第七章 糖代谢精要.ppt

一、定义: 磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway) :是指在细胞质内进行的一种将葡萄糖直接氧化降解的酶促反应过程，或称为已糖磷酸支路(hexose monophosphate shunt pathway)，简称PPP或HMP，也称为葡萄糖直接氧化途径。 从6－磷酸葡萄糖开始，不经糖酵解和柠檬酸循环，在6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，直接将其脱氢脱羧分解为磷酸戊糖(中间代谢物)，磷酸戊糖分子再经重排最终又生成6－磷酸葡萄糖的过程。 二、反应过程反应可分为两个阶段： 第一阶段：氧化阶段,生成NADPH+H+和CO2；由6－磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧生成磷酸戊糖;第二阶段：非氧化阶段,一系列基团转移反应；磷酸戊糖分子再经重排最终又生成6－磷酸葡萄糖。 第一阶段：氧化阶段1、脱氢反应：6-磷酸葡萄糖脱氢酶以NADP+为辅酶,催化6-磷酸葡萄糖脱氢生成6-磷酸葡萄糖酸δ内酯，不可逆。 2、水解反应：在6-磷酸葡萄糖酸内酯酶催化下,6-磷酸葡萄糖酸内酯水解为6-磷酸葡萄糖酸,反应可逆。 3、脱氢脱羧反应：由6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶催化氧化脱羧生成5-磷酸核酮糖,NADP+再次作为氢的受体。 催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡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。 第二阶段: 非氧化的分子重组合阶段 每3分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，通过3C、4C、6C、7C等演变阶段，最终生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖。 4.异构化反应:5-磷酸核酮糖异构化成5-磷酸核糖;5-磷酸核酮糖差向异构化(或称表异构化)成5-磷酸木酮糖。三种五碳糖的互换 转酮醇酶与转醛缩酶 5.转酮醇反应:转酮醇酶催化磷酸酮糖上的二碳单位羟乙酰基转移到磷酸醛糖的第1碳原子上,形成3-磷酸甘油醛和7-磷酸景天庚酮糖。转酮醇酶转移一个二碳单位。二分子五碳糖的基团转移反应 6.转醛醇反应:转醛醇酶催化7-磷酸景天庚酮糖上的二羟丙酮基团转移给3-磷酸甘油醛生成4-磷酸赤藓糖和6-磷酸果糖。七碳糖与三碳糖的基团转移反应 7.转酮醇反应:四碳糖和五碳糖经转酮醇酶作用转移二碳单位,形成三碳糖和六碳糖。四碳糖与五碳糖的基团转移反应 8、异构化反应:6-磷酸果糖经异构化形成6-磷酸葡萄糖。 磷酸戊糖途径二个阶段的反应式 HMS示意图 磷酸戊糖途径小结 ◎磷酸戊糖途径的主要特点：1、是6-磷酸葡萄糖直接脱氢脱羧,不必经过EMP,也不必经过TCA；2、在整个反应中,脱氢酶的辅酶为NADP+而不是NAD+；3、磷酸戊糖经复杂的转化重新生成磷酸己糖。 三、磷酸戊糖的生理意义： 1、途径中的中间物为许多化合物的合成提供原料： 可以产生各种磷酸单糖。如生成的5－磷酸核糖是合成核苷酸及核苷酸辅酶的必要原料；4-磷酸赤藓糖与PEP可合成莽草酸，经莽草酸途径可合成芳香族氨基酸。 2、产生大量的NADPH＋H＋，为细胞的各种合成反应提供还原力 NADPH作为主要供氢体，为脂肪酸、固醇、四氢叶酸等的合成、氨的同化等反应所必需。 3. HMP定位于细胞质，和EMP等途径相通。 4. HMP在植物胁迫(如干旱、病害、伤害等)时被高速启动。 HMP途径在生物体中普遍存在，其中动物、微生物中占糖降解的30%，植物中占50%。 1、5-磷酸核糖 2、NADPH的主要功能 ◎作为供氢体 ------参与体内多种生物合成反应 ◎是谷胱甘肽还原酶的辅酶 ------对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含量起重要作用 ◎作为加单氧酶的辅酶 ------参与肝脏对激素、药物和毒物的生物转化作用 ◎清除自由基的作用 NADPH作为体内多种物质生物合成的供氢体 3、磷酸戊糖途径与疾病 磷酸戊糖途径与神经精神病 蚕豆病 磷酸戊糖途径与溶血性贫血 四、磷酸戊糖途径的调节 第六节 糖的合成代谢 一、光合作用 二、糖异生途径 三、蔗糖和多糖的生物合成 一、光合作用 光合作用是糖合成代谢的主要途径。 绿色植物、光合细菌或藻类等将光能转变成化学能的过程，即利用光能，由CO2和H2O合成糖类化合物并释放出氧气的过程，称为光合作用。 光合作用的总反应式可表示如下： 光能 n CO2 + n H2O ??? (CH2O)n + n O2 叶绿体 糖类化合物 二、糖异生途径 2.途径：◎丙酮酸羧化支路：绕过丙酮酸激酶催化反应“能障”的逆过程。 ◎1,6-二磷酸果糖逆转成6-磷