磷酸戊糖途径课件.ppt
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1、 当碘乙酸抑制当碘乙酸抑制3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛脱脱氢氢酶酶时时,有氧与无氧分解均不可有氧与无氧分解均不可进进行,生物体内行,生物体内发发生生另一个能分解糖的途径,因含有另一个能分解糖的途径,因含有磷酸戊糖磷酸戊糖中中间间物,又称物,又称为为磷酸戊糖途径。从磷酸戊糖途径。从6-磷酸葡萄磷酸葡萄糖开始分解,又称糖开始分解,又称为为磷酸己糖旁路。磷酸己糖旁路。1.磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway,ppp)1 1、化学反化学反应历应历程及催化程及催化酶酶类类 特点:特点:氧化脱氧化脱羧羧阶阶段和段和非氧化分子重排非氧化分子重排阶阶段段2 2、总总反反应应
2、式和生理意式和生理意义义2.磷酸戊糖途径的磷酸戊糖途径的过过程程磷酸己糖的氧化磷酸己糖的氧化戊糖互戊糖互变变基基团转团转移移磷酸己糖的生成磷酸己糖的生成3.磷酸戊糖途径的氧化脱磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶羧阶段段NADP+NADPH+H+H2O NADPH+H+NADP+5-磷酸核磷酸核酮酮糖糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸内磷酸葡萄糖酸内酯酯6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸CO26-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 脱脱氢氢酶酶内内酯酯酶酶6-磷酸葡萄磷酸葡萄糖酸糖酸 脱脱氢氢酶酶4.(1 1)6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖转变为转变为6-6-磷酸葡萄糖酸内磷酸葡萄糖酸内酯酯NADP+NADPH+H+6
3、-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖glucose 6-phosphateglucose 6-phosphate6-6-磷酸葡萄糖酸内磷酸葡萄糖酸内酯酯6-phosphoglucono-lactone6-phosphoglucono-lactone6-6-磷酸葡萄糖脱磷酸葡萄糖脱氢氢酶酶glucose 6-phosphate glucose 6-phosphate dehydrogenase(dehydrogenase(G6PDG6PD)限速限速酶酶,对对NADP+有高度特异性有高度特异性5.(2)6-(2)6-磷酸葡萄糖酸内磷酸葡萄糖酸内酯转变为酯转变为6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸6-6-磷酸葡萄
4、糖酸内磷酸葡萄糖酸内酯酯6-phosphoglucono-lactone6-phosphoglucono-lactone6 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconate6-phosphogluconateH H2 2O O内内酯酯酶酶lactonaselactonase6.(3)6-(3)6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸转变为转变为5-5-磷酸核磷酸核酮酮糖糖COCO2 26 6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸6-phosphogluconate6-phosphogluconateNADP+NADPH+H+5-5-磷酸核磷酸核酮酮糖糖ribulose 5-phosphateribul
5、ose 5-phosphate6-6-磷酸葡萄糖酸脱磷酸葡萄糖酸脱氢氢酶酶6-phosphogluconate dehydrogenase6-phosphogluconate dehydrogenase7.磷酸戊糖途径的非氧化磷酸戊糖途径的非氧化阶阶段之一段之一(5-磷酸核磷酸核酮酮糖异构化)糖异构化)差向异构差向异构酶酶异构异构酶酶5-磷酸木磷酸木酮酮糖糖5-磷酸核糖磷酸核糖5-磷酸核磷酸核酮酮糖糖8.磷酸戊糖途径的磷酸戊糖途径的 非氧化非氧化阶阶段之二段之二(基(基团转团转移)移)+24-磷酸赤磷酸赤藓藓糖糖+25-磷酸核糖磷酸核糖23-磷酸甘油磷酸甘油醛醛转酮转酮酶酶转醛转醛酶酶26-磷
6、酸果糖磷酸果糖+7-磷酸景天庚磷酸景天庚酮酮糖糖2H25-磷酸木磷酸木酮酮糖糖H9.二分子五碳糖的基二分子五碳糖的基团转团转移反移反应应5-5-磷酸核磷酸核酮酮糖糖ribulose 5-phosphateribulose 5-phosphate5-5-磷酸核糖磷酸核糖ribose 5-phosphateribose 5-phosphate3-3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛glyceraldehyde 3-phosphate7-7-磷酸景天糖磷酸景天糖sedoheptulose 7-phosphate转酮转酮酶酶(TPP)(TPP)10.七碳糖与三碳糖的基七碳糖与三碳糖的基七碳糖与三碳糖的基七碳糖与三
7、碳糖的基团转团转团转团转移反移反移反移反应应应应7 7-磷酸景天糖磷酸景天糖sedoheptulose 7-phosphate3-3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛glyceraldehyde 3-phosphate转醛转醛酶酶4 4-磷酸赤磷酸赤藓藓糖糖erythrose 4-phosphate6-6-磷酸果糖磷酸果糖fructose 6-phosphateMg2+或或Mn2+11.基基团转团转移(移(续续前)前)+24-磷酸赤磷酸赤藓藓糖糖+23-磷酸甘油磷酸甘油醛醛26-磷酸果糖磷酸果糖转酮转酮酶酶25-磷酸木磷酸木酮酮糖糖12.四碳糖与五碳糖的基四碳糖与五碳糖的基四碳糖与五碳糖的基四碳糖与五碳糖
8、的基团转团转团转团转移反移反移反移反应应应应4-4-磷酸赤磷酸赤藓藓糖糖erythrose 4-phosphate5-5-磷酸核磷酸核酮酮糖糖ribulose 5-phosphateribulose 5-phosphate3-3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛glyceraldehyde 3-phosphate6-6-磷酸果糖磷酸果糖Fructose 6-phosphate转酮转酮酶酶(TPP)(TPP)13.转酮转酮酶酶与与转醛转醛酶酶 转酮转酮酶酶(transketolase)(transketolase)就是催就是催化含有一个化含有一个酮酮基基、一个、一个醇基醇基的二碳的二碳基基团转团转移的移的酶
9、酶。其。其接受体是接受体是醛醛,辅辅酶酶是是TPPTPP。转醛转醛酶酶(transaldolase)(transaldolase)是催化含是催化含有一个有一个酮酮基、二个醇基的三碳基基、二个醇基的三碳基团团转转移的移的酶酶。其。其接受体接受体亦是亦是醛醛,但不,但不需要需要TPPTPP。14.H2O Pi1,6-二二 磷酸果糖磷酸果糖3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛6-磷酸果糖磷酸果糖醛缩醛缩酶酶二磷酸果糖二磷酸果糖酯酯酶酶磷酸戊糖途径的非氧化磷酸戊糖途径的非氧化阶阶段之三段之三(3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛异构、异构、缩缩合与水解)合与水解)异异构构酶酶6-6-磷酸葡萄糖的生成磷酸葡萄糖的生成15.PP
10、P16.磷酸戊糖途径的非氧化分子重排磷酸戊糖途径的非氧化分子重排阶阶段段H2OPi6 5-磷酸核磷酸核酮酮糖糖2 5-磷酸核糖磷酸核糖2 5-磷酸木磷酸木酮酮糖糖2 3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛2 7-磷酸景天庚磷酸景天庚酮酮糖糖2 4-磷酸赤磷酸赤藓藓丁糖丁糖2 6-磷酸果糖磷酸果糖2 5-磷酸木磷酸木酮酮糖糖2 3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛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转醛酶酶异构异构酶酶转酮转酮酶酶转酮转酮酶酶醛缩醛缩酶酶阶阶段段之之一一阶阶段段之之二二阶阶段段之之三三17.CO2+H2O+ATPTCAGG-6-PF-6-PF-1,6-BP3-磷
11、酸甘油磷酸甘油醛醛丙丙酮酮酸酸乙乙酰酰CoA磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径NADPH5-磷酸核糖磷酸核糖18.磷酸戊糖途径的代磷酸戊糖途径的代谢谢起始物是起始物是G-6-P,返,返回的代回的代谢终产谢终产物是物是3-磷酸甘油磷酸甘油醛醛和和6-磷酸磷酸果糖果糖,其重要的中,其重要的中间间代代谢产谢产物是物是5-磷酸核磷酸核糖糖和和NADPH。19.磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径总总总总反反反反应应应应式式式式6 G-6-P+12NADP+7 H2O 5 G-6-P+6CO2+12NADPH+12H+H H3 3POPO4 420.磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径图图
12、图图糖酵解途径糖酵解途径6666-磷磷酸葡萄糖酸葡萄糖2 5-2 5-磷酸磷酸木木酮酮糖糖25-25-磷酸磷酸核糖核糖2 25-5-磷酸磷酸木木酮酮糖糖27-27-磷酸磷酸景天糖景天糖223-3-磷磷酸甘油酸甘油醛醛24-24-磷酸磷酸赤赤藓藓糖糖22 6 6-磷磷酸果糖酸果糖22 3-3-磷酸磷酸甘油甘油醛醛 2 2 6 6-磷磷酸果糖酸果糖66-66-磷酸葡磷酸葡萄糖酸内萄糖酸内酯酯6NADPH6NADPH66-66-磷酸磷酸葡萄糖酸葡萄糖酸6H6H2 2O O665-5-磷磷酸核酸核酮酮糖糖6NADPH6NADPH6CO6CO2 2葡萄糖葡萄糖21.1.磷酸戊糖途径是生物磷酸戊糖途径是生
13、物普遍存在普遍存在的途径的途径 2.提供提供大量的能量大量的能量,仅仅次于有氧氧化次于有氧氧化3.提供生物合成的提供生物合成的还还原原剂剂-NADPH4.提供核酸提供核酸,辅辅酶酶合成的原料合成的原料-核糖核糖 5.与植物与植物光合作用光合作用有关有关-C3,C4 6.是戊糖分解的必是戊糖分解的必经经途径途径磷酸戊糖途径的生理意磷酸戊糖途径的生理意义义22.5-5-5-5-磷酸核糖作用磷酸核糖作用磷酸核糖作用磷酸核糖作用DNADNA、RNARNA合成原料合成原料(1)NAD(P)(1)NAD(P)+(2)FAD(2)FAD(3)HSCoA(3)HSCoA各种核苷酸各种核苷酸辅辅酶酶(1)NTP
14、(1)NTP(2)dNTP (2)dNTP 核苷酸核苷酸(3)cAMP/cGMP(3)cAMP/cGMP第二信使第二信使合合成成原原料料23.NADPHNADPH的主要功能的主要功能1 1)、作)、作为为供供氢氢体体 -参与体内多种生物合成反参与体内多种生物合成反应应2 2)、是谷胱甘)、是谷胱甘肽还肽还原原酶酶的的辅辅酶酶 -对维对维持持细细胞中胞中还还原型谷胱甘原型谷胱甘肽肽的正常含的正常含量起重要作用量起重要作用3 3)、作)、作为为加加单单氧氧酶酶的的辅辅酶酶 -参与肝参与肝脏对脏对激素、激素、药药物和毒物的生物物和毒物的生物转转化作用化作用4 4)、)、清除自由基清除自由基的作用的作
15、用 24.NADPHNADPH作作为为体内的供体内的供氢氢体体 脂肪酸脂肪酸、胆固醇胆固醇和和类类固醇化合物固醇化合物的生物合的生物合成,成,均需要大量的均需要大量的NADPHNADPH。NADPNADPH H+H H+R-C=C-RR-C=C-R R-CR-CH H2 2-C-CH H2 2-R-RH HH HR-CHR-CH2 2-C-R-C-R R-CHR-CH2 2-C-CH H-R-R0 0=O OH HNADPNADP+25.谷胱甘谷胱甘肽肽的功能:的功能:(1)解毒功能解毒功能(2)保保护巯护巯基基酶酶/蛋白蛋白质质(3)可消除自由基可消除自由基(4)协协助氨基酸的吸收助氨基酸的
16、吸收谷谷胱胱甘甘肽肽的的抗抗氧氧化化作作用用26.NADPHNADPH作作为羟为羟化化酶酶的的辅辅酶酶羟羟化反化反应应:(1)(1)与某些生物合成与某些生物合成(胆固醇、胆汁酸、胆固醇、胆汁酸、类类固固醇激素等醇激素等)有关;有关;(2)(2)与肝与肝脏脏的生物的生物转转化化(激素、激素、药药物、毒物的物、毒物的生物生物转转化化)有关。有关。RH+NADPH+H+ROH+NADP+H2O 羟羟化化酶酶27.蚕豆病蚕豆病:蚕豆病的蚕豆病的症状症状是:是:吃蚕豆几小吃蚕豆几小时时或或1 12 2天后,突天后,突然感到精神疲倦、然感到精神疲倦、头晕头晕、恶恶心、畏寒心、畏寒发热发热、全身酸痛、全身酸
17、痛、萎靡不振,并伴有黄疸、肝脾萎靡不振,并伴有黄疸、肝脾肿肿大、呼吸困大、呼吸困难难、肾肾功功能衰竭,甚至死亡。能衰竭,甚至死亡。蚕豆病,俗称蚕豆黄蚕豆病,俗称蚕豆黄 机理机理:蚕豆中有蚕豆中有3 3种物种物质质:裂解素、:裂解素、锁锁未未尔尔和多巴和多巴胺。前两种使谷胱甘胺。前两种使谷胱甘肽肽氧化,后一种能激氧化,后一种能激发红细发红细胞的胞的自身破坏自身破坏.血像血像检查检查:红细红细胞明胞明显显减少,黄疸指数明减少,黄疸指数明显显升高。升高。28.磷酸戊糖途径小磷酸戊糖途径小结结1.不必不必经过经过EMP和途径,在葡萄糖上直接脱和途径,在葡萄糖上直接脱羧羧脱脱氢氢.2.脱脱氢氢酶酶的的辅
18、辅酶酶为为NADP+.3.6-P-葡萄糖酸脱葡萄糖酸脱氢氢酶酶既脱既脱氢氢又脱又脱羧羧.4.中中间间物有物有C4,C5,C729.磷酸戊糖途径特点磷酸戊糖途径特点 :反反应应部位:部位:细细胞溶胶胞溶胶反反应应底物:底物:6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖重要反重要反应产应产物:物:NADPHNADPH、5-5-磷酸核糖磷酸核糖限速限速酶酶:6-6-磷酸葡萄糖脱磷酸葡萄糖脱氢氢酶酶(G-6-PD)(G-6-PD)30.磷酸戊糖途径的磷酸戊糖途径的调节调节1.1.限速限速酶酶肝肝脏脏中的各种戊糖途径的中的各种戊糖途径的酶酶中以中以6-6-磷酸葡萄糖脱磷酸葡萄糖脱氢氢酶酶的活性最低,的活性最低,所以它是
19、戊糖途径的所以它是戊糖途径的限速限速酶酶,催化不可逆反,催化不可逆反应应步步骤骤。2.NADP2.NADP+/NADPH/NADPH比比值值的的调节调节NADPHNADPH竞竞争性抑制争性抑制6-6-磷酸葡萄糖脱磷酸葡萄糖脱氢氢酶酶和和6-6-磷酸葡萄糖酸脱磷酸葡萄糖酸脱氢氢酶酶的活性。的活性。机体内机体内NADNAD+/NADH/NADH比比NADPNADP+/NADPH/NADPH的比的比值值要高几个数量要高几个数量级级,前者,前者为为700700,后者后者为为0.0140.014,这这使使NADPNADPH可以可以进进行有效的反行有效的反馈馈抑制抑制调调控。只有控。只有NADPHNADP
20、H在脂在脂肪的生物合成中被消耗肪的生物合成中被消耗时时才能解除抑制,再通才能解除抑制,再通过过6-6-磷酸葡萄糖脱磷酸葡萄糖脱氢氢酶酶产产生生出出NADPHNADPH。3.3.底物底物浓浓度度非氧化非氧化阶阶段戊糖的段戊糖的转变转变主要受控于主要受控于底物底物浓浓度度。5-5-磷酸核糖磷酸核糖过过多多时时,可,可转转化成化成6-6-磷酸果糖和磷酸果糖和3-3-磷酸甘油磷酸甘油醛进醛进行酵解。行酵解。31.其它糖其它糖进进入入单单糖分解的途径糖分解的途径半乳糖半乳糖半乳糖半乳糖-1-PUDP-半乳糖半乳糖UDP-葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-1-磷酸磷酸糖原或淀粉糖原或淀粉葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-
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