第25章戊糖途径
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hmp途径(戊糖磷酸途径)
磷酸己糖的去氧化
磷酸戊糖在脱氧酶的作用下水解，生成磷酸己糖。
这一步去除了分子中的特殊化学键，为生物合成提供了所需的碳骨架。
03
Hmp途径(戊糖磷酸途径)的调控机制
酶的活性调节
磷酸化与去磷酸化
01
通过磷酸化和去磷酸化调节酶的活性，磷酸化通常使酶活性降
低或失活，而去磷酸化则使酶活性恢复。
别构效应
02
Hmp途径（戊糖磷酸途径）是一种在生物体内进行糖解作用的代谢途径，它将 葡萄糖或其他己糖分解成小分子物质，并释放能量。
特点
Hmp途径是生物体内糖解作用的主要途径之一，具有高效、灵活和底物多样的 特点。它能够利用不同的底物，产生多种中间产物，参与细胞内多种代谢反应。
Hmp途径(戊糖磷酸途径)的重要性
揭示生物进化与适应机制
通过研究不同生物中Hmp途径的差异，可以探究生物的进化历程 和适应环境的能力，有助于理解生物多样性的形成。
辅助疾病诊断与治疗
研究Hmp途径在疾病发生发展中的作用，有助于发现新的疾病标 志物和治疗靶点，为疾病的早期诊断和治疗提供依据。
在生物工程中的应用
代谢工程与合成生
物学
通过改造Hmp途径或其他代谢途 径，优化微生物生产或提高生物 燃料产率，实现生物资源的有效 利用和可持续发展。
某些代谢中间产物可以作为反馈调节因子，影响酶的活性或基因表达。
基因表达调控
转录水平调控
通过调节相关基因的转录速率，控制酶的合成量， 从而影响代谢过程。
翻译水平调控
通过调节mRNA的稳定性、翻译起始和延伸等过 程，控制酶的合成速度。
表观遗传调控
通过DNA甲基化、组蛋白乙酰化等表观遗传修饰， 影响基因的表达水平。
《戊糖途径》PPT课件
6-P-G 6-P-F；3-P-甘油酸 2-P-甘油酸
ppt课件
11
ppt课件
12
ppt课件
13
TPP helps the twocarbon transferring in transketolase
pyruvate decarboxylase
Donor(ketose) Acceptor(aldose)
转酮酶
ppt课件
18
ppt课件
19
（三）戊糖磷酸途径反应速度的调控
1、氧化阶段两步反应都是不可逆的 2、NADPH与NADP+竞争
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 葡萄糖酸-6-磷酸脱氢酶 上的结合位点---产物抑制
受NADP+/ NADPH的调节
ppt课件
20
3、戊糖磷酸途径 ——为机体提供5-磷酸核糖和NADPH
2GSH + NADP+
ppt课件
29
二、糖的其他代谢途径
（一）葡萄糖异生（Gluconeogenesis）
——以非糖物质为前体合成葡萄糖
机体先消耗葡萄糖 然后消耗糖原 糖异生维持血糖稳定
ppt课件
30
1、糖异生途径 部位：肝脏（线粒体、细胞质） 克服糖酵解中3个不可逆步骤
ppt课件
31
ppt课件
非氧化阶段(重组)
6-磷酸葡萄糖
NADP+
C5+ C5
C3+ C7
C3 + C7
C6+ C4
糖
NADPH+H+
C5 + C4
C6+ C3
酵
6-磷酸葡萄糖酸 NADP+
ppt课件
11
ppt课件
12
ppt课件
13
TPP helps the twocarbon transferring in transketolase
pyruvate decarboxylase
Donor(ketose) Acceptor(aldose)
转酮酶
ppt课件
18
ppt课件
19
（三）戊糖磷酸途径反应速度的调控
1、氧化阶段两步反应都是不可逆的 2、NADPH与NADP+竞争
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 葡萄糖酸-6-磷酸脱氢酶 上的结合位点---产物抑制
受NADP+/ NADPH的调节
ppt课件
20
3、戊糖磷酸途径 ——为机体提供5-磷酸核糖和NADPH
2GSH + NADP+
ppt课件
29
二、糖的其他代谢途径
（一）葡萄糖异生（Gluconeogenesis）
——以非糖物质为前体合成葡萄糖
机体先消耗葡萄糖 然后消耗糖原 糖异生维持血糖稳定
ppt课件
30
1、糖异生途径 部位：肝脏（线粒体、细胞质） 克服糖酵解中3个不可逆步骤
ppt课件
31
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非氧化阶段(重组)
6-磷酸葡萄糖
NADP+
C5+ C5
C3+ C7
C3 + C7
C6+ C4
糖
NADPH+H+
C5 + C4
C6+ C3
酵
6-磷酸葡萄糖酸 NADP+
第二十五章戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径文稿演示
参与合成脂肪酸、胆固醇，一些氨基酸。 ⑵ 参与羟化反应：作为加单氧酶的辅酶，
参与对代谢物的羟化。
⑶ 使氧化型谷胱甘肽还原。 ⑷ 维持巯基酶的活性。 ⑸ 维持红细胞膜的完整性：由于6-磷酸葡
萄糖脱氢酶遗传性缺陷可导致蚕豆病， 表现为溶血性贫血。
2. 是体内生成5-磷酸核糖的唯一代谢途径：
• 体内合成核苷酸和核酸所需的核糖或脱氧 核糖均以5-磷酸核糖的形式提供，这是体 内唯一的一条能生成5-磷酸核糖的代谢途 径。
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
它酶生成葡萄糖 的途径称为糖异 生。
2磷酸烯醇丙酮酸
丙酮酸 激酶
PEP羧激酶 2草酰乙酸
2丙酮酸
丙酮酸羧化酶
糖异生途径关键反应之一
P
6-磷酸葡萄糖 磷酸酯酶
+ H2O
6-磷酸葡萄糖
H
+Pi
葡萄糖
糖异生途径关键反应之二
H2CO P O H2CO P
H HO
+ H2O
H
OH
磷酸戊糖途径的两个阶段
1、氧化脱羧阶段
6 G-6-P
6 葡萄糖酸-6-P
6CO2 6
核酮糖-５-P
6H2O 6 NADP+ 6 NADPH+6H+
6 NADP+ 6 NADPH+6H+
2、非氧化分子重排阶段
6 核酮糖-5-P
5 果糖-6-P
5 葡萄糖-6-P
磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段
NADP+ NADPH+H+
第二十五章戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径文稿演示
（二）、磷酸戊糖途径的主要反应
• 磷 酸 戊 糖 途 径 (pentose phosphate pathway，HMS)是指从G-6-P脱氢反应开 始，经一系列代谢反应生成磷酸戊糖等 中间代谢物，然后再重新进入糖氧化分 解代谢途径的一条旁路代谢途径。
参与对代谢物的羟化。
⑶ 使氧化型谷胱甘肽还原。 ⑷ 维持巯基酶的活性。 ⑸ 维持红细胞膜的完整性：由于6-磷酸葡
萄糖脱氢酶遗传性缺陷可导致蚕豆病， 表现为溶血性贫血。
2. 是体内生成5-磷酸核糖的唯一代谢途径：
• 体内合成核苷酸和核酸所需的核糖或脱氧 核糖均以5-磷酸核糖的形式提供，这是体 内唯一的一条能生成5-磷酸核糖的代谢途 径。
3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮
它酶生成葡萄糖 的途径称为糖异 生。
2磷酸烯醇丙酮酸
丙酮酸 激酶
PEP羧激酶 2草酰乙酸
2丙酮酸
丙酮酸羧化酶
糖异生途径关键反应之一
P
6-磷酸葡萄糖 磷酸酯酶
+ H2O
6-磷酸葡萄糖
H
+Pi
葡萄糖
糖异生途径关键反应之二
H2CO P O H2CO P
H HO
+ H2O
H
OH
磷酸戊糖途径的两个阶段
1、氧化脱羧阶段
6 G-6-P
6 葡萄糖酸-6-P
6CO2 6
核酮糖-５-P
6H2O 6 NADP+ 6 NADPH+6H+
6 NADP+ 6 NADPH+6H+
2、非氧化分子重排阶段
6 核酮糖-5-P
5 果糖-6-P
5 葡萄糖-6-P
磷酸戊糖途径的氧化脱羧阶段
NADP+ NADPH+H+
第二十五章戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径文稿演示
（二）、磷酸戊糖途径的主要反应
• 磷 酸 戊 糖 途 径 (pentose phosphate pathway，HMS)是指从G-6-P脱氢反应开 始，经一系列代谢反应生成磷酸戊糖等 中间代谢物，然后再重新进入糖氧化分 解代谢途径的一条旁路代谢途径。
第25章磷酸戊糖途径和糖异生
醛缩酶
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油醛
磷酸丙糖异构酶
3-磷酸甘油醛
3-磷酸甘油醛脱氢酶
NAD++Pi
NADH+H+
1,3-二磷酸甘油酸
磷酸甘油酸激酶
ADP
3-磷酸甘油酸 ATP
磷酸甘油酸变位酶
2-磷酸甘油酸
烯醇酶
H2O
2-磷酸烯醇式丙酮酸
丙酮酸激酶
ADP
ATP
丙酮酸
乳酸
乙酰辅酶A
乙醇
三羧酸循环
2NADH+2H+
段
1-磷酸葡萄糖
EMP的化学历程
6-磷酸葡萄糖
葡萄糖
6-磷酸果糖 1，6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮 21，3-二磷酸甘油酸
23-磷酸甘油酸 22-磷酸甘油酸
2磷酸烯醇丙酮酸 2丙酮酸
1、 糖异生主要 途径和关键反应
非糖物质转化成
糖原（或淀粉） 1-磷酸葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 己糖激酶 葡萄糖
差向异构酶
异构酶
5-磷酸 木酮糖
5-磷酸 核酮糖
5-磷酸 核糖
2
+2
磷酸戊糖途径的 非氧化阶段之二
（基团转移）
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
转酮酶
2
+2
H
转醛酶
2
+2
3-磷酸甘油醛 7-磷酸景天庚酮糖
4-磷酸赤藓糖 6-磷酸果糖
基团转移（43;2
4-磷酸赤藓糖 5-磷酸木酮糖
3-磷酸甘油醛 6-磷酸果糖
甘油
ATP
ADP
半乳糖-1-P
UTP
ADP
3-磷酸甘油
磷酸戊糖途径-
(5) 二分子 五碳糖得基 团转移反应
H C OH
CH2OPO3H2
核糖-5-磷酸
ribose 5-phosphate
转酮反应
CH2OPO3H2
景天庚酮糖-7-磷酸
sedoheptulose 7-phosphate
(6)七碳糖与三碳糖得基团转移反应
CH2OH CO
Mg2+或 Mn2+
CHO H C OH
CH2OH CO HO C H
H C OH
H C OH
CH2OPO3H2
果糖-6-磷酸
fructose 6-phosphate
(7)四碳糖与五碳糖得基团转移反应
CH2OH
CHO
转酮反应
CO
H C OH
CH2OH
HO C H H C OH
CHO
CH2OPO3H2
甘油醛-3-磷酸
CO
glyceraldehyde 3-phosphate HO C H
总反应图 反应式 转酮醇酶与转醛缩酶比较 特点
大家有疑问的, 可以询问和交流
可以互相讨论下, 但要小声点
6NADPH 6CO2 6×Ru5P
磷酸戊糖途径:
2×Xu5P 2×R5P
6×6-磷酸 葡萄糖酸
2×S7P
2×GAP
6H2O
6×6-磷酸葡 萄糖酸内酯
2× Xu5P
6NADPH
2×GAP
6×葡萄糖-6-磷酸
核酮糖-5-磷酸
ribulose 5-phosphate
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
6-phosphogluconate dehydrogenase
(4) 三种五碳糖得互换:
磷酸戊糖途径医学PPT
靶点。
神经退行性疾病
磷酸戊糖途径在神经退行性 疾病如帕金森病和阿尔茨海 默病中的作用逐渐受到关注 ，有望为这些疾病的治疗提 供新思路。
磷酸戊糖途径与其他代谢途径的相互作用研究
与糖酵解和氧化磷酸化的关系
磷酸戊糖途径与糖酵解和氧化磷酸化之间的相互影响对能量代谢和细胞生 长具有重要意义。
与脂肪酸代谢的交互
磷酸戊糖途径的代谢调节
01
底物浓度调节
底物浓度的变化可以影响磷酸戊 糖途径中酶的活性，从而调节整 个代谢途径的速率。
产物抑制
02
03
激素调节
某些产物在磷酸戊糖途径中可能 对某些酶产生抑制作用，从而调 节代谢速率。
一些激素，如胰岛素、胰高血糖 素等，可以通过信号转导途径来 调节磷酸戊糖途径的活性。
磷酸戊糖途径与其他代谢途径的相互关系
03
CATALOGUE
磷酸戊糖途径的调控机制
酶的活性径中的酶可以通过磷 酸化和去磷酸化来调节其活性， 从而影响整个途径的代谢速率。
酶的共价修饰
某些酶在磷酸戊糖途径中通过共 价修饰，如乙酰化、甲基化等， 来改变其活性状态，进而调节代 谢过程。
酶的合成与降解
酶的合成和降解过程也可以影响 磷酸戊糖途径的活性，通过增加 或减少酶的浓度来调节代谢速率 。
2
6-磷酸葡糖酸内酯进一步水解成6-磷酸葡糖酸， 同时释放出二氧化碳。
3
6-磷酸葡糖酸在6-磷酸葡糖酸脱氢酶的作用下被 氧化成5-磷酸葡糖酸，并生成NADPH和氢离子 。
磷酸戊糖的生成与转化
01
5-磷酸葡糖酸在转酮酶的作用下生成磷酸戊糖。
02
磷酸戊糖在磷酸戊糖异构酶的作用下生成5-磷酸木酮糖和 5-磷酸核酮糖。
神经退行性疾病
磷酸戊糖途径在神经退行性 疾病如帕金森病和阿尔茨海 默病中的作用逐渐受到关注 ，有望为这些疾病的治疗提 供新思路。
磷酸戊糖途径与其他代谢途径的相互作用研究
与糖酵解和氧化磷酸化的关系
磷酸戊糖途径与糖酵解和氧化磷酸化之间的相互影响对能量代谢和细胞生 长具有重要意义。
与脂肪酸代谢的交互
磷酸戊糖途径的代谢调节
01
底物浓度调节
底物浓度的变化可以影响磷酸戊 糖途径中酶的活性，从而调节整 个代谢途径的速率。
产物抑制
02
03
激素调节
某些产物在磷酸戊糖途径中可能 对某些酶产生抑制作用，从而调 节代谢速率。
一些激素，如胰岛素、胰高血糖 素等，可以通过信号转导途径来 调节磷酸戊糖途径的活性。
磷酸戊糖途径与其他代谢途径的相互关系
03
CATALOGUE
磷酸戊糖途径的调控机制
酶的活性径中的酶可以通过磷 酸化和去磷酸化来调节其活性， 从而影响整个途径的代谢速率。
酶的共价修饰
某些酶在磷酸戊糖途径中通过共 价修饰，如乙酰化、甲基化等， 来改变其活性状态，进而调节代 谢过程。
酶的合成与降解
酶的合成和降解过程也可以影响 磷酸戊糖途径的活性，通过增加 或减少酶的浓度来调节代谢速率 。
2
6-磷酸葡糖酸内酯进一步水解成6-磷酸葡糖酸， 同时释放出二氧化碳。
3
6-磷酸葡糖酸在6-磷酸葡糖酸脱氢酶的作用下被 氧化成5-磷酸葡糖酸，并生成NADPH和氢离子 。
磷酸戊糖的生成与转化
01
5-磷酸葡糖酸在转酮酶的作用下生成磷酸戊糖。
02
磷酸戊糖在磷酸戊糖异构酶的作用下生成5-磷酸木酮糖和 5-磷酸核酮糖。
第25章 戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径
29
磷酸戊糖途径
• 部份药物和化学物如蚕豆、樟脑、臭丸、龙胆紫（紫药 部份药物和化学物如蚕豆、樟脑、臭丸、龙胆紫（ ）、都会令患者出现急性溶血反应 症状包括黄疸、 都会令患者出现急性溶血反应， 水）、都会令患者出现急性溶血反应，症状包括黄疸、精 神不佳，严重时会出现呼吸急速、心脏衰竭， 神不佳，严重时会出现呼吸急速、心脏衰竭，甚至会出现 休克而有生命危险。 休克而有生命危险。 • 诱发G6PD症状的药物有： 诱发G6PD症状的药物有： G6PD症状的药物有 • 伯氨喹；奎宁、汤力水（tonic water）等抗疟药物 ； water） 伯氨喹；奎宁、汤力水（ • 磺胺类抗生素 • 砜类：如用以治疗麻疯病的氨苯砜 砜类： • 其他含硫磺的药品，如治疗糖尿病、控制血糖的药物血糖 其他含硫磺的药品，如治疗糖尿病、 Glibenclamide） 平（Glibenclamide） • 呋喃妥因：治疗尿道感染的抗生素 呋喃妥因： • 阿司匹林
G-6-P
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 葡萄糖 磷酸脱氢酶
6-P-葡萄糖酸内酯
11
第二步： 第二步：hydrolysis
葡萄糖酸内酯酶
6-P-葡萄糖酸内酯
6-P-葡萄糖酸
此反应不可逆，从而使 G-6-P → 6-磷酸葡萄糖酸 6此反应不可逆， （6-phospho-D-gluconate）的过程不可逆. phospho- gluconate）的过程不可逆.
3
磷酸戊糖途径
（一）戊糖磷酸途径的发现 在研究糖酵解过程中， 在研究糖酵解过程中，发现在 组织匀浆中添加碘乙酸、 组织匀浆中添加碘乙酸、氟化物 等糖酵解抑制剂，葡萄糖的利用仍 等糖酵解抑制剂， 可进行; 可进行; 1931年 1931年Otto Warburg 等发 脱氢酶和葡萄糖酸现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； 途径,NADP+是两种酶的辅酶；
磷酸戊糖途径
• 部份药物和化学物如蚕豆、樟脑、臭丸、龙胆紫（紫药 部份药物和化学物如蚕豆、樟脑、臭丸、龙胆紫（ ）、都会令患者出现急性溶血反应 症状包括黄疸、 都会令患者出现急性溶血反应， 水）、都会令患者出现急性溶血反应，症状包括黄疸、精 神不佳，严重时会出现呼吸急速、心脏衰竭， 神不佳，严重时会出现呼吸急速、心脏衰竭，甚至会出现 休克而有生命危险。 休克而有生命危险。 • 诱发G6PD症状的药物有： 诱发G6PD症状的药物有： G6PD症状的药物有 • 伯氨喹；奎宁、汤力水（tonic water）等抗疟药物 ； water） 伯氨喹；奎宁、汤力水（ • 磺胺类抗生素 • 砜类：如用以治疗麻疯病的氨苯砜 砜类： • 其他含硫磺的药品，如治疗糖尿病、控制血糖的药物血糖 其他含硫磺的药品，如治疗糖尿病、 Glibenclamide） 平（Glibenclamide） • 呋喃妥因：治疗尿道感染的抗生素 呋喃妥因： • 阿司匹林
G-6-P
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 葡萄糖 磷酸脱氢酶
6-P-葡萄糖酸内酯
11
第二步： 第二步：hydrolysis
葡萄糖酸内酯酶
6-P-葡萄糖酸内酯
6-P-葡萄糖酸
此反应不可逆，从而使 G-6-P → 6-磷酸葡萄糖酸 6此反应不可逆， （6-phospho-D-gluconate）的过程不可逆. phospho- gluconate）的过程不可逆.
3
磷酸戊糖途径
（一）戊糖磷酸途径的发现 在研究糖酵解过程中， 在研究糖酵解过程中，发现在 组织匀浆中添加碘乙酸、 组织匀浆中添加碘乙酸、氟化物 等糖酵解抑制剂，葡萄糖的利用仍 等糖酵解抑制剂， 可进行; 可进行; 1931年 1931年Otto Warburg 等发 脱氢酶和葡萄糖酸现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； 途径,NADP+是两种酶的辅酶；
第七节、生物化学下册25戊糖磷酸与其他-文档资料
(一)戊糖磷酸途径的化学反应历程
戊糖磷酸途径是糖代谢的第二条重要途径，是 葡萄糖分解的另外一种机制，在细胞溶胶中进行， 广泛的存在于动植物细胞内。
戊糖磷酸途径是从葡萄糖-6-磷酸开始，分为氧化 阶段和非氧化阶段。
1）糖的脱氢、脱羧：葡萄糖-6-磷酸→核酮糖-5-磷酸 2）糖的相互转化：6个核酮糖-5-磷酸→5个葡萄糖-6-磷酸
甘油醛-3-磷酸
果糖-6-磷酸
生成的赤藓糖-4-磷酸再与另一分子的木酮糖-5-磷酸经转酮酶催 化生成果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸。
戊糖磷酸途径的非氧化阶段是一条转换途径，通过 这个途径，氧化阶段产生的核酮糖-5-磷酸转换为糖酵解 的中间产物果糖-6-磷酸和甘油醛-3-磷酸。
如果所有的戊糖磷酸都转换为酵解的中间产物，3分 子的戊糖分子可以转换为2分子的己糖和1分子的丙糖。
葡萄糖-6-磷酸
6-磷酸葡萄糖酸 核酮糖-5-磷酸 核糖-5-磷酸
1. 氧化阶段：
第步：脱氢 Dehydrogenation
葡萄糖-6-磷酸 脱氢酶
葡萄糖-6-磷酸
葡萄糖-6-磷酸脱氢转化成6磷酸葡萄糖酸-δ-内酯，反应由 葡萄糖-6-磷酸脱氢酶催化。
反应中NADP＋被还原生成 NADPH。
第步：转酮醇反应 Transketolase
转酮酶
木酮糖-5-磷酸
核糖-5-磷酸
甘油醛-3-磷酸 景天庚酮糖-7磷酸
木酮糖-5-磷酸和核糖-5-磷酸经转酮酶催化形成7碳产物景天 庚酮糖-7-磷酸和3碳产物甘油醛-3-磷酸。
第步：转醛醇反应 Transaldolase
转醛酶
景天庚酮糖-7磷酸
第步：氧化脱羧oxidative decarboxylation
生物化学第25章戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径
第25章 戊糖磷酸途径和 糖的其他代谢途径
(Pentose phosphate pathway and other metabolism pathway of carbohydrates)
一、戊糖磷酸途径 二、糖的其他代谢途径 三、葡萄糖出入动物细胞的特殊
运载机构 四、乙醛酸途径 五、寡糖类的生物合成和分解
葡糖异生的意义
人脑以葡萄糖作为主要能量来源，对葡萄糖有 高度依赖性。成人脑每日大约需要120g葡萄糖，占 人体对葡萄糖每日需要量160g的绝大部分。已知体 液中的葡萄糖含量约为20g，从糖原可随时提供的葡 萄糖约为190g，因此机体在一般情况下，体内的葡 萄糖量只够维持一天多的需要。如果机体处于饥饿 状态，则必须由非糖物质转化成葡萄糖提供急需。 当机体处于剧烈运动时，也需要由非糖物质及时转 变成葡萄糖以供产能。
戊糖磷酸途径对红细胞的 重要作用
在脊椎动物的红细胞中戊糖磷酸途径的酶类活 性也很高。因为该途径提供的NADPH可保证红细胞 中的谷胱甘肽处于还原状态，而还原型谷胱甘肽可 维持蛋白质结构的完整性，还可以防止膜脂被过氧 化物等氧化，保持血红素中的Fe处于＋2价。有些人 因遗传缺陷缺乏葡萄糖-6-磷酸脱氢酶，容易产生溶 血性贫血症。
甘油醛-3-磷酸 果糖-6-磷酸
戊糖磷酸途径概貌Ⅰ
戊糖磷酸途径酸途径的总反应式
6葡萄糖-6-磷酸＋7H2O＋12NADP+ → 5葡萄糖-6-磷酸＋6CO2＋12NADPH＋12H+＋Pi
葡萄糖-6-磷酸＋7H2O＋12NADP+ → 6CO2＋12NADPH＋12H+＋Pi
戊糖磷酸途径的生物学意义
2．戊糖磷酸途径是细胞内不同糖分子 的重要来源
许多不同碳链长度的糖都可以由戊糖磷酸 途径获得，它们可以进一步转变成各种单糖和 多糖。合成各种核苷酸和各种含核糖的辅酶所 需的核糖都来源于戊糖磷酸途径。
(Pentose phosphate pathway and other metabolism pathway of carbohydrates)
一、戊糖磷酸途径 二、糖的其他代谢途径 三、葡萄糖出入动物细胞的特殊
运载机构 四、乙醛酸途径 五、寡糖类的生物合成和分解
葡糖异生的意义
人脑以葡萄糖作为主要能量来源，对葡萄糖有 高度依赖性。成人脑每日大约需要120g葡萄糖，占 人体对葡萄糖每日需要量160g的绝大部分。已知体 液中的葡萄糖含量约为20g，从糖原可随时提供的葡 萄糖约为190g，因此机体在一般情况下，体内的葡 萄糖量只够维持一天多的需要。如果机体处于饥饿 状态，则必须由非糖物质转化成葡萄糖提供急需。 当机体处于剧烈运动时，也需要由非糖物质及时转 变成葡萄糖以供产能。
戊糖磷酸途径对红细胞的 重要作用
在脊椎动物的红细胞中戊糖磷酸途径的酶类活 性也很高。因为该途径提供的NADPH可保证红细胞 中的谷胱甘肽处于还原状态，而还原型谷胱甘肽可 维持蛋白质结构的完整性，还可以防止膜脂被过氧 化物等氧化，保持血红素中的Fe处于＋2价。有些人 因遗传缺陷缺乏葡萄糖-6-磷酸脱氢酶，容易产生溶 血性贫血症。
甘油醛-3-磷酸 果糖-6-磷酸
戊糖磷酸途径概貌Ⅰ
戊糖磷酸途径酸途径的总反应式
6葡萄糖-6-磷酸＋7H2O＋12NADP+ → 5葡萄糖-6-磷酸＋6CO2＋12NADPH＋12H+＋Pi
葡萄糖-6-磷酸＋7H2O＋12NADP+ → 6CO2＋12NADPH＋12H+＋Pi
戊糖磷酸途径的生物学意义
2．戊糖磷酸途径是细胞内不同糖分子 的重要来源
许多不同碳链长度的糖都可以由戊糖磷酸 途径获得，它们可以进一步转变成各种单糖和 多糖。合成各种核苷酸和各种含核糖的辅酶所 需的核糖都来源于戊糖磷酸途径。
磷酸戊糖途径的详细解释
磷酸戊糖途径的详细解释
磷酸戊糖途径是一种生物化学代谢途径，被广泛应用于生物体内糖类的合成和
分解过程中。
它在细胞内发挥着重要的作用，包括葡萄糖代谢、核酸合成和脂肪酸合成等。
磷酸戊糖途径的开始是葡萄糖分子的磷酸化反应，将葡萄糖转化为葡萄糖-6-磷酸。
这一反应由酶葡萄糖激酶催化，在细胞质中发生。
接下来，葡萄糖-6-磷酸通
过一系列的反应，通过糖酵解产生丙酮酸和磷酸二酮酸，然后将它们分解为乳酸或乙醛等。
在葡萄糖-6-磷酸的分解过程中，一部分分子进入异戊糖磷酸途径，转化为核酮糖磷酸和丙酮酸，参与到核酸合成的过程中。
另一部分葡萄糖-6-磷酸则进入戊糖
磷酸途径，经过一系列的酶催化反应，产生核糖-5-磷酸、核糖-1-磷酸和甘露糖-6-
磷酸等重要中间产物。
这些中间产物可进一步转化为各种糖类，如核糖核苷酸、葡萄糖-1-磷酸和戊糖-6-磷酸。
此外，磷酸戊糖途径也在脂肪酸合成过程中扮演重要角色。
通过磷酸戊糖途径，一部分戊糖-6-磷酸可以被转化为甘油-3-磷酸，并最终合成甘油三酯。
这是脂肪酸
的主要前体物质之一，参与体内脂肪的储存和能量代谢。
综上所述，磷酸戊糖途径在生物体内起着至关重要的作用，参与葡萄糖代谢、
核酸合成和脂肪酸的合成等关键生物过程。
它的详细解释有助于我们理解生物体内代谢的复杂性和多样性，为进一步研究和应用提供了基础。
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第25章戊糖途径
第二步：
6-磷酸果糖
磷酸果糖激酶 果糖1.6-二磷酸酶
1.6-二磷酸果糖
第25章戊糖途径
第三步：
葡萄糖
己糖激酶 葡萄糖6-磷酸酶
6-磷酸葡萄糖
● 葡萄糖6-磷酸酶主要存在于肝脏、肾脏和肠上皮细胞中， 生成的葡萄糖可以进入血液维持血糖的稳定.
● 肌肉细胞、脑细胞不存在葡萄糖6-磷酸酶，不能利用葡萄 糖6-磷酸生成葡萄糖。
S
S
氧化型谷胱甘肽
Glu-------Cys------Gly
GSSG + NADPH
+ H+
2GSH + NADP+
第25章戊糖途径
二、糖的其他代谢途径
（一）葡萄糖异生（Gluconeogenesis）
——以非糖物质为前体合成葡萄糖.
第25章戊糖途径
机体能源物质利用的基本顺序：
● 机体先消耗葡萄糖. ● 然后消耗糖原. ● 最后通过糖异生维持血糖稳定.
和葡萄糖酸-6-磷酸脱氢酶上的结合位点 ---产物抑制.
受NADP+/ NADPH的调节
第25章戊糖途径
3、戊糖磷酸途径的主要作用： ——为机体提供5-磷酸核糖和NADPH
（1）机体需要5-磷酸核糖＞＞NADPH G-6-P 糖酵解 F-6-P 耗ATPF-1,6-二磷酸
甘油醛-3-P
F-6-P和甘油醛-3-P
第25章戊糖途径
1、糖异生途径： ● 部位：肝脏（线粒体、细胞质）. ● 糖异生是逆糖酵解过程而发生，但不是简单 的逆转反应. ● 必须克服糖酵解途径中3个不可逆步骤.
第25章戊糖途径
第25章戊糖途径
第一步
丙酮酸
磷酸烯醇式丙酮酸
必须通过苹果酸或天冬氨酸穿梭系统完成.
第25章戊糖途径
磷酸烯醇式丙酮酸
6(6-磷酸葡萄糖)+6O2 6(5-磷酸核酮糖)+6CO2+6H2O+30ATP
葡萄糖+O2 6CO2+6H2O+29ATP
第25章戊糖途径
（四）戊糖磷酸途径的生物意义
（1） NADPH为许多物质的合成提供还原力. （2） 是联系戊糖代谢的途径. （3） 产能（29ATP）— 不通过糖酵解. （4） 维护红细胞及含巯基蛋白的正常功能. （5） 磷酸核糖用于DNA、RNA的合成.
磷酸烯醇式 GTP 丙酮酸激酶
羧化酶
苹
果
酸
脱
氢
酶
第25章戊糖途径
线粒体基质
乙酰CoA别构激活剂
第25章戊糖途径
草酰乙酸不能通过线粒体内膜
草酰乙酸 线粒体 天冬氨酸（穿膜） 胞液 草酰乙酸
谷草转氨酶
谷草转氨酶
草酰乙酸 线粒体 苹果酸（穿膜） 胞液 草酰乙酸
苹果酸脱氢酶
苹果酸脱氢酶
第25章戊糖途径
细胞质（或线粒体中）：
葡萄糖
酵解
产生乳酸
血循环
转运至肝脏.
经糖异生作用生成葡萄糖，转运至肌肉组织加以利用，这一过 程称为乳酸循环（Cori循环）.
5-磷酸核糖
7-磷酸景天庚酮糖 6-磷酸果糖
转酮酶
转醛酶
6-磷酸葡萄糖
5-磷酸木酮糖 3-磷酸甘油醛 4-磷酸赤藓糖
6-磷酸果糖
转酮酶
5-磷酸木酮糖
第25章戊糖途径
3-磷酸甘油醛
（三）戊糖磷酸途径反应速度的调控
● 氧化阶段两步反应都是不可逆的. ● NADPH与NADP+竞争葡萄糖-6-磷酸脱氢酶
● 肝脏中，糖异生作用的主要物质来源是骨骼肌活动产物乳 酸和丙氨酸.
第25章戊糖途径
糖异生是耗能过程：
2丙酮酸
2磷酸酸 1×2=2
2个1.3-BP-甘油酸：
共计6分子ATP
丙酮酸通过糖异生形成一个G，消耗6个ATP
第25章戊糖途径
哪些物质可以通过糖异生途径形成葡萄糖？
磷酸戊糖途径 和糖异生作用
第25章戊糖途径
一、戊糖磷酸途径: Pentose Phosphate Pathway. 磷酸己糖支路.
己糖单磷酸途径. 戊糖支路. 戊糖磷酸循环.
第25章戊糖途径
● 糖酵解 有氧氧化 糖在体内的主要分解途径.
● 细胞内糖的其他分解途径∽分解代谢支路/旁路 磷酸戊糖为代表性中间产物.
5-磷酸核糖
第25章戊糖途径
（2）机体对5-磷酸核糖和NADPH需求相当, 磷酸戊糖途径的氧化阶段占优势.
（3）机体对NADPH的需求＞＞ 5-磷酸核糖 G彻底分解产生足够的NADPH.
第25章戊糖途径
6(6-磷酸葡萄糖)+6O2 6(5-磷酸核酮糖)+6CO2+6H2O+30ATP
第25章戊糖途径
6-磷酸果糖 3-磷酸甘油醛
2NADPH 生物氧化O2 5ATP + 2H2O
第25章戊糖途径
氧化阶段 (脱碳产能)
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄 糖脱氢酶
6-磷酸葡萄 糖酸δ内酯
水解
第25章戊糖途径
6-磷酸葡萄糖酸
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
5-磷核酮糖异构酶
5-磷酸核酮糖
第25章戊糖途径
5-磷酸核糖
非氧化阶段(重组) 从五C糖重新生成6C 糖
氧化阶段(脱碳产能)
非氧化阶段(重组)
6-磷酸葡萄糖
NADP+
C5+ C5
C3+ C7
C3 + C7
C6+ C4
糖
NADPH+H+
C5 + C4
C6+ C3
酵
6-磷酸葡萄糖酸 NADP+
解
CO2
NADPH+H+ 5-磷酸核糖 7-磷酸景天庚酮糖6-磷酸果糖
5-磷酸核酮糖
5-磷酸木酮糖 3-磷酸甘油醛 4-磷酸赤藓糖
● 戊糖磷酸途径
糖酵解在磷酸己糖处分支.
第25章戊糖途径
（一）磷酸戊糖途径的发现
1、碘乙酸和氟化物不能完全抑制糖的利用.
2、存在:
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 葡萄糖酸-6-磷酸脱氢酶
NADP+为其辅酶
其他磷酸化五碳、六碳、七碳糖
第25章戊糖途径
（二）磷酸戊糖途径的主要反应
2
磷酸戊糖 途径
细胞质中 第25章戊糖途径
凡能转变成糖代谢中间产物的物质均可.
1、乳酸回炉再造－解毒、节能，延缓疲劳. 2、饥饿状态下，氨基酸、甘油维持血糖浓度：
机体先消耗葡萄糖. 然后消耗糖原. 糖异生维持血糖稳定.
第25章戊糖途径
2、糖异生的生理意义
（1） 饥饿状态下维持血糖浓度恒定.
（2） 调节酸碱平衡. （3） 回收乳酸分子中的能量.
木酮糖参与光合作用固定CO2.. 各种单糖用于合成各类多糖.
第25章戊糖途径
CO----NH-CH-CO--NH-CH2-COOH
（ CH2 ）3 CH2
HC NH2 SH
COOH
还原型谷胱甘肽
第25章戊糖途径
Glu------Cys------Gly SH
还原型谷胱甘肽
第25章戊糖途径
Glu------Cys------Gly
第二步：
6-磷酸果糖
磷酸果糖激酶 果糖1.6-二磷酸酶
1.6-二磷酸果糖
第25章戊糖途径
第三步：
葡萄糖
己糖激酶 葡萄糖6-磷酸酶
6-磷酸葡萄糖
● 葡萄糖6-磷酸酶主要存在于肝脏、肾脏和肠上皮细胞中， 生成的葡萄糖可以进入血液维持血糖的稳定.
● 肌肉细胞、脑细胞不存在葡萄糖6-磷酸酶，不能利用葡萄 糖6-磷酸生成葡萄糖。
S
S
氧化型谷胱甘肽
Glu-------Cys------Gly
GSSG + NADPH
+ H+
2GSH + NADP+
第25章戊糖途径
二、糖的其他代谢途径
（一）葡萄糖异生（Gluconeogenesis）
——以非糖物质为前体合成葡萄糖.
第25章戊糖途径
机体能源物质利用的基本顺序：
● 机体先消耗葡萄糖. ● 然后消耗糖原. ● 最后通过糖异生维持血糖稳定.
和葡萄糖酸-6-磷酸脱氢酶上的结合位点 ---产物抑制.
受NADP+/ NADPH的调节
第25章戊糖途径
3、戊糖磷酸途径的主要作用： ——为机体提供5-磷酸核糖和NADPH
（1）机体需要5-磷酸核糖＞＞NADPH G-6-P 糖酵解 F-6-P 耗ATPF-1,6-二磷酸
甘油醛-3-P
F-6-P和甘油醛-3-P
第25章戊糖途径
1、糖异生途径： ● 部位：肝脏（线粒体、细胞质）. ● 糖异生是逆糖酵解过程而发生，但不是简单 的逆转反应. ● 必须克服糖酵解途径中3个不可逆步骤.
第25章戊糖途径
第25章戊糖途径
第一步
丙酮酸
磷酸烯醇式丙酮酸
必须通过苹果酸或天冬氨酸穿梭系统完成.
第25章戊糖途径
磷酸烯醇式丙酮酸
6(6-磷酸葡萄糖)+6O2 6(5-磷酸核酮糖)+6CO2+6H2O+30ATP
葡萄糖+O2 6CO2+6H2O+29ATP
第25章戊糖途径
（四）戊糖磷酸途径的生物意义
（1） NADPH为许多物质的合成提供还原力. （2） 是联系戊糖代谢的途径. （3） 产能（29ATP）— 不通过糖酵解. （4） 维护红细胞及含巯基蛋白的正常功能. （5） 磷酸核糖用于DNA、RNA的合成.
磷酸烯醇式 GTP 丙酮酸激酶
羧化酶
苹
果
酸
脱
氢
酶
第25章戊糖途径
线粒体基质
乙酰CoA别构激活剂
第25章戊糖途径
草酰乙酸不能通过线粒体内膜
草酰乙酸 线粒体 天冬氨酸（穿膜） 胞液 草酰乙酸
谷草转氨酶
谷草转氨酶
草酰乙酸 线粒体 苹果酸（穿膜） 胞液 草酰乙酸
苹果酸脱氢酶
苹果酸脱氢酶
第25章戊糖途径
细胞质（或线粒体中）：
葡萄糖
酵解
产生乳酸
血循环
转运至肝脏.
经糖异生作用生成葡萄糖，转运至肌肉组织加以利用，这一过 程称为乳酸循环（Cori循环）.
5-磷酸核糖
7-磷酸景天庚酮糖 6-磷酸果糖
转酮酶
转醛酶
6-磷酸葡萄糖
5-磷酸木酮糖 3-磷酸甘油醛 4-磷酸赤藓糖
6-磷酸果糖
转酮酶
5-磷酸木酮糖
第25章戊糖途径
3-磷酸甘油醛
（三）戊糖磷酸途径反应速度的调控
● 氧化阶段两步反应都是不可逆的. ● NADPH与NADP+竞争葡萄糖-6-磷酸脱氢酶
● 肝脏中，糖异生作用的主要物质来源是骨骼肌活动产物乳 酸和丙氨酸.
第25章戊糖途径
糖异生是耗能过程：
2丙酮酸
2磷酸酸 1×2=2
2个1.3-BP-甘油酸：
共计6分子ATP
丙酮酸通过糖异生形成一个G，消耗6个ATP
第25章戊糖途径
哪些物质可以通过糖异生途径形成葡萄糖？
磷酸戊糖途径 和糖异生作用
第25章戊糖途径
一、戊糖磷酸途径: Pentose Phosphate Pathway. 磷酸己糖支路.
己糖单磷酸途径. 戊糖支路. 戊糖磷酸循环.
第25章戊糖途径
● 糖酵解 有氧氧化 糖在体内的主要分解途径.
● 细胞内糖的其他分解途径∽分解代谢支路/旁路 磷酸戊糖为代表性中间产物.
5-磷酸核糖
第25章戊糖途径
（2）机体对5-磷酸核糖和NADPH需求相当, 磷酸戊糖途径的氧化阶段占优势.
（3）机体对NADPH的需求＞＞ 5-磷酸核糖 G彻底分解产生足够的NADPH.
第25章戊糖途径
6(6-磷酸葡萄糖)+6O2 6(5-磷酸核酮糖)+6CO2+6H2O+30ATP
第25章戊糖途径
6-磷酸果糖 3-磷酸甘油醛
2NADPH 生物氧化O2 5ATP + 2H2O
第25章戊糖途径
氧化阶段 (脱碳产能)
6-磷酸葡萄糖
6-磷酸葡萄 糖脱氢酶
6-磷酸葡萄 糖酸δ内酯
水解
第25章戊糖途径
6-磷酸葡萄糖酸
6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶
5-磷核酮糖异构酶
5-磷酸核酮糖
第25章戊糖途径
5-磷酸核糖
非氧化阶段(重组) 从五C糖重新生成6C 糖
氧化阶段(脱碳产能)
非氧化阶段(重组)
6-磷酸葡萄糖
NADP+
C5+ C5
C3+ C7
C3 + C7
C6+ C4
糖
NADPH+H+
C5 + C4
C6+ C3
酵
6-磷酸葡萄糖酸 NADP+
解
CO2
NADPH+H+ 5-磷酸核糖 7-磷酸景天庚酮糖6-磷酸果糖
5-磷酸核酮糖
5-磷酸木酮糖 3-磷酸甘油醛 4-磷酸赤藓糖
● 戊糖磷酸途径
糖酵解在磷酸己糖处分支.
第25章戊糖途径
（一）磷酸戊糖途径的发现
1、碘乙酸和氟化物不能完全抑制糖的利用.
2、存在:
葡萄糖-6-磷酸脱氢酶 葡萄糖酸-6-磷酸脱氢酶
NADP+为其辅酶
其他磷酸化五碳、六碳、七碳糖
第25章戊糖途径
（二）磷酸戊糖途径的主要反应
2
磷酸戊糖 途径
细胞质中 第25章戊糖途径
凡能转变成糖代谢中间产物的物质均可.
1、乳酸回炉再造－解毒、节能，延缓疲劳. 2、饥饿状态下，氨基酸、甘油维持血糖浓度：
机体先消耗葡萄糖. 然后消耗糖原. 糖异生维持血糖稳定.
第25章戊糖途径
2、糖异生的生理意义
（1） 饥饿状态下维持血糖浓度恒定.
（2） 调节酸碱平衡. （3） 回收乳酸分子中的能量.
木酮糖参与光合作用固定CO2.. 各种单糖用于合成各类多糖.
第25章戊糖途径
CO----NH-CH-CO--NH-CH2-COOH
（ CH2 ）3 CH2
HC NH2 SH
COOH
还原型谷胱甘肽
第25章戊糖途径
Glu------Cys------Gly SH
还原型谷胱甘肽
第25章戊糖途径
Glu------Cys------Gly