1、第五节第五节 磷酸戊糖途径（阅读）磷酸戊糖途径（阅读）hexose monophosphate shunt 目目 录录一一 磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途径的生理意义二二 磷酸戊糖途径的过程磷酸戊糖途径的过程 1 为生物合成提供还原力为生物合成提供还原力（Provides NADPH for biosynthesis） 2 为核酸合成、辅酶的合成提供核糖为核酸合成、辅酶的合成提供核糖（ Produces ribose-5-P）及代谢中间物及代谢中间物一一 磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途径的生理意义Pentose Phosphate Pathway 二二 磷酸戊糖途径的过程磷酸戊糖途径的过程
2、包括两个氧化步骤和五个非氧化步骤包括两个氧化步骤和五个非氧化步骤（Two oxidative processes followed by five non-oxidative steps）主要存在于肝细胞和脂肪细胞的主要存在于肝细胞和脂肪细胞的胞液胞液中中（Operates mostly in cytoplasm of liver and adipose cells） 6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸萄糖酸5-磷酸磷酸核酮糖核酮糖5-磷酸磷酸核酮糖核酮糖5-磷酸磷酸核糖核糖5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖7-磷酸磷酸景天庚景天庚酮糖酮糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛4-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖6-
3、磷酸磷酸果糖果糖5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛氧化步骤两步氧化步骤两步Oxidative Steps of the Pentose Phosphate Pathway 葡萄糖葡萄糖-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶（Glucose-6-P Dehydrogenase）- Irreversible 1st step - highly regulated! 葡萄糖酸内酯酶（葡萄糖酸内酯酶（Gluconolactonase） Uncatalyzed reaction happens too 6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶磷酸葡萄糖酸脱氢酶（6-Phosphogluconate Dehydrogen
4、ase） An oxidative decarboxylation (in that order!)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葡萄糖葡萄糖-6-磷酸脱氢酶磷酸脱氢酶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葡萄糖酸内酯酶葡萄糖酸内酯酶6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖酸脱氢酶酸脱氢酶非氧化步骤五步非氧化步骤五步The Nonoxidative Steps Five steps, only 4 types of reaction. 磷酸戊糖异构酶（磷酸戊糖异构酶（Phosphopentose iso
5、merase）- converts ketose to aldose 磷酸戊糖差向异构酶（磷酸戊糖差向异构酶（Phosphopentose Epimerase）- epimerizes at C-3 转酮醇酶（转酮醇酶（Transketolase） (TPP-dependent) - transfer of two-carbon units 转醛醇酶（转醛醇酶（Transaldolase） (Schiff base mechanism) - transfers a three-carbon unit 5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖5-磷酸核糖磷酸核糖磷酸戊糖异构酶磷酸戊糖异构酶5-磷酸核酮糖磷酸核酮
6、糖5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖磷酸戊糖差磷酸戊糖差向异构酶向异构酶5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖5-磷酸核糖磷酸核糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛7-磷酸景天磷酸景天庚酮糖庚酮糖转酮醇酶转酮醇酶转酮醇酶的作用机制（焦磷酸硫胺素）转酮醇酶的作用机制（焦磷酸硫胺素）焦磷酸焦磷酸硫胺素硫胺素木酮糖木酮糖 5-5-磷酸磷酸核糖核糖-5-5-磷酸磷酸景天庚酮糖景天庚酮糖-7-7-磷酸磷酸Transaldolase转醛醇酶转醛醇酶3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛7-磷酸景天磷酸景天庚酮糖庚酮糖4-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖6-磷酸果糖磷酸果糖转醛醇酶转移三碳单位的作用机转醛醇酶转移三碳单位的作用机制制赤藓糖赤藓糖-4-4-磷酸磷酸甘油
7、醛甘油醛-3-3-磷酸磷酸果糖果糖-6-6-磷酸磷酸5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖4-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛6-磷酸果糖磷酸果糖转酮醇酶转酮醇酶6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖6-磷酸葡磷酸葡萄糖酸萄糖酸5-磷酸磷酸核酮糖核酮糖5-磷酸磷酸核酮糖核酮糖5-磷酸磷酸核糖核糖5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖7-磷酸磷酸景天庚景天庚酮糖酮糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛4-磷酸磷酸赤藓糖赤藓糖6-磷酸磷酸果糖果糖5-磷酸磷酸木酮糖木酮糖3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛注意注意1 转酮醇酶转移转酮醇酶转移2C单位，转醛醇酶转移单位，转醛醇酶转移3C单位。一般来讲，供体为酮糖，受体单位。一般来讲，供体为酮糖，受体为醛
8、糖；为醛糖；2 6分子分子G-6-P进入进入HMS途径，生成途径，生成5分子分子F-6-P，通过异构酶作用，可变成，通过异构酶作用，可变成5分子分子G-6-P。整体来看，好像只消耗。整体来看，好像只消耗1分子分子G-6-P,但二氧化碳来源于不同的但二氧化碳来源于不同的6个个G-6-P.*戊糖磷酸途径的多样性戊糖磷酸途径的多样性戊糖磷酸途径中戊糖磷酸途径中G-6-P的去路，可受到机体对的去路，可受到机体对NADPH、核糖、核糖-5- P和和ATP不同需要的调节。不同需要的调节。1)机体对机体对 ribose-5-P 的需要远远超过对的需要远远超过对 NADPH 的需要。的需要。2)机体对机体对
9、ribose-5-P 和和 NADPH 的需要处于平的需要处于平衡状态。衡状态。 3) 机体对机体对 NADPH 超过超过 ribose-5-P 的需要。的需要。 4) NADPH 和和 ATP 都需要都需要, 但但 ribose-5-P 不需不需要。要。 1) 机体对机体对 NADPH 超过超过 ribose-5-P 的需要。的需要。6葡萄糖葡萄糖-6-P12NADP+6H2O 5果糖果糖-6-P + 12NADPH +12H+ +6CO2 +Pi2) 机体对机体对 ribose-5-P 和和 NADPH 的需要处于平的需要处于平衡状态。衡状态。葡萄糖葡萄糖-6-P2NADP+H2O 核糖核
10、糖-5-P + 2NADPH +2H+ +CO23) 机体对机体对 ribose-5-P 的需要远远超过对的需要远远超过对 NADPH 的需要。的需要。5葡萄糖葡萄糖-6-PATP 6核糖核糖-5-P + ADP+Pi4) NADPH 和和 ATP 都需要都需要, 但但 ribose-5-P 不需要不需要。3葡萄糖葡萄糖-6-P6NADP+5NAD+ + 8ADP Pi 5丙酮酸丙酮酸 + 6NADPH + 5NADPH + 8ATP +3CO2 + 2H2O + 8H+ 三三 磷酸戊糖途径的调控磷酸戊糖途径的调控 该途径中，第一步反应是不可逆的，该途径中，第一步反应是不可逆的，在生理条件下是限速步骤，控制该途径在生理条件下是限速步骤，控制该途径速率最重要的因子是速率最重要的因子是NADP/NADPH，NADP作为作为6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸葡萄糖脱氢酶的辅酶，的辅酶，接受接受G-6-P脱下脱下H和激活该脱氢酶，而和激活该脱氢酶，而NADPH作为竞争性抑制剂，抑制该酶活作为竞争性抑制剂，抑制该酶活性。性。NADP/NADPH比例变化直接影响该比例变化直接影响该酶活性及整个反应的活性。酶活性及整个反应的活性。Thanks
