戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径讲稿.ppt

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1、关于戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径第一页，讲稿共三十三页哦一、戊糖磷酸途径一、戊糖磷酸途径葡萄糖的降解除了葡萄糖的降解除了EMP-TCA途径外，是否还存在着途径外，是否还存在着另外的途径？另外的途径？己糖单磷酸途径（己糖单磷酸途径（PPP）磷酸葡萄糖酸氧化途径（磷酸葡萄糖酸氧化途径（HMP）戊糖磷酸循环戊糖磷酸循环这些名称强调的是从这些名称强调的是从磷酸化己糖磷酸化己糖形成形成磷酸化戊糖磷酸化戊糖的过程的过程第二页，讲稿共三十三页哦（一）戊糖磷酸途径的发现（一）戊糖磷酸途径的发现在在研究糖酵解过程研究糖酵解过程中，发现在组织匀浆中添加中，发现在组织匀浆中添加碘乙酸碘乙酸、氟氟化物化物等糖酵解抑

2、制剂，等糖酵解抑制剂，葡萄糖的利用仍可进行葡萄糖的利用仍可进行；1931年年Otto Warburg 等发现等发现G-6-p脱氢酶脱氢酶和和葡萄糖酸葡萄糖酸-6-p脱氢酶脱氢酶可以使可以使葡萄糖葡萄糖进入进入未知的代谢途径未知的代谢途径，NADP+是两种酶是两种酶的辅酶；的辅酶；Frank Dickens 分离了戊糖磷酸途径的不少分离了戊糖磷酸途径的不少中间物中间物 3、4、5、6、7碳的发现；碳的发现；Frank Dickens于于1953年在总结前人工作的基础上年在总结前人工作的基础上提出了戊提出了戊糖磷酸途径糖磷酸途径，随后证明这一途径普遍存在。，随后证明这一途径普遍存在。Warburg

3、-Dickens戊糖磷酸途径。戊糖磷酸途径。第三页，讲稿共三十三页哦果糖果糖-1,6-二磷二磷酸酶酸酶第四页，讲稿共三十三页哦氧化阶段氧化阶段非氧化反应阶段非氧化反应阶段（2异异构化构化+3基团转移）基团转移）戊糖磷酸途径的主要反应戊糖磷酸途径的主要反应异构酶异构酶差向异构酶差向异构酶第五页，讲稿共三十三页哦戊糖磷酸途径的氧化阶段戊糖磷酸途径的氧化阶段6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸 6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸-内酯内酯葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸磷酸脱氢酶脱氢酶内酯酶内酯酶6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸脱氢酶脱氢酶第六页，讲稿

4、共三十三页哦戊糖磷酸途径的非氧化阶段戊糖磷酸途径的非氧化阶段核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸异构酶异构酶核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸 烯二醇中间物烯二醇中间物 核糖核糖-5-磷酸磷酸第七页，讲稿共三十三页哦戊糖磷酸途径的非氧化阶段戊糖磷酸途径的非氧化阶段 核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸 木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸 核酮糖核酮糖-5-磷酸磷酸差向异构酶差向异构酶第八页，讲稿共三十三页哦戊糖磷酸途径的非氧化阶段戊糖磷酸途径的非氧化阶段转酮酶转酮酶 木酮糖木酮糖-5-磷酸磷酸 核糖核糖-5-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸景天庚酮景天庚酮糖糖-7-磷酸磷酸形成七碳产物形成七碳产物将底物磷酸途径与糖酵解途径联

5、为一体将底物磷酸途径与糖酵解途径联为一体第九页，讲稿共三十三页哦戊糖磷酸途径的非氧化阶段戊糖磷酸途径的非氧化阶段景天庚酮景天庚酮糖糖-7-磷酸磷酸甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸 赤藓糖赤藓糖-4-磷酸磷酸 果糖果糖-6-磷酸磷酸转醛酶转醛酶转醛酶转移的是三碳单位转醛酶转移的是三碳单位转酮酶转移的是二碳单位转酮酶转移的是二碳单位第十页，讲稿共三十三页哦戊糖磷酸途径的非氧化阶段戊糖磷酸途径的非氧化阶段转酮酶转酮酶 赤藓糖赤藓糖-4-磷酸磷酸 甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸 果糖果糖-6-磷酸磷酸木酮糖木酮糖-5-磷磷酸酸将底物磷酸途径与糖酵解途径联为一体将底物磷酸途径与糖酵解途径联为一体第十一页，讲稿共三

6、十三页哦（三）戊糖磷酸途径的调控（三）戊糖磷酸途径的调控p第一步反应是不可逆反应，同时也是戊糖磷酸途径的限速步骤。第一步反应是不可逆反应，同时也是戊糖磷酸途径的限速步骤。此步骤最重要的调控因子是此步骤最重要的调控因子是NADP+水平。水平。NADP+是第一步反应的电子受体，接受电子形成是第一步反应的电子受体，接受电子形成NADPH，可以产生可以产生竞争性抑制竞争性抑制。NADP+/NADPH的比值的比值直接影响葡萄糖直接影响葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性。磷酸脱氢酶的活性。NADP+/NADPH是决定戊糖磷酸途径运行强度的重要因素。是决定戊糖磷酸途径运行强度的重要因素。只要只要NADP+的浓度稍

7、微高于的浓度稍微高于NADPH的浓度，即能够的浓度，即能够使酶激活使酶激活而保证所产生的而保证所产生的NADPH及时满足及时满足还原性生物合成以及其他方面的需要。还原性生物合成以及其他方面的需要。p转酮酶和转醛酶催化的反应都是可逆反应，可以根据细胞需要，灵活的与糖酵解联系。转酮酶和转醛酶催化的反应都是可逆反应，可以根据细胞需要，灵活的与糖酵解联系。第十二页，讲稿共三十三页哦对对NADPH和和核糖核糖-5-磷磷酸的需求决定酸的需求决定戊糖磷酸途径中戊糖磷酸途径中G-6-P的去路的去路1当机体当机体对核糖对核糖-5-磷酸的需要远远超过对磷酸的需要远远超过对NADPH的需要的需要时，大量的葡萄糖时，

8、大量的葡萄糖-6-磷酸磷酸通过通过糖酵解糖酵解途径转变为途径转变为果糖果糖-6-磷酸磷酸和和甘油醛甘油醛-3-磷酸磷酸，这两种物质进入，这两种物质进入戊糖磷酸途径戊糖磷酸途径，以逆反应的途径生成核糖，以逆反应的途径生成核糖-5-磷酸。磷酸。2当机体对当机体对NADPH和核糖和核糖-5-磷酸的需要磷酸的需要处于平衡状态处于平衡状态时，戊糖磷酸途径的时，戊糖磷酸途径的前半前半部分处于优势部分处于优势，后半部分后半部分由于核糖由于核糖-5-磷酸的离去而磷酸的离去而运行很弱运行很弱。3当机体当机体对对NADPH的需要远远超过对核糖的需要远远超过对核糖-5-磷酸的需要磷酸的需要时，时，戊糖磷酸途径正常运

9、行戊糖磷酸途径正常运行，核糖，核糖-5-磷酸转变成葡萄糖磷酸转变成葡萄糖-6-磷酸重新进入氧化阶段。磷酸重新进入氧化阶段。结合结合P151图图25-2看看第十三页，讲稿共三十三页哦（四）戊糖磷酸途径的生物学意义（四）戊糖磷酸途径的生物学意义1戊糖磷酸途径是细胞产生还原力的主要途径戊糖磷酸途径是细胞产生还原力的主要途径 NADPH不能进入呼吸电子传递链，只能不能进入呼吸电子传递链，只能以还原力以还原力的形式用于的形式用于合成代谢途合成代谢途径中的还原反应径中的还原反应。NADPH作为主要供氢体，为作为主要供氢体，为脂肪酸脂肪酸、固醇固醇、四氢叶酸四氢叶酸等的合成、等的合成、氨的同化氨的同化等反等

10、反应所必需。应所必需。保证保证红细胞红细胞中的中的谷胱甘肽处于还原状态谷胱甘肽处于还原状态，而还原型谷胱甘肽可，而还原型谷胱甘肽可维持蛋白质结维持蛋白质结构的完整性构的完整性，防止膜脂防止膜脂被过氧化物等被过氧化物等氧化氧化，保持，保持血红素血红素中的中的Fe处于处于2价。有些价。有些人因遗传缺陷人因遗传缺陷缺乏葡萄糖缺乏葡萄糖-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶，容易产生，容易产生溶血性贫血症溶血性贫血症。第十四页，讲稿共三十三页哦（四）戊糖磷酸途径的生物学意义（四）戊糖磷酸途径的生物学意义2戊糖磷酸途径是细胞内不同糖分子的重要来源戊糖磷酸途径是细胞内不同糖分子的重要来源 许多许多不同碳链长度的糖不同

11、碳链长度的糖都可以由戊糖磷都可以由戊糖磷酸途径获得，它们可以进一步转变成酸途径获得，它们可以进一步转变成各种单各种单糖和多糖糖和多糖。合成各种合成各种核苷酸核苷酸和和各种含核糖的辅酶各种含核糖的辅酶所需的所需的核糖核糖都来源于戊糖磷酸途径。（最都来源于戊糖磷酸途径。（最重要的就是产生重要的就是产生磷酸戊糖磷酸戊糖）第十五页，讲稿共三十三页哦第十六页，讲稿共三十三页哦定义：定义：葡糖异生作用指的是以葡糖异生作用指的是以非糖物质非糖物质作为前体作为前体合成葡萄糖合成葡萄糖的作用。常见的可用于合的作用。常见的可用于合成葡萄糖的物质有：成葡萄糖的物质有：丙酮酸丙酮酸、乳酸乳酸、丙酸丙酸、甘油甘油、氨基

12、酸氨基酸等。（等。（掌握掌握）二、葡糖异生作用二、葡糖异生作用糖异生糖异生作用场所作用场所主要为主要为肝肝，部分在，部分在肾肾中进行。此外中进行。此外大脑大脑、骨骼肌骨骼肌或或心肌心肌也进行极也进行极少量的糖异生作用（了解）。少量的糖异生作用（了解）。（胞质溶胶胞质溶胶）进行糖异生的原因：进行糖异生的原因：中枢神经系统、红细胞、肾髓质、眼晶状体等组织需要中枢神经系统、红细胞、肾髓质、眼晶状体等组织需要直接利用直接利用葡萄糖供能葡萄糖供能。第十七页，讲稿共三十三页哦（一）葡糖异生作用途径（一）葡糖异生作用途径己糖激酶己糖激酶磷酸葡萄糖异构酶磷酸葡萄糖异构酶磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶醛缩酶醛缩酶磷酸

13、丙糖异构酶磷酸丙糖异构酶磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸激酶磷酸甘油酸变位酶磷酸甘油酸变位酶烯醇化酶烯醇化酶丙酮酸激酶丙酮酸激酶第十八页，讲稿共三十三页哦1、丙酮酸、丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸羧激酶羧激酶线粒体线粒体胞质溶胶胞质溶胶第十九页，讲稿共三十三页哦（一）苹果酸穿梭（一）苹果酸穿梭（二）天冬氨酸穿梭（二）天冬氨酸穿梭第二十页，讲稿共三十三页哦丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式磷酸烯醇式丙酮酸总反应式丙酮酸总反应式丙酮酸丙酮酸+ATP+GTP+H2O 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸

14、+ADP+GDP+Pi第二十一页，讲稿共三十三页哦2、果糖、果糖-1,6-二磷酸二磷酸果糖果糖-6-磷酸磷酸 果糖果糖-1,6-二磷二磷酸酶酸酶 果糖果糖-1,6-二磷酸二磷酸+H2O 果糖果糖-6-磷酸磷酸+Pi3、葡萄糖、葡萄糖-6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸+H 2O 葡萄糖葡萄糖 Pi葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶葡萄糖葡萄糖-6-6-磷酸酶磷酸酶是结合在是结合在光面内质网上光面内质网上的一种酶，其活性需要一种的一种酶，其活性需要一种与钙离子结合的稳与钙离子结合的稳定蛋白定蛋白协同作用。协同作用。葡萄糖葡萄糖-6-磷酸磷酸内质网内质网特殊转运途径特殊转运途径胞质

15、溶胶胞质溶胶葡萄糖葡萄糖第二十二页，讲稿共三十三页哦第二十三页，讲稿共三十三页哦第二十四页，讲稿共三十三页哦2丙酮酸丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H+6H2O 葡萄糖葡萄糖+4ADP+2GDP+6Pi+2NAD+G0=37.66 kJ/mol第二十五页，讲稿共三十三页哦（二）葡糖异生作用的调节（二）葡糖异生作用的调节 u与糖酵解作用关系密切与糖酵解作用关系密切糖酵解活跃，则糖异生受限；反之亦然。糖酵解活跃，则糖异生受限；反之亦然。无用循环（底物循环）：无用循环（底物循环）：糖酵解和葡糖异生糖酵解和葡糖异生同时进行同时进行，即一方面是葡萄糖转化为丙，即一方面是葡萄糖转化为丙酮酸，一方

16、面是丙酮酸重新合成葡萄糖。在这种往复转变过程中，只是酮酸，一方面是丙酮酸重新合成葡萄糖。在这种往复转变过程中，只是净消耗了两个净消耗了两个ATP和两个和两个GTP分子分子。因此，这种循环称。因此，这种循环称“无用循环无用循环”。第二十六页，讲稿共三十三页哦（三）乳酸的再利用和可立氏循环（三）乳酸的再利用和可立氏循环 激烈运动：肌肉细胞需要更多激烈运动：肌肉细胞需要更多ATP糖酵解糖酵解加强加强NADH生成速率高于生成速率高于进入呼吸链速率进入呼吸链速率通通过过乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶作用作用再生再生NAD+乳酸过量乳酸过量血液血液肝脏细胞肝脏细胞乳酸乳酸乳酸脱氢酶乳酸脱氢酶丙酮酸丙酮酸糖异生糖异生

17、葡萄糖葡萄糖血液循环供应肌肉和脑血液循环供应肌肉和脑循环循环第二十七页，讲稿共三十三页哦第二十八页，讲稿共三十三页哦存在范围：存在范围：只存在于只存在于植物植物、微生物微生物中。中。生物学意义：生物学意义：使萌发的种子将贮存的三酰甘油通过使萌发的种子将贮存的三酰甘油通过乙酰乙酰CoA转变为转变为葡萄糖葡萄糖（某些微生物某些微生物以以乙酸盐乙酸盐为能源和碳源生长）。为能源和碳源生长）。三、乙醛酸途径三、乙醛酸途径第二十九页，讲稿共三十三页哦起起始始延胡索酸酶延胡索酸酶第三十页，讲稿共三十三页哦第三十一页，讲稿共三十三页哦第三十二页，讲稿共三十三页哦感谢大家观看感谢大家观看第三十三页，讲稿共三十三页哦