1、三羧酸循環的各步反應三羧酸循環的各步反應檸檬酸合成酶烏頭酸酶異檸檬酸脫氫酶a酮戊二酸脫氫酶琥珀酰CoA合成酶琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶第1頁/共75頁（六）（六） 磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑（pentose phosphate pathway, ppp）第2頁/共75頁1、化學反應歷程及催化酶類 特點：氧化脫羧階段和非氧化分子重排階段2、總反應式和調節機制3、磷酸戊糖途徑的生理意義第3頁/共75頁動物細胞植物細胞細胞膜細胞質線粒體 高爾基體細胞核內質網溶酶體細胞壁葉綠體有色體白色體液胞晶體分泌物吞噬中心體胞飲細胞膜丙酮酸氧化三羧酸循環磷酸戊糖途徑糖酵解糖異生第4頁/共75頁6葡萄糖-6-

2、磷酸66-磷酸-葡萄糖酸內酯66-磷酸-葡萄糖酸65-磷酸-核酮糖NADPHNADPH CO225-磷酸-核糖25-磷酸-木酮糖23-磷酸甘油醛27-磷酸景天庚酮糖2果糖-6-磷酸24-磷酸赤蘚糖2果糖-6-磷酸23-磷酸甘油醛果糖-1.6-二磷酸果糖-6-磷酸H2OPiH2O25-磷酸-木酮糖第5頁/共75頁磷酸戊糖途徑的兩個階段 2、非氧化分子重排階段 6 核酮糖-5-P 5 果糖-6-P 5 葡萄糖-6-P1、氧化脫羧階段 6 G-6-P 6 葡萄糖酸-6-P 6 核酮糖-5-P 6 NADP+ 6 NADPH+6H+ 6 NADP+ 6 NADPH+6H+6CO26H2O第6頁/共75

3、頁磷酸戊糖途徑的氧化脫羧階段6-磷酸葡萄糖酸NADP+ NADPH+H+ H2O6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸內酯6-磷酸葡萄糖脫氫酶內酯酶glucose-6-phosphate dehydrogenasegluconolactonase第7頁/共75頁磷酸戊糖途徑的氧化脫羧階段6-磷酸葡萄糖酸 NADPH+H+NADP+5-磷酸核酮糖CO26-磷酸葡萄糖酸脫氫酶6-phosphogluconate dehydrogenase第8頁/共75頁磷酸戊糖途徑的非氧化分子重排階段H2OPi6 5-磷酸核酮糖2 5-磷酸核糖2 5-磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛2 7-磷酸景天庚酮糖2 4-磷酸赤蘚糖2

4、 6-磷酸果糖2 5-磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛2 6-磷酸果糖1， 6-二磷酸果糖1 6-磷酸果糖轉醛酶異構酶轉酮酶轉酮酶醛縮酶階段之一階段之二階段之三第9頁/共75頁磷酸戊糖途徑的非氧化階段之一（5-磷酸核酮糖異構化）差向異構酶異構酶5-磷酸木酮糖5-磷酸核糖5-磷酸核酮糖第10頁/共75頁磷酸戊糖途徑的非氧化階段之二（基團轉移 I）+25-磷酸核糖23-磷酸甘油醛轉酮酶+7-磷酸景天庚酮糖2H25-磷酸木酮糖transketolase第11頁/共75頁磷酸戊糖途徑的非氧化階段之二（基團轉移 II）+24-磷酸赤蘚糖23-磷酸甘油醛轉醛酶26-磷酸果糖+7-磷酸景天庚酮糖2Htransa

5、ldolase第12頁/共75頁磷酸戊糖途徑的非氧化階段之二（基團轉移 III）+24-磷酸赤蘚糖+23-磷酸甘油醛26-磷酸果糖轉酮酶25-磷酸木酮糖transketolase第13頁/共75頁磷酸戊糖途徑的非氧化分子重排階段C5+C5 C3+C7C7+C3 C4+C6C5+C4 C3+C6轉酮酶轉酮酶轉醛酶第14頁/共75頁H2O Pi1,6-二 磷酸果糖23-磷酸甘油醛6-磷酸果糖醛縮酶二磷酸果糖酯酶磷酸戊糖途徑的非氧化階段之三 （3-磷酸甘油醛異構、縮合與水解）異構酶第15頁/共75頁磷酸戊糖途徑的總反應式6 G-6-P + 12NADP+ +6H2O5 G-6-P + 6CO2 +

6、12NADPH +12H+ +Pi第16頁/共75頁磷酸戊糖途徑的調節 6-磷酸葡萄糖脫氫酶是磷酸戊糖途徑的限速酶，催化不可逆反應。其活性主要受NADP+ /NADPH比例的調節。比值大于10時，抑制作用可達到90%。第17頁/共75頁磷酸戊糖途徑與糖酵解途徑的協調調節 G-6-P的流向取決于對NADPH、磷酸戊糖及ATP的需要。 （1）需要核糖-5-P的量NADPH的量。（2）需要量：NADPH = 5-磷酸核糖。（3）需要NADPH的量 5-磷酸核糖的量。第18頁/共75頁（1）需要核糖-5-P（用于合成嘌呤核苷酸）的量比NADPH的量大得多時。大多數G-6-P轉變成5-磷酸核糖。還可由轉

7、酮酶、轉醛酶催化，將2分子F-6-P和1分子甘油醛-3-P轉變成3 分子核糖-5-P。5 G-6-P +ATP 6 核糖-5-P + ADP + H+第19頁/共75頁5-磷酸核酮糖5-磷酸核糖5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛7-磷酸景天庚酮糖4-磷酸赤蘚糖6-磷酸果糖5-磷酸木酮糖3-磷酸甘油醛6-磷酸果糖轉醛酶異構酶轉酮酶轉酮酶第20頁/共75頁（2）對NADPH和5-磷酸核糖的需要量平衡時。代謝就通過氧化階段由G-6-P氧化脫羧，生成2個NADPH和1個核糖-5-P：G-6-P +2NADP+ +H2O核糖-5-P +2NADPH +2H+ +CO2 第21頁/共75頁（3）需要NADPH的

8、量比5-磷酸核糖的量多得多時。G-6-P就完全氧化成CO26（G-6-P）+12NADP+6H2O6（核糖-5-P）+12NADPH+12H+6CO2G-6-P + 12NADP+ + 7H2O 12NADPH + 2H+ + 6CO2 6（核糖-5-P）4（果糖-6-P）+2(甘油醛-3-P)4（果糖-6-P）+2(甘油醛-3-P)+ H2O 5（G-6-P）+Pi第22頁/共75頁6 5-磷酸核酮糖2 5-磷酸核糖2 5-磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛2 7-磷酸景天庚酮糖2 4-磷酸赤蘚糖2 6-磷酸果糖2 5-磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛2 6-磷酸果糖轉醛酶異構酶轉酮酶轉酮酶第23頁/

9、共75頁(4)需要NADPH和ATP更多時，G-6-P轉化成丙酮酸磷酸戊糖途徑3-磷酸甘油醛+6-磷酸果糖糖酵解3 ( G - 6 - P ) + 6 N A D P+ 5 N A D+ 5 P i + 8 A D P 5丙酮酸+6NADPH+5NADH2+8ATP+2H2O+8H+3CO2 第24頁/共75頁磷酸戊糖途徑的氧化脫羧階段NADP+ NADPH+H+ H2O NADPH+H+NADP+5-磷酸核酮糖6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸內酯6-磷酸葡萄糖酸CO26-磷酸葡萄糖 脫氫酶內酯酶6-磷酸葡萄糖酸 脫氫酶第25頁/共75頁6 5-磷酸核酮糖2 5-磷酸核糖2 5-磷酸木酮糖2 3

10、-磷酸甘油醛2 7-磷酸景天庚酮糖2 4-磷酸赤蘚糖2 6-磷酸果糖2 5-磷酸木酮糖2 3-磷酸甘油醛2 6-磷酸果糖轉醛酶異構酶轉酮酶轉酮酶第26頁/共75頁Glycolysis己糖激酶異構酶磷酸果糖激酶醛縮酶丙糖磷酸異構酶甘油醛3磷酸脫氫酶磷酸甘油酸激酶變位酶烯醇化酶丙酮酸激酶NADH NADATPATPATPATPADPADPADPADP第27頁/共75頁生理意義生理意義1、 產生大量的NADPH，為細胞的各種合成反應提供主要的還原力。2、中間產物為許多化合物的合成提供原料。第28頁/共75頁（一）糖的異生（一）糖的異生1、糖異生作用的主要途徑和關鍵反應2、糖異生總反應3、葡萄糖代謝與

11、糖異生作用的關系三 糖的合成代謝第29頁/共75頁 由非糖物質轉化成葡萄糖或糖原的過程叫做糖的異生作用。（一）糖的異生作用第30頁/共75頁 凡是能生成丙酮酸或草酰乙酸的物質都可以變成葡萄糖，如TCA中全部的中間產物，大多數氨基酸。1、糖異生的前體及途徑主要前體有：乳酸、生糖氨基酸、甘油。第31頁/共75頁2、進行部位 主要在肝臟中進行。另外，腎臟中也可進行糖的異生。第32頁/共75頁 各類非糖物質轉變為糖原的具體步驟基本上按糖酵解逆過程進行。3、途徑第33頁/共75頁葡萄糖葡萄糖- 6-磷酸果糖- 6-磷酸果糖- 1，6-二磷酸2 3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2甘油酸- 1，3-二磷酸2甘油酸

12、- 3-磷酸2甘油酸- 2-磷酸2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸第一階段第二階段第三階段葡萄糖的磷酸化磷酸己糖的裂解ATP的生成第四階段丙酮酸和ATP的生成12345678910糖酵解途徑第34頁/共75頁糖異生主要途徑和關鍵反應 非糖物質轉化成糖代謝的中間產物后，在相應的酶催化下,繞過糖酵解途徑的三個不可逆反應,利用糖酵解途徑其它酶生成葡萄糖的途徑。 糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖3-磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶果糖激酶果糖二磷酸酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶葡萄糖-6-磷酸酶6-磷酸葡萄糖2草酰乙酸PEP羧激酶第35頁/共75頁糖異生途徑關鍵反

13、應之一PEP羧激酶ATP+H2O ADP+Pi丙酮酸羧化酶P磷酸烯醇丙酮酸（PEP）GTPGDP丙酮酸草酰乙酸CO2CO2第36頁/共75頁糖異生途徑關鍵反應之二果糖-1,6-二磷酸酶+ H2O+ Pi1,6-二磷酸果糖PPOH2COH2COHOOHHOHHHHH2COOH6-磷酸果糖POH2COHOOHHHH第37頁/共75頁糖異生途徑關鍵反應之三+ H2O+Pi葡萄糖-6-磷酸酶P6-磷酸葡萄糖H葡萄糖第38頁/共75頁糖異生總反應： 2丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H+4H20 Glc+2NAD+4ADP+2GDP+6Pi 從2分子丙酮酸形成Glc共消耗6個ATP，2個NAD

14、H。 第39頁/共75頁（1）甘油的糖異生作用在甘油磷酸激酶作用下生成-磷酸甘油，再經-磷酸甘油脫氫酶作用轉變為磷酸二羥丙酮4、甘油、丙酮酸、乳酸等糖異生作用第40頁/共75頁（2）乳酸、丙酮酸等異生作用乳酸、丙酮酸及三羧酸循環中一些羧酸進行糖異生時，需通過“丙酮酸羧化支路”。第41頁/共75頁丙酮酸乳酸 肝葡萄糖葡萄糖丙酮酸乳酸乳酸血液肌肉-乳酸循環（Cori循環）（肌肉-肝臟-肌肉），稱乳酸循環（latic acid cycle）第42頁/共75頁（胞液）（線粒體）葡萄糖代謝和糖異生的關系（PEP）丙氨酸天冬氨酸谷氨酸（轉氨基作用）第43頁/共75頁5、糖原異生的生理意義1）血糖的重要來源

15、對維持空腹或饑餓時血糖的相對恒定具有重要意義。第44頁/共75頁2）體內乳酸利用的主要方式 乳酸很容易通過細胞膜彌散入血，通過血液循環運到肝臟，經糖異生作用轉變為葡萄糖第45頁/共75頁3）協助氨基酸代謝 大多數氨基酸都是生糖氨基酸，可以轉變為丙酮酸、酮戊二酸和草酰乙酸，參加糖異生作用。第46頁/共75頁6、糖異生和糖酵解的代謝協調調控 糖異生和糖酵解在細胞中是兩個相反的代謝途徑，同時，又是協調的。第47頁/共75頁糖酵解和葡萄糖異生的關系ABC1C2A G-6-P磷酸酯酶B F-1.6-P磷酸酯酶C1 丙酮酸羧化酶C2 PEP羧激酶（胞液）（線粒體）葡萄糖丙酮酸草酰乙酸天冬氨酸磷酸二羥丙酮3

16、-P-甘油醛-酮戊二酸乳酸谷氨酸丙氨酸TCA循環乙酰CoAPEPG-6-PF-6-PF-1.6-P丙酮酸草酰乙酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸3-P-甘油甘油第48頁/共75頁高濃度G-6-P抑制已糖激酶，活化G-6-P脂酶，抑制酵解，促進異生。第49頁/共75頁酵解和異生的控制點是F-6-P與F-1，6-2P的轉化。ADP促進酵解，檸檬酸促進糖異生。F-2.6-P是強效應物，促進酵解，減弱異生第50頁/共75頁丙酮酸到PEP的轉化在糖異生中是由丙酮酸羧化酶調節，在酵解中被丙酮酸激酶調節。第51頁/共75頁酵解與異生途徑，一個途徑開放，另一途徑就關閉，可避免無效循環。第52頁/共75頁（二）糖原的分

17、解和生物合成（二）糖原的分解和生物合成1、糖原的分解2、糖原的生物合成第53頁/共75頁1、糖原的酶促磷酸解l糖原的結構及其連接方式-1，4-糖苷鍵-1，6糖苷鍵非還原性末端第54頁/共75頁轉移酶（催化寡聚葡萄糖片段轉移）脫支酶（催化1.6-糖苷鍵水解斷裂）l糖原的磷酸解 三種酶協同作用：磷酸化酶a（催化1.4-糖苷鍵磷酸解斷裂）糖原脫支酶第55頁/共75頁糖原磷酸化酶的作用位點及產物G-1-P磷酸化酶 a非還原性末端磷酸+斷鍵部位glycogen phosphorylase第56頁/共75頁糖原磷酸解的步驟非還原端糖原核心磷酸化酶a轉移酶脫支酶（釋放1個葡萄糖） G -1-PG G -6-

18、PG極限糊精（limit dextrin）gluccanotransferaseglycogen debranching enzyme第57頁/共75頁在糖酵解中我們了解到，如果以葡萄糖作為底物，可以凈生成2分子ATP，但糖原中大約90的葡萄糖殘基通過糖酵解卻可以獲得3分子ATP。第58頁/共75頁磷酸葡萄糖變位酶l 磷酸葡萄糖變位酶l葡萄糖-6-磷酸酶第59頁/共75頁2、糖原合成 由葡萄糖轉變成糖原的過程，稱為糖原生成作用（ glycogenesis ）。第60頁/共75頁包括4個反應步驟1、葡萄糖被ATP磷酸化為尿嘧啶核苷二磷酸葡萄糖(UDPG，UDP-葡萄糖)生成4、糖基（n+1）基礎上生成糖原第61頁/共75頁UDPG的結構GUDP第62頁/共75頁1、UDP-葡萄糖焦磷酸化酶（ UDP -glucose pytophosphorylase） 催化單糖基的活化形成糖核苷二磷酸，為各種聚糖形成時，提供糖基和能量。2、糖原合成酶（glycogen synthase） 催化-1，4-糖苷鍵合成3. 糖原分支酶 （ glycogen branching enzyme） 催化-1，6-糖苷鍵合