《生物化学—代谢篇》第二十五章 戊糖磷酸途及糖异生途径

第二十五章 戊糖磷酸途及糖异生途径

第二十五章 戊糖磷酸途及糖异生途径

武糖髒醱苿弪 In most animal tissues, the major catabolic fate of glucose 6-phosphate is glycolytic breakdown to pyruvate, much of which is then oxidized via the citric acid cycle ultimately leading to the formation ofATP. a Glucose 6-phosphate does have other catabolic fates. however which lead to specialized products needed by the cell. Of particular importance in some tissues is the oxidation of glucose 6-phosphate to pentose phosphates by the pentose phosphate pathway

一、戊糖磷酸途径 ◼ In most animal tissues, the major catabolic fate of glucose 6-phosphate is glycolytic breakdown to pyruvate, much of which is then oxidized via the citric acid cycle, ultimately leading to the formation of ATP. ◼ Glucose 6-phosphate does have other catabolic fates, however, which lead to specialized products needed by the cell. Of particular importance in some tissues is the oxidation of glucose 6-phosphate to pentose phosphates by the pentose phosphate pathway

■(一)戊糖磷酸途径的发现 在组织中添加酵解抑制剂碘乙酸(抑制3-P-甘油醛脱 氢酶)或氟化物(抑制烯醇化酶)等,葡萄糖仍可被 消耗;并且c更容易氧化成cO2;发现了6-P-葡萄糖 脱氢酶和6-P-葡萄糖酸脱氢酶及NADP+;发现了五碳 糖、六碳糖和七碳糖;说明葡萄糖还有其他代谢途径 (1931-1951) 1953年阐述了磷酸戊糖途径( pentose phosphate pathway),简称PP途径,他叫磷酸己糖支路;磷酸 葡萄糖酸氧化途径、已糖单磷酸旁路( hexose monophosphate shut HMS) 主要发生在肝脏、脂肪组织、哺乳期的乳腺、肾上腺 皮质、性腺、骨髓和红细胞等

(一)戊糖磷酸途径的发现 ◼ 在组织中添加酵解抑制剂碘乙酸（抑制3-P-甘油醛脱 氢酶）或氟化物（抑制烯醇化酶）等，葡萄糖仍可被 消耗；并且C1更容易氧化成CO2；发现了6-P-葡萄糖 脱氢酶和6-P-葡萄糖酸脱氢酶及NADP+；发现了五碳 糖、六碳糖和七碳糖；说明葡萄糖还有其他代谢途径 （1931-1951）。 ◼ 1953年阐述了磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway)，简称PPP途径，也叫磷酸己糖支路；磷酸 葡萄糖酸氧化途径、已糖单磷酸旁路(hexose monophosphate shut HMS) 。 ◼ 主要发生在肝脏、脂肪组织、哺乳期的乳腺、肾上腺 皮质、性腺、骨髓和红细胞等

■〔二)磷酸戊糖途径的反应 ■磷酸戊糖途径在细胞液中进行,全过程 分为不可逆的氧化阶段和可逆的非氧化 阶段。 氧化反应阶段:生成 NADPH及CO2; 非氧化反应阶段:一系列基团的转移

(二)磷酸戊糖途径的反应 ◼ 磷酸戊糖途径在细胞液中进行，全过程 分为不可逆的氧化阶段和可逆的非氧化 阶段。 ◼ 氧化反应阶段: 生成NADPH及CO2； ◼ 非氧化反应阶段:一系列基团的转移

Pentose Phosphate Pathway CHOH (adnt Hexose monophosphate shunt etc Coo HO-C-H Ok O NADP+ NADPH CH, OPi CH,OPi H2o H-C-OH NADPH NADP CH,OH H-C-OH HO-C-H C=0 HOPi OH Ce-PAH L2M2HC一 oH t-P-ER20YN H-C-OH X-5-P OH H-C-OH H-C-OH G-6-P CHOPi -5-P2w H 6-P-gluconolactone CHaOPi 6-P-gluconate RU-5-P G-6-P H-C-OH CHoH RlN/Ne CH2OH Ho→C R-5-P CHoo @⊙ H-C-OH H H-C-OH H-C-OH H-C-OH CH2OPi F-6-P H CHOPi H-C-OH H-C-OH X-5-P H-C-OH H-C-OH 配e CHOPi CH,OPi CH,OP JNnnL52aAa Sedoheptulose F-6-P GA-3-P 7-P H-C-OH H H-C-OH H-C-OH H H-C-oH CHaOPi CH,OP H-C-OH HO-C-H R-5-P GA-3-P CH OPi H-C-OH Erytrose-4A-P & A 2& 199, X-5-P

icisatir rrartunn dd penter ptmap hate pathway Ribose Sedohept ulose Fructose Glucose G-phosphate r-phosphate 6-phosphate 6 phosphate Pinet Xylulose Glyceraldehyde Erythrose Fructose 6-phosphate 3-phosphate s-phosphate G phosphate fruste IA laaphptias alda tashrtel trn phnaptut Xylulose 了1 phosph GLyceraldehyde 3-phosphat

7C 6C 5C 3C 4C 6C 6C 5C 3C 5C 3C C 3C 4C C 5C 7C 6C

(三)磷酸戊糖途径的生理意义 5-磷酸核糖的生成,此途径是葡萄糖在体 内生成5磷酸核糖的唯一途径,故命名为磷酸 戊糖通路。 体内需要的5-磷酸核糖可通过磷酸戊糖通路的 氧化阶段不可逆反应过程生成,也可经非氧化 阶段的可逆反应过程生成,而在体内主要由氧 化阶段生成 ˉ5-磷酸核糖是合成核苷酸辅酶及核酸的主要原 料,故损伤后修复、再生的组织(如梗塞的心肌、 部分切除后的肝脏),此代谢途径都比较活跃

(三)磷酸戊糖途径的生理意义 ◼ 1. 5-磷酸核糖的生成，此途径是葡萄糖在体 内生成5-磷酸核糖的唯一途径，故命名为磷酸 戊糖通路。 ◼ 体内需要的5-磷酸核糖可通过磷酸戊糖通路的 氧化阶段不可逆反应过程生成，也可经非氧化 阶段的可逆反应过程生成，而在体内主要由氧 化阶段生成。 ◼ 5-磷酸核糖是合成核苷酸辅酶及核酸的主要原 料，故损伤后修复、再生的组织(如梗塞的心肌、 部分切除后的肝脏)，此代谢途径都比较活跃

2. NADPH+H+与NADH不同,它携带的氢不 是通过呼吸链氧化磷酸化生成ATP,而是作 为供氢体参与许多代谢反应,具有多种不同 的生理意义。 1)作为供氢体,参与体内多种生物合成反应, 例如脂肪酸、胆固醇和类固醇激素的生物合 成,都需要大量的 INADPH+H+,因此磷酸戊 糖通路在合成脂肪及固醇类化合物的肝、肾 上腺、性腺等组织中特别旺盛

◼ 2. NADPH+H+与NADH不同，它携带的氢不 是通过呼吸链氧化磷酸化生成ATP，而是作 为供氢体参与许多代谢反应，具有多种不同 的生理意义。 ◼ 1)作为供氢体，参与体内多种生物合成反应， 例如脂肪酸、胆固醇和类固醇激素的生物合 成，都需要大量的NADPH+H+，因此磷酸戊 糖通路在合成脂肪及固醇类化合物的肝、肾 上腺、性腺等组织中特别旺盛

2) NADPH+H+是谷胱甘肽还原酶的辅酶,对维持 彐还原型谷胱甘肽(GSH)的正常含量,有很重要的 作用,GSH能保护某些蛋白质中的巯基,如红细 胞膜和血红蛋白上的SH基,因此缺乏6-磷酸葡萄 糖脱氢酶的人,因 NADPH+H+缺乏,GSH含量过 低,红细胞易于破坏而发生溶血性贫血 3 NADPH+H+参与肝脏生物转化反应,肝细胞内 质网含有以 NADPH+H+为供氢体的加单氧酶体系, 参与激素、药物、毒物的生物转化过程。 4) ADPH+H+参与体内嗜中性粒细胞和巨噬细胞 产生离子态氧的反应,因而有杀菌作用

◼ 2)NADPH+H+是谷胱甘肽还原酶的辅酶，对维持 还原型谷胱甘肽(GSH)的正常含量，有很重要的 作用，GSH能保护某些蛋白质中的巯基，如红细 胞膜和血红蛋白上的SH基，因此缺乏6-磷酸葡萄 糖脱氢酶的人，因NADPH+H+缺乏，GSH含量过 低，红细胞易于破坏而发生溶血性贫血。 ◼ 3)NADPH+H+参与肝脏生物转化反应，肝细胞内 质网含有以NADPH+H+为供氢体的加单氧酶体系， 参与激素、药物、毒物的生物转化过程。 ◼ 4)NADPH+H+参与体内嗜中性粒细胞和巨噬细胞 产生离子态氧的反应，因而有杀菌作用