第二十五章戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径课件.ppt

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1、第二十五章戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径第1页，此课件共32页哦一、戊糖磷酸途径 （一）戊糖磷酸途径的发现 1931年Otto Warburg 等发现G-6-p脱氢酶和葡萄糖酸-6-p脱氢酶可以使葡萄糖进入未知的代谢途径,NADP+是两种酶的辅酶；Frank Dickens 分离了戊糖磷酸途径的不少中间物，于1953年在总结前人工作的基础上提出了戊糖磷酸途径，随后证明这一途径普遍存在。戊糖磷酸途径的概况第2页，此课件共32页哦（二）、磷酸戊糖途径的主要反应磷磷 酸酸 戊戊 糖糖 途途 径径(pentose phosphate pathway，HMS)是是指指从从G-6-P脱脱氢氢反反应应开开始

2、始，经经一一系系列列代代谢谢反反应应生生成成磷磷酸酸戊戊糖糖等等中中间间代代谢谢物物，然然后后再再重重新新进进入入糖糖氧氧化化分分解代谢途径的一条旁路代谢途径。解代谢途径的一条旁路代谢途径。第3页，此课件共32页哦该该旁旁路路途途径径的的起起始始物物是是G-6-P，返返回回的的代代谢谢产产物物是是3-磷磷酸酸甘甘油油醛醛(glyceraldehyde-3-phosphate)和和 6-磷磷 酸酸 果果 糖糖(fructose-6-phosphate)，其其重重要要的的中中间间代代谢谢产产物物是是5-磷酸核糖和磷酸核糖和NADPH。整整个个代代谢谢途途径径在在胞胞液液(cytoplasm)中中进

3、进行行。关关键键酶酶是是6-磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖脱脱氢氢酶酶(glucose-6-phosphate dehydro-genase)。第4页，此课件共32页哦磷酸戊糖途径的两个阶段磷酸戊糖途径的两个阶段 2、非氧化分子重排阶段、非氧化分子重排阶段 6 核酮糖核酮糖-5-P 5 果糖果糖-6-P 5 葡萄糖葡萄糖-6-P1、氧化脱羧阶段氧化脱羧阶段 6 G-6-P 6 葡萄糖酸葡萄糖酸-6-P 6 核酮糖核酮糖-P 6 NADP+6 NADPH+6H+6 NADP+6 NADPH+6H+6CO26H2O第5页，此课件共32页哦磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段NADP+NADP

4、H+H+H2O NADPH+H+NADP+5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸内酯磷酸葡萄糖酸内酯6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸CO26-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 脱氢酶脱氢酶内酯酶内酯酶6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸 脱氢酶脱氢酶第6页，此课件共32页哦磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶段磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶段H2OPi6 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖2 5-磷酸核糖磷酸核糖2 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2 7-磷酸景天庚酮糖磷酸景天庚酮糖2 4-磷酸赤藓丁糖磷酸赤藓丁糖2 6-磷酸果糖磷酸果糖2 5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛磷酸

5、甘油醛2 6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖1 6-磷酸果糖磷酸果糖转醛酶转醛酶异构酶异构酶转酮酶转酮酶转酮酶转酮酶醛缩酶醛缩酶阶阶段段之之一一阶阶段段之之二二阶阶段段之之三三第7页，此课件共32页哦磷酸戊糖途径的非氧化阶段之一磷酸戊糖途径的非氧化阶段之一（5-5-磷酸核酮糖异构化）磷酸核酮糖异构化）磷酸核酮糖异构化）磷酸核酮糖异构化）差向异构酶差向异构酶异构酶异构酶5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖5-磷酸核糖磷酸核糖5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖第8页，此课件共32页哦磷酸戊糖途径的磷酸戊糖途径的磷酸戊糖途径的磷酸戊糖途径的 非氧化阶段之二非氧化阶段之二非氧化阶段之二非氧化阶段之二（基团转移

6、）（基团转移）（基团转移）（基团转移）+24-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖+25-磷酸核糖磷酸核糖23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛转酮酶转酮酶转醛酶转醛酶26-磷酸果糖磷酸果糖+7-磷酸景天庚酮糖磷酸景天庚酮糖2H25-磷酸木酮糖磷酸木酮糖第9页，此课件共32页哦基团转移（续前）基团转移（续前）基团转移（续前）基团转移（续前）+24-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖+23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛26-磷酸果糖磷酸果糖转酮酶转酮酶25-磷酸木酮糖磷酸木酮糖第10页，此课件共32页哦第11页，此课件共32页哦H2O Pi1,6-二二 磷酸果糖磷酸果糖23-磷酸甘油醛磷酸甘油醛6-磷酸果糖磷酸果糖醛缩酶醛缩酶二磷酸果糖酯酶二磷

7、酸果糖酯酶磷酸戊糖途径的非氧化阶段之三磷酸戊糖途径的非氧化阶段之三 （3-3-磷酸甘油醛异构、缩合与水解）磷酸甘油醛异构、缩合与水解）磷酸甘油醛异构、缩合与水解）磷酸甘油醛异构、缩合与水解）异异构构酶酶第12页，此课件共32页哦第13页，此课件共32页哦1 1 1 1）、氧化阶段）、氧化阶段）、氧化阶段）、氧化阶段葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-6-6-磷酸磷酸磷酸磷酸+2+2+2+2NADPNADPNADPNADP+H+H+H+H2 2 2 2O O O O 核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖-5-5-5-5-磷酸磷酸磷酸磷酸 +COCOCOCO2 2 2 2+2+2+2+2（NADPH+HNADP

8、H+HNADPH+HNADPH+H+）2 2 2 2）、非氧化阶段）、非氧化阶段）、非氧化阶段）、非氧化阶段 6 6 6 6核酮糖核酮糖核酮糖核酮糖-5-5-5-5-磷酸磷酸磷酸磷酸+H H H H2 2 2 2O O O O 5 5 5 5葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-6-6-磷酸磷酸磷酸磷酸+PiPiPiPi3 3 3 3）、总反应）、总反应）、总反应）、总反应 6 6 6 6 葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-6-6-磷酸磷酸磷酸磷酸+12+12+12+12NADPNADPNADPNADP+7H+7H+7H+7H2 2 2 2O O O O 6CO6CO6CO6CO2 2 2 2+1

9、2NADPH+12H12NADPH+12H12NADPH+12H12NADPH+12H+Pi+5+Pi+5+Pi+5+Pi+5葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-6-6-6-6-磷酸磷酸磷酸磷酸磷酸戊糖途径反应式总结第14页，此课件共32页哦6-P-葡萄糖脱氢酶葡萄糖脱氢酶的活性决定的活性决定G-6-P进入此进入此途径的流量，为限速酶。途径的流量，为限速酶。该酶受该酶受NADPH/NADP+的调节。的调节。（三）、磷酸戊糖途径的调控第15页，此课件共32页哦（四）、磷酸戊糖途径的生理意义（四）、磷酸戊糖途径的生理意义1.是体内生成是体内生成NADPH的主要代谢途径的主要代谢途径：NADPH在体内可用于：

10、在体内可用于：作作为为供供氢氢体体，参参与与体体内内的的合合成成代代谢谢：如如参参与合成脂肪酸、胆固醇，一些氨基酸。与合成脂肪酸、胆固醇，一些氨基酸。参参与与羟羟化化反反应应：作作为为加加单单氧氧酶酶的的辅辅酶酶，参参与对代谢物的羟化。与对代谢物的羟化。第16页，此课件共32页哦 使氧化型谷胱甘肽还原使氧化型谷胱甘肽还原。维持巯基酶的活性维持巯基酶的活性。维维持持红红细细胞胞膜膜的的完完整整性性：由由于于6-磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖脱脱氢氢酶酶遗遗传传性性缺缺陷陷可可导导致致蚕蚕豆豆病病，表现为溶血性贫血。表现为溶血性贫血。第17页，此课件共32页哦2.是体内生成5-磷酸核糖的唯一代谢途径：体体内

11、内合合成成核核苷苷酸酸和和核核酸酸所所需需的的核核糖糖或或脱脱氧氧核核糖糖均均以以5-磷磷酸酸核核糖糖的的形形式式提提供供，这这是是体体内内唯唯一一的的一一条条能能生生成成5-磷磷酸酸核核糖糖的的代代谢谢途途径。径。磷磷酸酸戊戊糖糖途途径径是是体体内内糖糖代代谢谢与与核核苷苷酸酸及及核核酸代谢的交汇途径。酸代谢的交汇途径。第18页，此课件共32页哦 二、糖的其他代谢途径（一）葡糖异生作用第19页，此课件共32页哦 非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程称为糖异生糖异生(gluconeogenesis)。非糖物质主要有生糖氨基酸、有机酸非糖物质主要有生糖氨基酸、有机

12、酸(乳乳酸、丙酮酸及三羧酸循环中各种羧酸等酸、丙酮酸及三羧酸循环中各种羧酸等)和甘油等。不同物质转变为糖的速度不同。和甘油等。不同物质转变为糖的速度不同。糖异生代谢途径主要存在于糖异生代谢途径主要存在于肝及肾肝及肾中。中。第20页，此课件共32页哦1、糖异生主要途、糖异生主要途径和关键反应径和关键反应 非非糖糖物物质质转转化化成成糖糖代代谢谢的的中中间间产产物物后后，在在相相应应的的酶酶催催化化下下,绕绕过过糖糖酵酵解解途途径径的的三三个个不不可可逆逆反反应应,利利用用糖糖酵酵解解途途径径其其它它酶酶生生成成葡葡萄萄糖糖的的途途径径称为糖异生。称为糖异生。糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1-磷酸葡

13、萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖己糖激酶己糖激酶果糖果糖激酶激酶二磷酸果糖磷酸二磷酸果糖磷酸酯酶酯酶丙酮酸丙酮酸激酶激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸酯酶磷酸葡萄糖磷酸酯酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2 草酰乙酸草酰乙酸PEP羧激酶羧激酶第21页，此课件共32页哦糖异生途径关键反应之一糖异生途径关键反应之一+H2O+Pi6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸酯酶磷酸酯酶P6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖H葡萄糖葡萄糖第22页，此课件共32页哦糖异生途径关键反应之二糖异

14、生途径关键反应之二二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸酯酶磷酸酯酶+H2O+Pi1,6-二磷酸果糖二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖磷酸果糖POH2COHOOHHHH第23页，此课件共32页哦糖异生途径关键反应之三糖异生途径关键反应之三PEP羧激酶羧激酶ATP+H2O ADP+Pi丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸CO2CO2第24页，此课件共32页哦丙酮酸丙酮酸PEP丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸胞液胞液线粒体线粒体乙酰乙酰CoAGPEP第25页，此课件共

15、32页哦2、糖异生可总结为：w2丙酮酸4ATP+2GTP+2NADH+6H2O葡萄糖+2NAD+4ADP+2GDP+Pi+2H+草酰乙酸草酰乙酸第26页，此课件共32页哦4、糖异生的调节ATP柠檬酸柠檬酸AMP磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶激活激活抑制抑制糖酵解糖酵解饱食饱食果糖果糖-2，6-二磷酸二磷酸抑制抑制激活激活磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶果糖果糖1，6磷酸酶磷酸酶抑制抑制激活激活糖异生糖异生糖酵解糖酵解抑制抑制激活激活第27页，此课件共32页哦乙酰乙酰CoA丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶pyruvate carboxylase激活激活ADP抑制抑制第28页，此课件共32页哦5、糖异生的原料1生糖氨基

16、酸生糖氨基酸：Ala,Cys,Gly,Ser,Thr,Trp 丙酮酸丙酮酸Pro，His，Gln，Arg Glu-酮戊二酸酮戊二酸Ile，Met，Ser，Thr，Val 琥珀酰琥珀酰CoAPhe，Tyr 延胡索酸延胡索酸Asn，Asp 草酰乙酸草酰乙酸2甘油甘油：甘油三酯甘油三酯甘油甘油-磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮。磷酸二羟丙酮。3乳酸乳酸：乳酸乳酸丙酮酸。丙酮酸。第29页，此课件共32页哦6、糖异生的生理意义1在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定。在饥饿情况下维持血糖浓度的相对恒定。2回收乳酸分子中的能量：回收乳酸分子中的能量：葡葡萄萄糖糖在在肌肌肉肉组组织织中中经经糖糖的的无无氧氧酵酵解解

17、产产生生的的乳乳酸酸，可可经经血血循循环环转转运运至至肝肝脏脏，再再经经糖糖的的异异生生作作用用生生成成自自由由葡葡萄萄糖糖后后转转运运至至肌肌肉肉组组织织加加以以利利用用，这这一一循循环环过过程程就就称称为为乳乳酸酸循环（循环（Cori循环）循环）。3维持酸碱平衡。维持酸碱平衡。第30页，此课件共32页哦四、乙醛酸循环1 1、乙醛酸循环的、乙醛酸循环的生化历程生化历程3 3、乙醛酸循环的生理意义、乙醛酸循环的生理意义 植物种子萌发的脂肪转化为糖植物种子萌发的脂肪转化为糖2 2、乙醛酸循环总反应式及其糖异生的关系乙醛酸循环总反应式及其糖异生的关系第31页，此课件共32页哦CoASH柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶顺乌头顺乌头酸酶酸酶乙醛酸循环乙醛酸循环反应历程反应历程NAD+NADH苹果酸脱氢苹果酸脱氢酶酶 OCH3-CSCoACoASH OCH3-CSCoACOOCOO-CH2CH2CH2CH2COOCOO-琥珀酸琥珀酸异柠檬酸裂异柠檬酸裂解酶解酶苹果酸合成苹果酸合成酶酶 O OH-C-C OH乙醛酸乙醛酸草酰乙酸草酰乙酸第32页，此课件共32页哦