 1 ）反应和中间代谢物
（ 2 ）酶和辅酶
（ 3 ）能量和还原力的传递
（ 4 ）碳架的变化6C → 5C +CO2；5C + 5C → 3C + 7C ；3C + 7C → 4C + 6C ； 5C + 4C → 3C + 6C
（ 5 ）抑制剂
（ 6 ）总反应式
3 G -6-P+6NADP +→ 3 CO2+6 NADPH+ 2 F -6-P+3-P- 甘油醛
（二）能量代谢
3 分子的 G-6-P 产生 6 分子的 NADPH+H+和 1 分子 3-P- 甘油醛，同时又返回 2 分子的
G-6-P ，也就是 1 分子的 G-6-P 产生 6 分子的 NADPH+H+和 1 分子 3-P- 甘油醛。
那么 2 分子的 G-6-P 产生 12 分子的 NADPH+H+和 2 分子 3-P- 甘油醛，其中 2 分子 3-P- 甘油醛可以通过 EMP 的逆过程变成 G-6-P ，这样， 1 分子的 G-6-P 净产生 12 分子的 NADPH+H+（它的穿梭总是免费的），合 36 分子的 ATP 。
1 分子的葡萄糖就可以产生 35 分子的 ATP 。
（三）葡糖异生作用和糖酵解作用的互相协调
当一条途径活跃时，另一条途径的活性就相应的降低，磷酸果糖激酶和果糖 -1,6- 二磷酸酶是起调控作用的关键酶。
当葡萄糖供应丰富时，果糖 -2,6- 二磷酸作为细胞内的分了信号也处于高水平。
它活化糖酵解作用并抑制异生途径经。
果糖 -2,6- 二磷酸受到破坏则引起果糖 -1,6- 二磷酸酶活性加强，从而加速葡糖异生作用。
胰高血糖素 / 胰岛素比值升高，也促进葡糖异生作用的加快。
丙酮酸羧化和丙酮羧化酶所受到的调节使它们同时都不是处于最活跃的状态。
别构调节和可逆磷酸化作用都是迅速的。
这类调节为转录调节。
四 . 戊糖磷酸途径生理学意义
1. 产生 NADPH ，为生物合成提供还原力
2.NADPH 可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
3. 产生磷酸戊糖参加核酸代谢
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
五．糖的其他代谢途径
（一）．葡糖异生作用
⒈概述：
指的是由非糖物质例如乳酸、氨基酸、甘油等作为原料合成葡萄糖的作用。
葡糖异生作用对于机体饥饿时和激烈运动时不断提供葡萄糖维持水平是非常重要的。
脑和红细胞几乎全部依赖血糖提供能源。
葡糖异生作用的绝大多数酶是细胞溶胶酶，只有丙酮酸羧化酶和葡萄糖 -6- 磷酸酶除外，前者位于线粒体基质，后者结合在光面内质网上。
⒉详述
⑴代谢途径
①丙酮酸和乳酸的糖异生
②生糖氨基酸的糖异生
③甘油→ 3-P- 甘油→磷酸二羟丙酮→（同（ 1 ））→葡萄糖
⑵糖异生与糖酵解的异同（以葡萄糖——丙酮酸为例）
糖异生过程基本是糖酵解的逆过程。
不同主要表现在三个不可逆步骤。
①糖异生过程中的三个不同反应步骤和酶
Ⅰ羧化支路：丙酮酸→（丙酮酸羧化酶）→草酰乙酸（线粒体）→（苹果酸脱氢酶，线粒体）→苹果酸→（苹果酸脱氢酶，细胞液）→草酰乙酸→（磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶）→磷酸烯醇式丙酮酸
Ⅱ F-1 ， 6-2P → F-6-P ，果糖 -1 ， 6- 二磷酸酶。
该酶受 AMP 抑制和柠檬酸激活。
Ⅲ G-6-P → Glc ，葡萄糖 -6- 磷酸酶
②糖异生过程中的中间代谢物的跨膜迁移
糖异生中丙酮酸进入线粒体，在线粒体高能环境中转变为苹果酸后再回到细胞液。
③糖异生的生理意义
维持血糖，为机体某些依赖葡萄糖的组织或细胞提供葡萄糖
六．乙醛酸循环
是植物和微生物持有的反应途径。
简单酵解，图示如下：
这个循环除两步由柠檬酸裂合酶和苹果酸合酶催化的反应外，其他的反应都和“柠檬酸循环”相同。
乙醛酸循环使两个乙酰 -CoA 分子转变为一分子草酰乙酸，同时使 2 分子 NAD+和 1 分子FAD 还原。
乙醛酸循环在植物种子中有特殊重要的意义。
它使萌发的种子将贮存的三酰甘油通过乙酰 -CoA 转变为葡萄糖。
它使植物和微生物能够靠乙酸生活。
七．寡糖类的生物合成与分解
寡糖由单糖以糖苷键连接而成，种类极多，其组成成分包括有甘露糖、 N- 乙酰葡糖胺、 N- 乙酰胞壁酸、葡萄糖、果糖、半乳糖、 N- 乙酰神经氨酸、 N- 乙酰半乳糖胺等。
以糖苷键相连的最简单的典型寡糖是乳糖。
糖蛋白是多肽链与寡糖组分通过 N- 糖苷键上的寡糖分子是起识别标记作用的重要分子。
以“ N ”糖苷键连接的糖蛋白其寡糖组分通过 N- 糖苷键与蛋白质中具有 Asn-X-Ser/Thr 序列片段的 Asn 相连。
以“ O ”糖苷键连接的糖蛋白，其寡糖部分以 O- 糖苷键连接到肽的 Ser 或 Thr 残基上。
或者在胶原中连接到 5- 羟赖氨酸上，糖基化的磷脂酰肌醇 - 锚蛋白的糖组分通过一个中间的磷酸乙醇作为桥连接在蛋白质上。
它和多肽链的 C- 端氨基酸残基形成一个酰胺键相连。
N- 连寡糖的合成，开始于内质网。
此部分内容属自学内容 , 不作为重点 .。