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戊糖磷酸途径 PPT

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生物化学与分子生物戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径(共72张PPT)

生物化学与分子生物戊糖磷酸途径和糖的其他代谢途径(共72张PPT)
戊糖磷酸途径是生物化学与分子生物学中关键的代谢途径之一，其发现可追溯至1931年Otto Warburg等人的研究。该途径通过一系列酶促反应，用。ATP是细胞内的能量货币，为各种生物化学反应提供动力；而NADPH则是许多合成反应中必需的还原剂。因此，戊糖磷酸途径对于维持细胞正常生理功能具有重要意义。此外，该途径还与其他代谢途径密切相关，共同构成细胞复杂的代谢网络。通过深入了解戊糖磷酸途径的机制及其与其他代谢途径的相互关系，我们可以更好地理解细胞代谢的整体调控机制，为相关疾病的治疗和药物研发提供新的思路。

磷酸戊糖途径医学PPT

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。

磷酸戊糖途径ppt课件

磷酸戊糖途径ppt课件
PPP途径广泛存在动、植物细胞内，在细胞质中进行。
磷酸戊糖途径
一、磷酸戊糖途径的反应历程 二、磷酸戊糖途径的意义 三、磷酸戊糖途径调控
一、磷酸戊糖途径的反应历程
分两个阶段： ㈠葡萄糖的氧化脱羧阶段——磷酸戊糖生成
H C OH 6-P葡萄C O H C OH 糖脱氢H酶C OH
6-CPO葡O萄糖H 酸内H酯C酶OH
ADP+Pi
线粒体膜）
NADH+H+
草酰乙酸 苹果酸
苹果酸
PEP羧化激酶
草酰乙酸
PEP
GTP
GDP+C2O
2、1，6-二磷酸果糖 6-磷酸果糖
二磷酸果糖酶
1，6-二磷酸果糖+H2O
6-磷酸果糖+Pi
3、6-磷
6-磷酸葡萄糖+H2O
葡萄糖+Pi
葡萄糖
6-P葡萄糖 6-P果糖
三、磷酸戊糖途径的调控
磷酸戊糖途径的速度主要受生物合成时 NADPH的需要所调节。 NADPH反馈抑制 6-P-葡萄糖脱氢酶的活性。
第三节 糖元的合成与分解
一 、糖元的合成作用（自学） 二、糖元的分解作用（自学）
三、糖异生 （一）概念
由丙酮酸、草酰乙酸、乳酸等非糖物质转变 成葡萄糖的过程称为糖异生。
• 补充肝糖原
• 调节酸碱平衡
• 当油料种子萌发时，脂肪酸经乙酰CoA通过乙醛酸循环
合成琥珀酸 TCA循环 糖异生
葡萄糖
供种子萌发使用
（四）、葡萄糖异生作用的调节（P218）
糖酵解作用
G
活化 F-2、6BP
AMP
ATP
抑制
柠檬酸 H+
6-P—果糖

磷酸戊糖途径PPT课件

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3CO2
5-磷酸核酮糖(C5) ×3
5-磷酸木酮糖 5-磷酸核糖
5-磷酸木酮糖
C5
C5
C5
第
7-磷酸景天糖 3-磷酸甘油醛
二
C7 4-磷酸赤藓糖
C3 6-磷酸果糖
阶
3-磷酸
C4
C6
段
甘油醛
6-磷酸果糖
C
磷酸戊糖途径的反应方程
• 磷酸戊糖途径(pentose phosphate pathway)
的总反应式：
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.
• 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) 。
1.第一阶段（氧化阶段——磷酸戊糖生成)
H C OH 6-磷酸葡萄糖脱氢酶C=O
H C OH
NADP+
H C OH H2O
HO C H O
HO C H O
COO— H C OH HO C H
H C OH HC
NAD⑴PH+H+ H C OH HC
内酯酶 H C OH
H C OH
CH2O P
6-磷酸葡萄糖
谷
(1) 解毒功能
胱 甘
(2) 保护巯基酶/蛋白质
肽
(3) 可消除自由基
的
抗
(4) 协肋氨基酸的吸收
氧
化
作
用
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。
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谷胱甘肽（glutathione，GSH）是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸结合，含有巯 基的的三肽，具有抗氧化作用和整合解毒作用。半胱氨酸上的巯基为谷胱甘肽 活性基团（故谷胱甘肽常简写为G-SH）
生物化学
戊糖磷酸途径 pentose phosphate pathway
1
糖酵解和三羧酸循环是机体内糖分解代谢的主要途径， 但不是唯一途径。
实验研究也表明：在组织中添加酵解抑制剂如碘乙酸 或氟化物等，葡萄糖仍可以被消耗，说明葡萄糖还有 其它的代谢途径。许多组织细胞中都存在有另一种葡 萄糖降解途径，即磷酸戊糖途径（pentose phosphate pathway, PPP），也称为磷酸己糖旁路（hexose monophosphate pathway/shunt,HMP）。
TPP helps the two-carbon transferring in transketolase
5C+5C=3C+7C
转酮醇酶催化磷酸酮糖上的2C单位羟乙酰基转移到磷酸醛 糖的C1上，形成3-磷酸甘油醛和7-磷酸景天庚酮糖。转酮 醇酶转移1个2C单位。
6)转醛醇反应(三碳单位转移) 7C+3C=4C+6C
3-Байду номын сангаас酸 甘油醛 C3
4-磷酸赤藓糖 C4
6-磷酸果糖 C6
6-磷酸果糖 C6
从5C糖重新生成6C糖
磷酸戊糖途径是通过glucose 6-phosphate直接 脱氢脱羧将糖氧化分解的，脱氢酶的辅酶为 NADP，无ATP的产生与消耗。
3 磷酸戊糖途径的调控
在氧化脱羧阶段， 葡萄糖-6-磷酸脱氢 酶是磷酸戊糖途径的 限速酶，活性受 [NADP]/[NADPH]比 率的调节，NADPH竞 争性抑制葡萄糖-6磷酸脱氢酶和6-磷酸 葡萄糖酸脱氢酶的活 性
非氧化阶段戊糖的转变主要受控于底物浓度。5-磷酸 核糖过多时，可转化成 6-磷酸果糖和 3-磷酸甘油醛 进行酵解。 转酮醇酶是PPP途径非氧化阶段的重要酶，其辅因子 是TPP，某些遗传缺陷的人体内的转酮醇酶结合TPP 的活力仅为正常人的十分之一，当食物中缺乏硫胺 素时，其神经功能显著紊乱，如不能辨认方向，记 忆力减退，运动器官麻痹，在充分补充 TPP 后神经 症状可得到缓解。
参与磷酸戊糖途径的酶类都分布在动物细胞浆中，动 物体中约有30%的葡萄糖通过此途径分解。
砷酸、碘乙酸、氟化物抑制糖酵解
• 砷酸与磷酸结构非常相似，可竞争性抑制3-磷酸甘油 醛脱氢酶的活性，因此使糖酵解第6步反应3-磷酸甘 油醛→1，3-二磷酸甘油酸不能进行。
• 碘乙酸：由于3-磷酸甘油醛的活性部位是半胱氨酸的 巯基，因而凡是能够与巯基反应的物质都可以抑制 该反应的进行。如碘乙酸。
转醛醇酶催化7-磷酸景天庚酮糖上的二羟基丙酮基团转移给3-磷酸 甘油醛生成4-磷酸赤藓糖和6-磷酸果糖。转醛醇酶转移1个3C单位。
7)转酮醇反应
5C+4C=3C+6C
4碳糖和5碳糖经转酮醇酶作用转移2碳单位，形成3 碳糖和6碳糖。
8)异构化反应
5-磷酸核酮糖(C5) ×3 5-磷酸木酮糖 C5 5-磷酸核糖 C5 7-磷酸景天糖 C7 5-磷酸木酮糖 C5 3-磷酸甘油醛 C3
• 在非氧化阶段， 6×Ru5P(30 个 C) 经 C3 、 C4 、 C5 、 C7 等 糖中间代谢物，最后转化成5×G6P(30个C)。
磷酸戊糖途径的生物学意义
①产生大量的 NADPH ，为细胞的各种合成反应提供还原力。 NADPH 作为主要供氢体，为脂肪酸、固醇、四氢叶酸 等的合成，非光合细胞中硝酸盐、亚硝酸盐的还原，以 及氨的同化、丙酮酸羧化还原成苹果酸等反应所必需。
2.2 非氧化的分子重组合阶段 4)异构化反应
5-磷酸核酮糖异构化为5磷酸核糖； 5-磷酸核酮糖差向异构化 (异构化)为5-磷酸木酮糖。

核苷酸合成的前体
Glucose-6-phosphate 2 NADP+ ribose-5-phosphate 2 NADPH + 2H+
H2O
CO2
5)转酮醇反应(二碳单位转移)
丙酮酸
乙酰CoA
TAC
CO2+H2O+ ATP
• 磷酸戊糖途径的代谢起始物是G-6-P，返回的代谢
终产物是3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，其重要的中 间代谢产物是5-磷酸核糖和NADPH。 • 磷酸戊糖途径在细胞的胞液(cytoplasm)中进行。 关键酶是6-磷酸葡萄糖脱氢酶(glucose-6-phosphate dehydrogenase)。
• 氟化物则是烯醇化酶的抑制剂，可以有效抑制2-磷酸 甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸的过程。
1. 研究历史：研究糖酵解同时发现替代途径
在组织匀浆中加入碘乙酸或氟化物等EMP的抑制剂， 仍有一定量的葡萄糖被氧化成水和CO2，同位素标 记表明，葡萄糖的氧化首先发生在C1位，证明此过 程不同于EMP途径。
磷酸戊糖途径是有O2条件下，在细胞质中将葡萄糖直 接氧化分解为CO2的过程。
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 磷酸戊糖为代表性中间产物 糖酵解在磷酸己糖处分支
戊糖磷酸途径
2. 磷酸戊糖途径的主要反应
G G-6-P F-6-P
磷酸戊糖途径
F-1,6-BP
3-磷酸甘油醛
NADPH 5-磷酸核糖 CO2
2.1 葡萄糖的氧化脱羧阶段
1) 脱氢反应
6-磷酸葡萄糖 在6-磷酸葡萄 糖脱氢酶催 化下生成6-磷 酸葡萄糖酸 内酯。
2)水解反应
在6-磷酸葡萄 糖酸内酯酶催 化下，6-磷酸 葡萄糖酸内酯 水解为6-磷酸 葡萄糖酸。
3)脱氢脱羧反应
在6-磷酸葡萄糖 酸脱氢酶催化下 6-磷酸葡萄糖酸 经氧化脱羧生成 5-磷酸核酮糖、 NADPH和CO2。
4 磷酸戊糖途径的化学计量与生物学意义
磷酸戊糖途径的化学计量
• 从 6×G6P 开始，经两次脱氢氧化及脱羧后，放出 6×CO2，生成6×5-Ru5P和12×NADPH。
• PPP是通过G6P直接脱氢脱羧将糖氧化分解。 • 脱氢酶的辅酶为NADP+，无ATP的产生与消耗。 • 表明经6次循环，1分子G6P被分解而产生6分子CO2。