磷酸戊糖途径过程
磷酸戊糖途径过程
磷酸戊糖途径过程磷酸戊糖途径，又称为糖酵解或Embden-Meyerhof-Parnas（EMP）途径，是生物体内最常用的能源代谢途径之一。
磷酸戊糖途径把葡萄糖分解成两个三碳子单位，即丙酮酸和磷酸二酸，同时生成ATP和NADH，为许多生理过程提供能量，从而维持细胞正常的生命活动。
该途径在真核生物和原核生物中普遍存在，包括动物、植物、细菌和真菌等。
在动物和植物细胞中，磷酸戊糖途径在细胞质中进行；而在细菌和真菌中，磷酸戊糖途径在细胞质或细胞外液中。
磷酸戊糖途径的过程可以分为两个主要阶段：糖分解阶段和燃烧阶段。
1. 糖分解阶段糖分解阶段是磷酸戊糖途径的第一阶段，也是生物体内糖分解的关键步骤。
这一阶段中，葡萄糖首先被磷酸化，形成葡萄糖6-磷酸（G6P），然后G6P再被解开，产生两个三碳单位，即3-磷酸甘油醛（G3P）和磷酸二酸（PGA）。
产生G3P和PGA的反应称为糖分裂反应，它是磷酸戊糖途径的第一个关键反应，同时也是ATP生成的起点。
糖分解阶段整个过程如下：葡萄糖+ 2ADP + 2NAD+ + 2Pi → 2G3P + 2ATP +2NADH + 2H+2. 燃烧阶段在糖分解阶段后，G3P和PGA进入燃烧阶段，在这个阶段里，它们被氧化产生ATP和NADH，进一步提供细胞的能量需求。
G3P被氧化成1,3-二磷酸甘油醛（1,3-BPG），然后生成3-磷酸葡萄糖酸（3PG），重复这个过程，最后生成pyruvate。
燃烧阶段整个过程如下：2G3P + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi → 2ATP + 2NADH + 2H+ + 2pyruvate在这个过程中，一些重要的酶被用来催化关键反应，例如磷酸戊糖激酶、磷酸肌酸激酶、醛缩酶、磷酸甘油脱氢酶和丙酮酸激酶等。
这些酶的作用非常重要，能够充分利用生物体内的糖类资源，为生物体提供足够的能量和养分。
总的来说，磷酸戊糖途径是一种重要的能量代谢途径，它在生物体内发挥着关键的作用。
生物化学糖代谢
H
C
OH
6-磷酸葡萄 糖酸脱氢酶
H
C
OH
HC
H C ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱH
H C OH
CH2OPO3 2-
CH2OPO3 2-
CH2OPO3 2-
6-磷酸葡萄糖酸
核酮糖5-磷酸
阶段2. 5-磷酸核酮糖的基团转移反应过程
CH2OH 2 CO
H C OH
磷酸戊糖异构酶
H C OH
CH2OPO3 2-
核酮糖5-磷酸
OH C
2 H C OH H C OH H C OH CH2OPO3 2-
核糖5-磷酸
CH2OH 4 CO
H C OH H C OH
CH2OPO3 2-
磷酸戊糖差向异构酶
CH2OH CO
4 HO C H H C OH CH2OPO3 2-
核酮糖5-磷酸
木酮糖5-磷酸
CH2OH CO
OH C
CH2OH C＝O
2．缩合： UDPG + (G)n
*
糖原合酶
(G)n+1 + UDP
3．分支：
• 当直链长度达12个葡萄糖残基以上时，在 分支酶的催化下，将距末端6～7个葡萄糖 残基组成的寡糖链由α-1,4-糖苷键转变 为α-1,6-糖苷键，使糖原出现分支。
α-1,4 α-1,6
由葡萄糖生成糖原主要有5步反应：
CH2OH CO
OH C
转酮酶
1CH2OH 2C＝O
HO C H ＋ 2 H C OH
2 H C OH
H C OH
CH2OPO3 2- CH2OPO3 2-
HO 3C H
CHO
2 H 4C OH ＋ CHOH
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。
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。
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
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
磷酸戊糖途径
磷酸戊糖途径一,概念：指6-磷酸葡萄糖经氧化反应首先生成5-磷酸核糖和NADPH，再经基团转移反应生成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛的反应过程。
其主要功能不是生成ATP，而是生成5-磷酸核糖和NADPH。
又称为“磷酸戊糖旁路”(pentose phosphate shunt)二,基本过程：分两个阶段1，第一阶段磷酸戊糖的生成（氧化反应）:6-磷酸葡萄糖→5-磷酸核糖+2NADPH+CO2关键酶：6-磷酸葡萄糖脱氢酶2. 第二阶段基团转移反应（非氧化反应）: 5-磷酸核糖→6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛第二阶段的意义：通过一系列基团转移反应，将核糖转变为6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛而进入糖酵解途径。
三．总反应式：3×6-磷酸葡萄糖+6NADP→2×6-磷酸果糖＋3-磷酸甘油醛＋6NADPH+6H+3CO2四.磷酸戊糖途径的生理意义：①为核酸的生物合成提供核糖；②提供NADPH作为供氢体参与各种代谢反应。
五，总过程：糖原的合成与分解—，糖原的合成：(UTP)1，过程：葡萄糖葡萄糖激酶6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖尿苷三磷酸尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG) 糖原合酶糖原2, 特点：a组织定位：肝和肌组织b胞内定位：胞浆c限速酶：糖原合酶d反应过程中除ATP外，还需UTPe糖原分子上每增加一个葡萄糖需消耗2分子ATPf糖原合成的引物：glycogenin蛋白质g UDPG可看作“活性葡萄糖”二，肝糖原的分解：1、Gn + H3PO4 糖原磷酸化酶Gn-1 + G-1-P(1-磷酸葡萄糖)关键酶：糖原磷酸化酶。
脱支酶脱去分支。
初产物：1-磷酸葡萄糖（85%）、葡萄糖（15%）2、1-磷酸葡萄糖磷酸甘油酸变位酶6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶葡萄糖3酶的作用部位：糖原磷酸化酶作用与α-1、4-糖苷键；脱支酶作用于α-1、6-糖苷键。
三，糖原的合成与分解总过程：n+1Pi UTP：尿苷三磷酸磷酸化酶UDP：尿苷二磷酸PPi UDPG：尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶PPi：焦磷酸G-1-P磷酸葡萄糖变位酶葡萄糖-6-磷酸酶(肝)G-6-P 葡萄糖(Glc)(6-磷酸葡萄糖己糖(葡萄糖)激酶糖异生一，概念：由非糖物质（乳酸、甘油、生糖氨基酸）转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生。
第22章 磷酸戊糖途径
3CO2
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
C5
C5
7-磷酸景天糖
C7 4-磷酸赤藓糖
3-磷酸 甘油醛
C
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
第二阶段 基团转移
C原子数目变化示意图
C6 CO2C5
C3
C6
糖 的
C6 CO2C5
C7
C4
C6
3×5-磷酸核糖 2×6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛
3×6-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+ 2× 6-磷酸果糖 + 3-磷酸甘油醛+6(NADPH+H+ ) + 3CO2
磷酸戊糖途径总反应图
3NADPH
3CO2
3×5-磷 酸核酮糖
3×6-磷酸 葡萄糖酸
5-磷酸 糖
5-磷酸 木酮糖
7-磷酸 景天糖
6-phosphoglucono--lactone
G6PD对NADP有高度的亲和力， 其对NADP的亲和力是对NAD亲 和力的1000倍。
NADPH NADP NAD NADH
(2) 6-磷酸葡萄糖酸内酯 转变为6-磷酸葡萄糖酸
CO
H2O
H C OH O HO C H
H C OH
内酯酶
HC
CH2OPO3H2
CH2OPO3H2
5-磷酸核酮糖
ribulose 5-phosphate
CH2OPO3H2
5-磷酸核糖
ribose 5-phosphate
5-磷酸核酮糖转变为5-磷酸木酮糖有特别的生物学意义