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
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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。
磷酸戊糖途径可生成
磷酸戊糖途径可生成
磷酸戊糖是一种重要的生物分子，它可以通过许多不同的途径生成。
它可以由半乳糖或葡萄糖通过光酶法转化而来，也可以通过酶催化反应从乳糖合成出来。
磷酸戊糖的合成途径主要取决于使用的原料，但是它的最终用途可能有所不同。
磷酸戊糖通过光酶法从半乳糖或葡萄糖生成。
在光酶法过程中，植物膜脂夹层上的光酶受到光能刺激而释放出磷酸。
然后磷酸将生成的葡萄糖或半乳糖连接起来，形成磷酸戊糖。
此外，它还可以通过自由基反应从另一种糖乳糖生成。
在这种反应中，由乳糖引起的自由基氢解反应能够将乳糖分解为磷酸戊糖和环磷酸钠乙酯。
一旦完成了磷酸戊糖的合成，它可以被用来用来生产一些有用的产物。
它可以用来生产糖类物质，如果以钠离子代替氯离子，就可以生产半乳糖。
磷酸戊糖还可以用来生产抗生素，这些抗生素可以抵抗病原体，从而提供给生物抵抗疾病的力量。
另外，它也可以作为一种碳源，与其他物质结合，生成不同的复合物。
例如，它可以与半乳糖残基结合，形成复合物，减少炎症。
此外，磷酸戊糖还可以用来促进蛋白质的聚集，促进膜质的结构，促进细胞的代谢和生长，以及参与神经递质在细胞膜中的转运等。
因此，磷酸戊糖途径可以产生大量有用的生物分子，具有重要的生物学功能。
综上所述，磷酸戊糖是一种重要的生物分子，它可以通过许多不同的途径生成，如光酶法从半乳糖或葡萄糖生成，通过酶催化反
应从乳糖合成出来，生成的磷酸戊糖可以用来生产糖类物质，抗生素，碳源或者促进蛋白质的聚集，促进膜质的结构，促进细胞的代谢和生长等等。
它可以赋予生物抵抗病原体的力量，也可以帮助我们实现有效的营养素的输送和分解，从而有助于改善人们的健康。
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
NADP+
CO2
NADPH+H+
⑵
CCHH2O2OHH CC=O
H C OH
H C OH
CH 2O P 核酮糖-5-磷酸
CCOO O — H C OH HHO C HH H C OH H C OH
CH 2O P
6-磷酸葡萄糖酸
CHO H C OH H C OH H C OH
CH 2O P 核糖-5-磷酸
（一）氧化阶段生成 NADPH 和磷酸核糖
H C OH H C OH
葡糖-6-磷酸脱氢酶 NADP+
HO C H O
C=O
H C OH
H2O
HO C H O
H C OH HC
NADPH+H+
⑴
H C OH HC
CH 2O P 葡糖-6-磷酸
CH 2O P 6-磷酸葡萄糖酸内酯
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
（二）基团转移阶段生成磷酸己Fra bibliotek和磷酸丙糖核酮糖-5-磷酸（C5） ×3
木酮糖-5-磷酸 C5
3-磷酸甘油醛 C3
核糖-5-磷酸 C5
景天糖-7-磷酸 C7
赤藓糖-4-磷酸 C4
果糖-6-磷酸 C6
木酮糖-5-磷酸 C5
3-磷酸甘油醛 C3
果糖-6-磷酸 C6
磷酸戊糖途径全过程
二、磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+比值的调节
NADPH/NADP+比值降低时，葡糖-6-磷酸脱氢酶被激活
三、磷酸戊糖途径是NADPH和磷酸核糖的主要来源
➢ 提供磷酸核糖参与核酸的生物合成
➢ 提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应
hmp途径(戊糖磷酸途径)
磷酸己糖的去氧化
磷酸戊糖在脱氧酶的作用下水解，生成磷酸己糖。
这一步去除了分子中的特殊化学键，为生物合成提供了所需的碳骨架。
03
Hmp途径(戊糖磷酸途径)的调控机制
酶的活性调节
磷酸化与去磷酸化
01
通过磷酸化和去磷酸化调节酶的活性，磷酸化通常使酶活性降
低或失活，而去磷酸化则使酶活性恢复。
别构效应
02
Hmp途径（戊糖磷酸途径）是一种在生物体内进行糖解作用的代谢途径，它将 葡萄糖或其他己糖分解成小分子物质，并释放能量。
特点
Hmp途径是生物体内糖解作用的主要途径之一，具有高效、灵活和底物多样的 特点。它能够利用不同的底物，产生多种中间产物，参与细胞内多种代谢反应。
Hmp途径(戊糖磷酸途径)的重要性
揭示生物进化与适应机制
通过研究不同生物中Hmp途径的差异，可以探究生物的进化历程 和适应环境的能力，有助于理解生物多样性的形成。
辅助疾病诊断与治疗
研究Hmp途径在疾病发生发展中的作用，有助于发现新的疾病标 志物和治疗靶点，为疾病的早期诊断和治疗提供依据。
在生物工程中的应用
代谢工程与合成生
物学
通过改造Hmp途径或其他代谢途 径，优化微生物生产或提高生物 燃料产率，实现生物资源的有效 利用和可持续发展。
某些代谢中间产物可以作为反馈调节因子，影响酶的活性或基因表达。
基因表达调控
转录水平调控
通过调节相关基因的转录速率，控制酶的合成量， 从而影响代谢过程。
翻译水平调控
通过调节mRNA的稳定性、翻译起始和延伸等过 程，控制酶的合成速度。
表观遗传调控
通过DNA甲基化、组蛋白乙酰化等表观遗传修饰， 影响基因的表达水平。
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（一）氧化阶段生成 NADPH 和磷酸核糖
H C OH H C OH
葡糖-6-磷酸脱氢酶 NADP+
HO C H O
C=O
H C OH
H2O
HO C H O
H C OH HC
NADPH+H+
⑴
H C OH HC
CH 2磷酸葡萄糖酸脱氢酶
NADPH/NADP+比值降低时，葡糖-6-磷酸脱氢酶被激活
三、磷酸戊糖途径是NADPH和磷酸核糖的主要来源
提供磷酸核糖参与核酸的生物合成
提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应
• 为脂类合成等供氢 • 参与体内羟化反应 • 维持谷胱甘肽的还原状态
蚕豆病
糖类主要在小肠被消化吸收，细胞摄取糖需要葡糖转运蛋白 体内糖代谢包括分解、合成与储存三方面 糖的分解包括无氧氧化、有氧氧化和磷酸戊糖途径 糖酵解是糖有氧氧化和无氧氧化的共同起始通路，由葡萄糖在胞质中生成丙酮酸 糖的无氧氧化指葡萄糖在胞质中生成乳酸，可为机体快速供能，受3个关键酶调节 糖的有氧氧化指葡萄糖在胞质和线粒体中生成CO2和H2O，是机体的主要产能方式，受
第四节
磷酸戊糖途径
Pentose Phosphate Pathway
磷酸戊糖途径的概念：
从葡糖-6-磷酸形成旁路，通过氧化、基团转移生成果 糖-6-磷酸和3-磷酸甘油醛，从而返回糖酵解，发生于胞质， 主要意义是提供NADPH和磷酸核糖
一、磷酸戊糖途径分两阶段
氧化反应（六碳糖转变为五碳糖） 基团转移反应（3个五碳糖返回糖酵解）
NADP+
CO2
NADPH+H+
⑵
CCHH2O2OHH CC=O
H C OH
H C OH
CH 2O P 核酮糖-5-磷酸
CCOO O — H C OH HHO C HH H C OH H C OH
CH 2O P
6-磷酸葡萄糖酸
CHO H C OH H C OH H C OH
CH 2O P 核糖-5-磷酸
（二）基团转移阶段生成磷酸己糖和磷酸丙糖
核酮糖-5-磷酸（C5） ×3
木酮糖-5-磷酸 C5
3-磷酸甘油醛 C3
核糖-5-磷酸 C5
景天糖-7-磷酸 C7
赤藓糖-4-磷酸 C4
果糖-6-磷酸 C6
木酮糖-5-磷酸 C5
3-磷酸甘油醛 C3
果糖-6-磷酸 C6
磷酸戊糖途径全过程
二、磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP+比值的调节
7个关键酶调节 柠檬酸循环将乙酰CoA彻底氧化，是三大营养物代谢的核心，受3个关键酶调节 磷酸戊糖途径在胞质产生磷酸核糖和NADPH，受1个关键酶调节