第五節(jié)磷酸戊糖途徑

(pentosephosphatepathway）概念過程調(diào)節(jié)一、磷酸戊糖途徑的概念

以6-葡萄糖開始，在6-磷酸葡萄糖脫氫酶催化下形成6-磷酸葡萄糖酸，進而代謝生成磷酸戊糖為中間代謝物的過程，稱為磷酸戊糖途徑。

磷酸戊糖途徑(phosphopentosepathway)又稱磷酸已糖旁路(hexosemonophosphateshunt,HMS)或Warburg-Dikens途徑。（1）6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯NADP+NADPH+H+6-磷酸葡萄糖glucose6-phosphate6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-phosphoglucono-δ-lactone6-磷酸葡萄糖脫氫酶glucose6-phosphatedehydrogenase(G6PD)限速酶，對NADP+有高度特異性(2)6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

6-磷酸葡萄糖酸6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-phosphoglucono-δ-lactone6-磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconateH2O內(nèi)酯酶lactonase(3)6-磷酸葡萄糖酸轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

5-磷酸核酮糖CO26-磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconateNADP+NADPH+H+5-磷酸核酮糖ribulose5-phosphate6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶6-phosphogluconatedehydrogenase（5)二分子五碳糖的基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)5-磷酸核酮糖ribulose5-phosphate5-磷酸核糖ribose5-phosphate3-磷酸甘油醛glyceraldehyde3-phosphate7-磷酸景天糖sedoheptulose7-phosphate轉(zhuǎn)酮醇酶(TPP)(6)七碳糖與三碳糖的基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)7-磷酸景天糖sedoheptulose7-phosphate3-磷酸甘油醛glyceraldehyde3-phosphate轉(zhuǎn)醛醇酶4-磷酸赤蘚糖erythrose4-phosphate6-磷酸果糖fructose6-phosphateMg2+或Mn2+轉(zhuǎn)酮醇酶與轉(zhuǎn)醛醇酶轉(zhuǎn)酮醇酶(transketolase)就是催化含有一個酮基、一個醇基的二碳基團轉(zhuǎn)移的酶。其接受體是醛，輔酶是TPP。轉(zhuǎn)醛醇酶(transaldolase)是催化含有一個酮基、二個醇基的三碳基團轉(zhuǎn)移的酶。其接受體是亦是醛，但不需要TPP。磷酸戊糖途徑的小結(jié)：反應(yīng)式總反應(yīng)圖特點磷酸戊糖途徑總反應(yīng)式6G-6-P+12NADP++7H2O5

G-6-P+6CO2

+12NADPH+12H+磷酸戊糖途徑圖糖酵解途徑6×6-磷酸葡萄糖2×5-磷酸木酮糖2×5-磷酸核糖2×5-磷酸木酮糖2×7-磷酸景天糖2×3-磷酸甘油醛2×4-磷酸赤蘚糖2×6-磷酸果糖2×3-磷酸甘油醛2×6-磷酸果糖6×6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6NADPH6×6-磷酸葡萄糖酸6H2O3×5-磷酸核酮糖6NADPH6CO2葡萄糖磷酸戊糖途徑特點：反應(yīng)部位：胞漿反應(yīng)底物：6-磷酸葡萄糖重要反應(yīng)產(chǎn)物：NADPH、5-磷酸核糖限速酶：6-磷酸葡萄糖脫氫酶(G-6-PD)

（三）磷酸戊糖途徑的意義1、產(chǎn)生5-磷酸核糖2、產(chǎn)生NADPH1、5-磷酸核糖作用}DNA、RNA合成原料(1)NAD(P)+(2)FAD(3)HSCoA各種核苷酸輔酶(1)NTP(2)dNTP核苷酸(3)cAMP/cGMP}第二信使合成原料NADPH作為體內(nèi)的供氫體

脂肪酸、膽固醇和類固醇化合物的生物合成，均需要大量的NADPH。NADPH+H+R-C=C-R’

R-CH2-CH2-R’HHR-CH2-C-R’

R-CH2-CH-R’0=OHNADP+谷胱甘肽的功能：(1)解毒功能(2)保護巰基酶/蛋白質(zhì)(3)可消除自由基(4)協(xié)肋氨基酸的吸收谷胱甘肽的抗氧化作用NADPH作為羥化酶的輔酶羥化反應(yīng)：(1)與某些生物合成(膽固醇、膽汁酸、類固醇激素等)有關(guān)；(2)與肝臟的生物轉(zhuǎn)化(激素、藥物、毒物的生物轉(zhuǎn)化)有關(guān)。RH+NADPH+H+ROH+NADP++H2O羥化酶(四)磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)餐后的兔肝胞漿中，NADP+/NADPH的比值為0.014

某些條件下，NADP+/NADPH的比值為700最重要的調(diào)節(jié)因素是：NADP+的水平糖的合成糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之一+H2O+Pi葡萄糖-6-磷酸酶P6-磷酸葡萄糖H葡萄糖糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之二

果糖二磷酸酯酶-1+

H2O+Pi1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖POH2COHOOHHHH糖異生途徑關(guān)鍵反應(yīng)之三

PEP羧激酶ATP+H2OADP+Pi丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO2糖酵解和葡萄糖異生的關(guān)系A(chǔ)BC1C2AG-6-P磷酸酯酶BF-1.6-P磷酸酯酶C1丙酮酸羧化酶C2PEP羧激酶（胞液）（線粒體）葡萄糖丙酮酸草酰乙酸天冬氨酸磷酸二羥丙酮3-P-甘油醛-酮戊二酸乳酸谷氨酸丙氨酸TCA循環(huán)乙酰CoAPEPG-6-PF-6-PF-1.6-P丙酮酸草酰乙酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸3-P-甘油甘油蘋果酸蘋果酸糖異生的調(diào)節(jié)：1.6-P-G與1.6-FBP：促進異生，抑制酵解：高濃度的6-P-G、ATP和檸檬酸，促進酵解，抑制異生：AMP2.6-二磷酸果糖、ADP部位：肝臟、肌肉組織等細胞的胞漿中定義：

由單糖合成糖原的過程稱為糖原的合成(glycogenesis)。單糖:葡萄糖(主要)、果糖、半乳糖等二、糖原合成ATP葡萄糖激酶Mg2+葡萄糖(glucose)6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)葡萄糖+ATP6-磷酸葡萄糖+ADP（1）葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖ADP6-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)磷酸葡萄糖變位酶6-磷酸葡萄糖(glucose-6-phosphate)（2）6-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖1-磷酸葡萄糖(glucose-1-phosphate)UTP尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)(uridinediposphateglucose)PPiUDPG焦磷酸化酶UTP+1-磷酸葡萄糖UDPG+PPiH2O2Pi（3）尿苷二磷酸葡萄糖的生成尿苷尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)糖原引物(Gn)(glycogenprimer)糖原合酶糖原(Gn+1)(glycogen)UDP（4）UDPG中的葡萄糖連接到糖原引物上尿苷(5)分支酶催化糖原不斷形成新分支鏈糖原引物糖原合酶分枝酶糖原合成的限速酶12~18G肝糖原與肌糖原比較

肝糖原肌糖原貯量90-100g200-500g≤5%1-2%合成原料單糖/非糖物質(zhì)葡萄糖分解產(chǎn)物葡萄糖乳酸功能維持血糖濃度滿足劇烈運動時的相對恒定肌肉對能量的需要消耗餐后12-18h劇烈運動后糖代謝的調(diào)節(jié)過程一、無氧酵解的調(diào)節(jié)二、TCA的調(diào)節(jié)三、磷酸戊糖途徑調(diào)節(jié)四、糖異生的調(diào)節(jié)五、糖原代謝的調(diào)節(jié)六、神經(jīng)和激素對糖的調(diào)節(jié)糖酵解過程的調(diào)節(jié)酶：酶的名稱已糖激酶葡萄糖激酶(肝)磷酸果糖激酶-1丙酮酸激酶變構(gòu)激活劑Mg2+,Mn2+Mg2+,Mn2+Mg2+,AMP,ADP,F-1,6-2P,F-2,6-2P

Mg2+,K+,F-1,6-2P變構(gòu)抑制劑G-6-P-ATP，H+、檸檬酸，長鏈脂肪酸ATP已糖激酶的分型

Ⅰ～Ⅲ型Ⅳ型中文名稱

已糖激酶(HK)葡萄糖激酶(GK)

存在范圍在組織細胞中僅在肝臟和胰腺廣泛存在β細胞存在與葡萄糖親和力高低

Km:0.01mmol/L

Km:10～100mmol/L產(chǎn)物反饋抑制有無

激素調(diào)控

受激素調(diào)控葡萄糖激酶/已糖激酶變構(gòu)抑制劑ATPNADHATP、NADH、琥珀酰CoA三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)酶及其調(diào)節(jié)酶的名稱檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶α-酮戊二酸脫氫酶系變構(gòu)激活劑ADP、AMPP丙酮酸氧化和

三羧酸循環(huán)

的調(diào)節(jié)琥珀酰CoA草酰乙酸蘋果酸琥珀酸α-酮戊二酸異檸檬酸檸檬酸延胡索酸乙酰輔酶A丙酮酸乙酰CoA、NADH、ATPATPNADH琥珀酰CoA、NADH、ATP磷酸戊糖途徑：最重要的調(diào)節(jié)因素是：NADP+的水平糖異生的調(diào)節(jié)：1.6-P-G與1.6-FBP：促進異生，抑制酵解：高濃度的6-P-G、ATP和檸檬酸，促進酵解，抑制異生：2.6-二磷酸果糖2.丙酮酸與PEP：丙酮酸羧化酶激活劑：乙酰輔酶A抑制劑：ADP丙酮酸激酶：激活劑：ADPAMP抑制劑：ATPNADH丙氨酸

激素對肝糖原合成與分解的調(diào)控意義：由于酶的共價修飾反應(yīng)是酶促反應(yīng)，只要有少量信號分子（如激素）存在，即可通過加速這種酶促反應(yīng)，而使大量的另一種酶發(fā)生化學修飾，從而獲得放大效應(yīng)。這種調(diào)節(jié)方式快速、效率極高。腎上腺素或胰高血糖素1、腺苷酸環(huán)化酶（無活性）腺苷酸環(huán)化酶（活性）2、ATPc