磷酸戊糖途径
磷酸戊糖途径
2. 非氧化阶段（5步反应）
此阶段反应的实质是基团的转移。反应由5C糖开 始，在异构酶、转酮酶及转醛酶的作用下使磷酸 戊糖重排，最后重新生成6-磷酸果糖。
从5C糖重新生成6C糖
Step 4
磷酸戊糖异构酶
5-磷酸核酮糖
烯二醇
5-磷酸核糖
四、 磷酸戊糖途径的调控
NADPH与NADP+竞争性抑制 NADP作为6-磷酸葡萄糖脱氢酶的辅酶，接受G-
6-磷酸葡萄糖脱下H并激活该脱氢酶，而NADPH作 为竞争性抑制剂，抑制该酶活性。
[NADP+] ＞[NADPH] ，即可启动PPP 过程。
[NADPH]＞ [NADP+] ，抑制 G6PDH 和 6PGDH 活性
二、磷酸戊糖途径的特点
葡萄糖直接氧化脱氢和脱羧，不必经过糖酵解 和三羧酸循环。
脱氢酶的辅酶不是NAD+而是NADP+，产生的 NADPH作为还原力以供生物合成用，而不是传 递给O2。
无ATP的产生和消耗。
三、磷酸戊糖途径的反应历程
6-磷酸葡萄糖
2
磷酸戊糖 途径
细胞质中
三、磷酸戊糖途径的反应历程
蚕豆病：医学名称6-磷酸葡萄糖脱氢酶缺乏症 表现对氧化性药物过敏、严重贫血、黄疸、尿黑
色，血色素下降，红细胞大量破裂。
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶
红细胞中NADPH浓度达不到要求
红 细 胞破裂
溶血性贫血症（hemolytic anemia)
知识拓展
谢谢观看
磷酸戊糖途径总过程
起始物：G-6-P 代谢产物： 3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖 中间代谢产物： 5-磷酸核糖和NADPH。 关键酶： 6-磷酸葡萄糖脱氢酶。
磷酸戊糖途径
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磷酸戊糖途径小结
• 细胞定位：胞浆
• 反应过程可分为二个阶段
➢第一阶段：氧化反应 生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2
5-磷酸核酮糖
5-磷酸木酮糖 3-磷酸甘油醛 4-磷酸赤藓糖
5-磷酸木酮糖
3×(G-6-P)+6NADP+
3-磷酸甘油醛
6-磷酸果糖
2×(F-6-P)+3-磷酸甘油醛+
6NADPH+ 6H+ +3CO2
8
磷酸戊糖途径的特点
⑴ 脱氢反应以NADP+为受氢体，生成 NADPH+H+。
⑵ 1分子6-磷酸葡萄糖经过反应，只能发生一次 脱羧和二次脱氢反应，生成1分子CO2和2分子 NADPH+H+。
H C—OH 5-磷酸核酮糖 CH2O— P
NADP+ NADPH+H+
G-6-P
6-磷酸葡萄糖 G-6-PD
NADP+
NADPH+H+
CO2
5-磷酸核糖
催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶是此 代谢途径的关键酶；
两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生成 NADPH+H+；
反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。
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蚕豆病
• 发病机制：
体内缺乏6-P-葡萄糖脱氢酶，而蚕豆中含有蚕豆 嘧啶、蚕豆嘧啶核苷、多巴、多巴核苷等具有氧化 作用物质，可使G-6-PD缺陷患者中的红细胞谷胱 甘肽(GSH)降低引发溶血 。
磷酸戊糖途径的名词解释
磷酸戊糖途径的名词解释磷酸戊糖途径什么是磷酸戊糖途径？磷酸戊糖途径（ Pentose Phosphate Pathway，PPP）是细胞内一种重要的代谢途径，也被称为糖酸磷酸戊糖途径（Gluconate-Phosphate Pathway）。
它是葡萄糖代谢的一个分支，既可供能，又可提供生物体所需要的核酸、脂类等生化物质。
磷酸戊糖途径相关名词•糖醇磷酸化酶：这是磷酸戊糖途径的关键酶，负责将糖醇磷酸化。
–例如：葡萄糖-6-磷酸脱氢酶（G6PD）是磷酸戊糖途径中的一种糖醇磷酸化酶，它将葡萄糖-6-磷酸转化为6-磷酮酸糖。
•戊糖磷酸糖化途径：这是磷酸戊糖途径的一个分支，参与有氧呼吸和核酸合成过程。
–例如：核酮醇-糖醛酸途径是戊糖磷酸糖化途径的一个分支，它可将糖醇磷酸转化为核酮醇酮酸和糖醛酸。
•非氧化性糖阶段：这是磷酸戊糖途径的一个阶段，在此阶段中，磷酸戊糖可转化为糖醇磷酸和核醛糖酸。
–例如：己糖-3-磷酸异构酶是非氧化性糖阶段的关键酶，它能将己糖-5-磷酸异构为戊糖-6-磷酸，维持糖醇磷酸在PPP中的平衡。
•氧化性糖阶段：这是磷酸戊糖途径的另一个阶段，在此阶段中，糖醇磷酸被氧化为核酮醇酮酸和糖醛酸。
–例如：磷酸核酮醇异构酶是氧化性糖阶段的关键酶，它将磷酸核酮醇异构为磷酸核糖酮酸。
•逆反应产物：在磷酸戊糖途径中，逆反应产物是戊糖-6-磷酸，它是可逆反应的平衡产物。
–例如：戊糖-6-磷酸能通过戊糖-6-磷酸酶逆反应为己糖-6-磷酸，从而参与其他生化途径的代谢过程。
结论磷酸戊糖途径是一个复杂的代谢途径，涉及许多酶和反应。
通过研究这些名词所代表的关键分子和过程，我们可以更好地理解细胞代谢的调节机制，为未来的生物医学研究和药物开发提供理论基础。
磷酸戊糖途径的详细解释
磷酸戊糖途径的详细解释磷酸戊糖途径（Pentose Phosphate Pathway，PPP）是细胞内重要的代谢途径之一，它在生物体的能量供应、氧化还原平衡和合成物质的生产中起着重要的作用。
本文将以从简到繁、由浅入深的方式，对磷酸戊糖途径进行详细解释，并深入探讨它在生物体中的功能和调节机制。
1. 磷酸戊糖途径的概述磷酸戊糖途径是一种与糖酵解和三羧酸循环相互关联的代谢途径。
它是在细胞质中发生的一系列化学反应，主要通过糖醇磷酸化和己糖酸的形成来代谢葡萄糖。
磷酸戊糖途径的产物包括核酮糖、核糖、NADPH（辅酶还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸腺苷）、糖醇磷酸和己糖酸。
2. 磷酸戊糖途径的具体过程磷酸戊糖途径主要由非氧化分支和氧化分支组成。
非氧化分支包括糖醇磷酸途径和己糖酸途径，而氧化分支则是通过磷酸戊糖脱氢酶的作用将磷酸戊糖-6-磷酸转化为核糖酸。
2.1 糖醇磷酸途径糖醇磷酸途径是磷酸戊糖途径的第一步，通过糖醇激酶和糖醇磷酸化酶的作用，将葡萄糖转化为葡萄糖-6-磷酸，进而形成糖醇磷酸和核糖磷酸。
这一过程产生的糖醇磷酸可以参与核苷酸的合成、细胞结构的维持以及抗氧化反应等生物过程。
2.2 己糖酸途径己糖酸途径是磷酸戊糖途径的第二步，主要通过己糖酸激酶和己糖酸脱氢酶的作用，将糖醇磷酸转化为己糖酸。
己糖酸可以进一步分解为核酮糖和糖醇磷酸，或经过己酮酸脱氢酶的作用转化为糖醇磷酸和甘油磷酸。
己糖酸途径的产物可以用于核苷酸的合成，也可作为丙酮酸循环的代谢底物。
3. 磷酸戊糖途径的功能磷酸戊糖途径在细胞代谢中发挥着多种重要功能。
3.1 能量供应通过磷酸戊糖途径，细胞可以将葡萄糖转化为葡萄糖-6-磷酸，并进一步产生能量。
磷酸戊糖途径产生的核糖酸和核酮糖也可经由核苷酸代谢途径转化为ATP，从而为细胞提供能量。
3.2 氧化还原平衡磷酸戊糖途径通过产生NADPH，参与细胞内氧化还原反应，维持细胞内的氧化还原平衡。
NADPH是细胞内非常重要的一个还原剂，参与多种生物反应，如抗氧化反应、脂类合成和硫化还原酶的活化等。
生物化学 第二版 16磷酸戊糖途径
三、磷酸戊糖途径的生理意义
1.生成5-磷酸核糖 ➢ 磷酸戊糖途径是葡萄糖生成5-磷酸核糖的唯一代谢途径； ➢ 5-磷酸核糖是合成核苷酸及其衍生物的重要原料；
➢ 磷酸戊糖途径是糖代谢与核酸代谢的交汇途径。
三、磷酸戊糖途径的生理意义
2.生成NADPH NADPH一般不进入呼吸链，而是作为供氢体参与还原反应。 ➢ 参与体内多种生物合成反应；
16.磷酸戊糖途径
主讲人：
磷酸戊糖途径
一、磷酸戊糖途径概述 二、磷酸戊糖途径的反应过程 三、磷酸戊糖途径的生理意义 四、相关疾病--蚕豆病
一、磷酸戊糖途径概述
抑制
糖
无氧氧化
分
解
有氧氧化
代
谢
糖分解代谢的主要途径
磷酸戊糖途径 糖分解代谢的一条支路
一、磷酸戊糖途径概述
定义：由 称作
开始，生成 ；亦称为
2.磷酸戊糖途径与有氧氧化、无氧氧化
磷酸戊糖途径与有氧氧化、无氧氧化三条途径相关联； 6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛可转变为6-磷酸葡萄糖继续进
行磷酸戊糖途径，也可以进入糖有氧氧化或无氧氧化途径。
二、磷酸戊糖途径反应过程
3.磷酸戊糖途径的调节
磷酸戊糖途径的限速酶是 磷酸戊糖途径主要受体内NADPH的需求量调节。
为中间代谢物的过程， ；
葡萄糖
无
磷
丙酮酸
一、磷酸戊糖途径概述
组织定位：肝、脂肪组织、哺乳期乳腺、肾上腺皮质、性腺、 骨髓和红细胞等；
细胞定位：细胞液。
磷酸戊糖途径
二、磷酸戊糖途径反应过程
1.反应过程
氧 化 阶 段
起始物
非 氧 化 阶 段
产物
产物
产物
二、磷酸戊糖途径反应过程
磷酸戊糖途径
磷酸戊糖途径
2、定义
以6-磷酸葡萄糖开始，在6-磷酸葡萄糖脱氢酶 催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，进而代谢生成磷 酸戊糖为中间代谢物的过程，称为磷酸戊糖途 径。
• 磷酸戊糖——磷酸戊糖为代表性中间产物。 • 支路——糖酵解在磷酸己糖处分生出的新途径。
第四节 磷酸戊糖途径 （磷酸己糖支路—HMS）
（pentose phosphate pathway）
一、磷酸戊糖途径概述
1、发现历程
• （1931-1951）
•
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
3、细胞定位—— 细胞质中
2 磷酸戊 糖途径
二、磷酸戊糖途径的过程
第一阶段（氧化阶段） ： 6分子的6－磷酸葡萄 糖经脱氢、水合、氧化脱
羧生成6分子5－磷酸核酮糖、6NADPH和6CO2 第二阶段（异构阶段，一系列基团转移反应）：
6分子5－磷酸核酮糖经一系列基团转移反应异 构成5分子6－磷酸葡萄糖回到下一个循环。
C5
C5
7-磷酸景天糖
C7
4-磷酸赤藓糖
3-磷酸 甘油醛
C3
C4 6-磷酸果糖
C6
5-磷酸木酮糖 C5
3-磷酸甘油醛 C3
6-磷酸果糖 C6
磷 酸
6-磷酸葡萄糖(C6)×3
3NADP+ 3NADP+3H+
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
戊 糖
6-磷酸葡萄糖酸内酯(C6)×3
途
磷酸戊糖途径-
(5) 二分子 五碳糖得基 团转移反应
H C OH
CH2OPO3H2
核糖-5-磷酸
ribose 5-phosphate
转酮反应
CH2OPO3H2
景天庚酮糖-7-磷酸
sedoheptulose 7-phosphate
(6)七碳糖与三碳糖得基团转移反应
CH2OH CO
Mg2+或 Mn2+
CHO H C OH
CH2OH CO HO C H
H C OH
H C OH
CH2OPO3H2
果糖-6-磷酸
fructose 6-phosphate
(7)四碳糖与五碳糖得基团转移反应
CH2OH
CHO
转酮反应
CO
H C OH
CH2OH
HO C H H C OH
CHO
CH2OPO3H2
甘油醛-3-磷酸
CO
glyceraldehyde 3-phosphate HO C H
总反应图 反应式 转酮醇酶与转醛缩酶比较 特点
大家有疑问的, 可以询问和交流
可以互相讨论下, 但要小声点
6NADPH 6CO2 6×Ru5P
磷酸戊糖途径:
2×Xu5P 2×R5P
6×6-磷酸 葡萄糖酸
2×S7P
2×GAP
6H2O
6×6-磷酸葡 萄糖酸内酯
2× Xu5P
6NADPH
2×GAP
6×葡萄糖-6-磷酸
核酮糖-5-磷酸
ribulose 5-phosphate
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
6-phosphogluconate dehydrogenase
(4) 三种五碳糖得互换:
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磷酸戊糖途径(磷酸己糖支路)
１、磷酸戊糖途径得生理意义:在组织中添加酵解抑制剂如碘乙酸或氟化物等葡萄糖仍可以被消耗,证明葡萄糖还有其它代谢途径。
２。
磷酸戊糖途径得全过程
涉及到二至七碳糖得相互转化
以６个分子得葡萄糖参与反应。
(１)在6—磷酸葡萄糖脱氢酶得催化下:
不可逆得,反应得产物ＮADPH就是此酶得负调节物。
(2)在6－磷酸葡萄糖酸-δ-内酯酶得催化下:
(3)在６-磷酸葡萄糖酸脱氢酶催化下:
CO2生成得特点:来源于6-磷酸葡萄糖得第一位碳原子。
(４)上一步反应得6分子5—磷酸核酮糖中,有２分子在磷酸核糖异构酶得催化下异构化成5—磷酸核糖:
在其异构化过程中,形成一个烯二醇式中间产物:
这种互变方式也就是其她醛糖-酮糖互变异构得方式。
(5)另有4分子５-磷酸核酮糖在磷酸戊酮糖表异构酶得催化下异构化成为5—磷酸木酮糖:
(6)在转酮酶得作用下,以上反应生成得2分子5－磷酸核糖与2分子5—磷酸木酮糖起反应,形成7-
磷酸景天庚酮糖与3—磷酸甘油醛:
(7)在转醛酶得催化下,7—磷酸景天庚酮糖与3—磷酸甘油醛进行反应,形成四碳化合物4—磷酸赤藓
糖与6—磷酸果糖。
(8)第５步反应中还剩下得2分子５-磷酸木酮糖在转酮酶得作用下,再与4－磷酸赤藓糖反应,生成３
—磷酸甘油醛与6—磷酸果糖。
(９)以上反应得产物中有１分子3－磷酸甘油醛异构化为磷酸二羟基丙酮:
(１０)余下得1分子3—磷酸甘油醛与磷酸二羟基丙酮反应,生成１,6—二磷酸果糖:
(１1)在二磷酸果糖磷酸酯酶得催化下,1,6—二磷酸果糖脱去1个磷酸基,转变成为6－磷酸果糖:
(12)至此,共有５分子6—磷酸果糖生成,在磷酸己糖异构酶催化下,转变成6—磷酸葡萄糖:
磷酸戊糖途径得总反应式为:
说明:
①就是位于细胞质得代谢途径。
②合成5分子6—磷酸葡萄糖并非就是开始反应时得分子骨架
磷酸戊糖途径得生物学意义
(1)NＡDPＨ得生成及其功能特点:就是生物体内NADPH来源得主要途径
①在许多物质(如:脂肪酸,胆固醇,类固醇)得生成合成中作为Ｈ与电子供体。
②ＮAＤPH就是生物体内一些酶得辅酶。
(2)在磷酸戊糖途径中,5-磷酸核糖就是重要得中间产物、5－磷酸核糖就是合成核苷酸、ATP、ADＰ、核酸
得原料。
(3)磷酸戊糖途径中4-磷酸赤藓糖也就是一个非常重要得中间产物。
４－磷酸赤藓糖就是合成苯丙氨酸、酪
氨酸、色氨酸得原料,因而磷酸戊糖途径与蛋白质代谢关系密切。
(4)磷酸戊糖途径与糖酵解有着共同得中间产物,因而两条途径就是可以互相转变得、互相协调得、
ﻬﻬ共1０步,前５步就是准备阶段,葡萄糖分解为三碳糖,消耗2分子AＴP;后5步就是放能阶段,三碳糖生成丙酮酸,共产生4分子ＡＴP、
总过程需10种酶,都在细胞质中,多数需要Mg2＋。
酵解过程中所有得中间物都就是磷酸化得,可防止从细胞膜漏出、保存能量,并有利于与酶结合、
1、碳骨架得变化:
６C糖→2个3C糖
葡萄糖→２乳酸
或葡萄糖→２乙醇+ 2 CＯ2
酵解(产生乳酸) ２ＡTP
发酵(产生酒精) 2ATP
物质代谢放能过程ＡDP＋Pi→ＡＴP 吸能
过程
葡萄糖酵解总反应式为:
葡萄糖＋2Pi＋2AＤＰ+NＡD+→２丙酮酸＋2ＡTP＋ＮADH+2H++２H2O
ﻬ乙醛酸循环得生物学意义:
ｌ可以二碳物为起始物合成二羧酸与三羧酸、
在植物与微生物内则发现脂肪转变为糖就是通过乙醛酸循环途径进行得。
说明:
①乙醛酸循环一般不存在于动物体中、
②将乙醛酸循环作为三羧酸循环得支路就是不正确得。