(杨荣武)生物竞赛讲义生物化学24磷酸戊糖途径《生物化学原理(第二版)(代谢生物化学)》(23.ppt

杨荣武杨荣武生物化生物化学原理学原理第二版第二版第二十四章第二十四章 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径提纲提纲一、磷酸戊糖途径概述二、磷酸戊糖途径的全部反应1. 氧化相2. 非氧化相三、磷酸戊糖途径小结四、磷酸戊糖途径的功能1. 与NADPH有关的功能2. 与5-磷酸核糖有关的功能3. 与4-磷酸赤藓糖有关的功能五、磷酸戊糖途径的调节磷酸戊糖途径概述磷酸戊糖途径概述又名磷酸己糖支路或又名磷酸己糖支路或6-6-磷酸葡糖酸途径磷酸葡糖酸途径发生在细胞质基质由氧化相和非氧化相组成在生物合成旺盛的细胞中更加活跃葡萄糖在胞内分解的两条途径葡萄糖在胞内分解的两条途径氧化相氧化相 反应反应1：不可逆反应受到调控（受到NADPH抑制），由6-磷酸葡糖脱氢酶催化反应反应2：葡糖酸内酯的水解，由葡糖酸内酯酶催化。没有酶催化，也能发生反应反应3：磷酸葡糖酸的脱氢，为氧化脱羧反应，由6-磷酸葡糖酸脱氢酶催化6-6-磷酸葡糖的脱氢磷酸葡糖的脱氢葡糖酸内酯的水解葡糖酸内酯的水解非氧化相非氧化相 非氧化相全部由非氧化的可逆反应组成，共有5步，反应的性质是异构或分子重排，通过此阶段的反应，6分子戊糖转化成5分子己糖。 将戊糖转变成糖酵解的中间物。 反应4： 5-磷酸核糖的形成，由磷酸戊糖异构酶催化 反应5： 5-磷酸木酮糖的形成，磷酸戊糖差向异构酶 反应6：第一次二碳单位的转移，由转酮酶催化 ，需要TPP为辅助因子 反应7：三碳单位的转移，由转醛酶催化 反应8：第二次二碳单位的转移，由转酮酶催化 5537645463C5 + C5 - C7 + C3C7 + C3 - C4 + C6C5 + C4 - C6 + C3总结总结: :3C5 - 2C6 + C3+5-5-磷酸核糖的形成磷酸核糖的形成5-5-磷酸木酮糖的形成磷酸木酮糖的形成 第一次碳单位的转移和重排反应第一次碳单位的转移和重排反应 转醛酶催化的反应机理转醛酶催化的反应机理转酮酶催化的反应机理转酮酶催化的反应机理第二次碳单位的转移和重排反应第二次碳单位的转移和重排反应 第三次碳单位的转移和重排反应第三次碳单位的转移和重排反应 磷酸戊糖途径小结磷酸戊糖途径小结P 一个葡萄糖分子是不可能完成上述反应的，至少有3个葡萄糖分子同时进入才可以完成；P 只有6个葡萄糖分子同时进入磷酸戊糖途径，到最后才相当于有一个葡萄糖分子完全被氧化成CO2和H2O；P 磷酸戊糖途径并不是细胞产生NADPH的唯一途径P 发生在细胞液，不需要氧气；P 根据细胞对NADPH、核糖和ATP的需要不同，磷酸戊糖途径可以四种不同的模式存在：快速分裂的细胞需要更多的核糖-5-磷酸以第一种模式存在，需要等量的核糖-5-磷酸和NADPH的细胞以第二种模式存在，需要更多的NADPH以进行生物合成的细胞以第三种模式存在，只需要NADPH和ATP而不需要核糖-5-磷酸的细胞以第四种模式存在；P 调节机制相对简单 磷酸戊糖途径的四种变化形式磷酸戊糖途径的四种变化形式磷酸戊糖途径的功能磷酸戊糖途径的功能 C 与NADPH有关的功能1. 提供生物合成的还原剂NADPH 2. 解毒细胞色素P450单加氧酶解毒系统需要NADPH参与对毒物的羟基化反应。3. 免疫4. 维持红细胞膜的完整 5. 间接进入呼吸链 C 与5-磷酸核糖有关的功能：提供核苷酸及其衍生物合成的前体5-磷酸核糖C 与4-磷酸赤藓糖有关的功能：芳香族氨基酸和维生素B6的合成需要赤藓糖。 生物合成与磷酸戊糖途径活性的关系生物合成与磷酸戊糖途径活性的关系组织组织功能功能磷酸戊糖途径的活性磷酸戊糖途径的活性肾上腺固醇类激素的合成高肝脂肪酸和胆固醇的合成高睾丸固醇类激素的合成高脂肪组织脂肪酸的合成高卵巢固醇类激素的合成高乳腺脂肪酸的合成高巨噬细胞膜上的巨噬细胞膜上的NADPH氧化酶的防御功能氧化酶的防御功能 NADPH参与对过氧化物的解毒参与对过氧化物的解毒磷酸戊糖途径的调节磷酸戊糖途径的调节6-磷酸葡糖脱氢酶是磷酸戊糖途径的酶，NADPH既是它的产物，又是它的强竞争性抑制剂，因此，磷酸戊糖途径完全受NADPH/NADP的相对比例控制，如果细胞内的NADPH浓度高，磷酸戊糖途径就会受到抑制，反之则被激活。