磷酸戊糖途径糖异生及糖原合成PPT课件.ppt

第五节磷酸戊糖途径 pentosephosphatepathway 概念过程生理意义调节 1 一 磷酸戊糖途径的概念 以6 葡萄糖开始 在6 磷酸葡萄糖脱氢酶催化下形成6 磷酸葡萄糖酸 进而代谢生成磷酸戊糖为中间代谢物的过程 称为磷酸戊糖途径 2 磷酸戊糖途径 phosphopentosepathway 又称磷酸已糖旁路 hexosemonophosphateshunt HMS 或Warburg Dikens途径 3 二 磷酸戊糖途径的过程 6 磷酸葡萄糖经脱氢 水合 氧化脱羧生成5 磷酸核酮糖 NADPH和CO2 5 磷酸核酮糖经一系列基团转移反应异构成6 磷酸葡萄糖回到下一个循环 第一阶段 氧化阶段 第二阶段 异构阶段 4 1 6 磷酸葡萄糖转变为6 磷酸葡萄糖酸内酯 6 磷酸葡萄糖glucose6 phosphate 6 磷酸葡萄糖脱氢酶glucose6 phosphatedehydrogenase G6PD 限速酶 对NADP 有高度特异性 5 2 6 磷酸葡萄糖酸内酯转变为6 磷酸葡萄糖酸 6 磷酸葡萄糖酸内酯6 phosphoglucono lactone 6 磷酸葡萄糖酸6 phosphogluconate H2O 内酯酶lactonase 6 3 6 磷酸葡萄糖酸转变为5 磷酸核酮糖 6 磷酸葡萄糖酸6 phosphogluconate 7 4 三种五碳糖的互换 5 磷酸核酮糖ribulose5 phosphate 8 5 二分子五碳糖的基团转移反应 转酮醇酶 TPP 9 6 七碳糖与三碳糖的基团转移反应 转醛醇酶 Mg2 或Mn2 10 转酮醇酶与转醛醇酶 转酮醇酶 transketolase 就是催化含有一个酮基 一个醇基的二碳基团转移的酶 其接受体是醛 辅酶是TPP 转醛醇酶 transaldolase 是催化含有一个酮基 二个醇基的三碳基团转移的酶 其接受体是亦是醛 但不需要TPP 11 7 四碳糖与五碳糖的基团转移反应 转酮醇酶 TPP 12 磷酸戊糖途径的小结 反应式 总反应图 特点 13 磷酸戊糖途径总反应式 14 磷酸戊糖途径图 糖酵解途径 葡萄糖 15 HMS示意图 2C6 2C5 2C6 2C6 2CO2 2CO2 2CO2 2C5 2C5 2C3 2C6 2C7 2C3 2C4 2C6 5C6回到下一循环 16 磷酸戊糖途径特点 反应部位 胞浆反应底物 6 磷酸葡萄糖重要反应产物 NADPH 5 磷酸核糖限速酶 6 磷酸葡萄糖脱氢酶 G 6 PD 17 三 磷酸戊糖途径的意义 1 产生5 磷酸核糖 2 产生NADPH 18 1 5 磷酸核糖作用 合成原料 19 2 NADPH的主要功能 1 作为供氢体 参与体内多种生物合成反应 2 是谷胱甘肽还原酶的辅酶 对维持细胞中还原型谷胱甘肽的正常含量起重要作用 3 作为加单氧酶的辅酶 参与肝脏对激素 药物和毒物的生物转化作用 4 清除自由基的作用 20 NADPH作为体内的供氢体 脂肪酸 胆固醇和类固醇化合物的生物合成 均需要大量的NADPH NADPH H 21 谷胱甘肽的功能 1 解毒功能 2 保护巯基酶 蛋白质 3 可消除自由基 4 协肋氨基酸的吸收 22 NADPH作为羟化酶的辅酶 羟化反应 1 与某些生物合成 胆固醇 胆汁酸 类固醇激素等 有关 2 与肝脏的生物转化 激素 药物 毒物的生物转化 有关 23 蚕豆病 蚕豆病的症状是 吃蚕豆几小时或1 2天后 突然感到精神疲倦 头晕 恶心 畏寒发热 全身酸痛 萎靡不振 并伴有黄疸 肝脾肿大 呼吸困难 肾功能衰竭 甚至死亡 蚕豆病 俗称蚕豆黄 机理 蚕豆中有3种物质 裂解素 锁未尔和多巴胺 前两种使谷胱甘肽氧化 后一种能激发红细胞的自身破坏 血像检查 红细胞明显减少 黄疸指数明显升高 24 四 磷酸戊糖途径的调节 餐后的兔肝胞浆中 NADP NADPH的比值为0 014某些条件下 NADP NADPH的比值为700 最重要的调节因素是 NADP 的水平 25 糖的合成 26 一 单糖的合成 一 糖异生概念 主要指由非糖物质转变成葡萄糖或糖原的过程 二 过程 27 糖异生主要途径和关键反应 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 磷酸二羟丙酮 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 酯 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 28 糖异生途径关键反应之一 29 糖异生途径关键反应之二 30 糖异生途径关键反应之三 31 糖酵解和葡萄糖异生的关系 A B C1 C2 AG 6 P磷酸酯酶BF 1 6 P磷酸酯酶C1丙酮酸羧化酶C2PEP羧激酶 胞液 线粒体 葡萄糖 丙酮酸 草酰乙酸 天冬氨酸 磷酸二羟丙酮 3 P 甘油醛 酮戊二酸 乳酸 谷氨酸 丙氨酸 TCA循环 乙酰CoA PEP G 6 P F 6 P F 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 苹果酸 苹果酸 32 糖异生的调节 1 6 P G与1 6 FBP 促进异生 抑制酵解 高浓度的6 P G ATP和柠檬酸 促进酵解 抑制异生 AMP2 6 二磷酸果糖 ADP 33 部位 肝脏 肌肉组织等细胞的胞浆中 定义 由单糖合成糖原的过程称为糖原的合成 glycogenesis 单糖 葡萄糖 主要 果糖 半乳糖等 二 糖原合成 34 ATP 葡萄糖激酶 Mg2 葡萄糖 glucose 1 葡萄糖磷酸化生成6 磷酸葡萄糖 ADP 35 1 磷酸葡萄糖 glucose 1 phosphate 6 磷酸葡萄糖 glucose 6 phosphate 2 6 磷酸葡萄糖转变为1 磷酸葡萄糖 36 UDPG焦磷酸化酶 H2O 2Pi 3 尿苷二磷酸葡萄糖的生成 尿苷 37 尿苷二磷酸葡萄糖 UDPG 糖原引物 Gn glycogenprimer 糖原合酶 糖原 Gn 1 glycogen UDP 4 UDPG中的葡萄糖连接到糖原引物上 尿苷 38 5 分支酶催化糖原不断形成新分支链 糖原合成的限速酶 12 18G 39 肝糖原与肌糖原比较 肝糖原肌糖原贮量90 100g200 500g 5 1 2 合成原料单糖 非糖物质葡萄糖分解产物葡萄糖乳酸功能维持血糖浓度满足剧烈运动时的相对恒定肌肉对能量的需要消耗餐后12 18h剧烈运动后 40 41 糖代谢的调节过程一 无氧酵解的调节二 TCA的调节三 磷酸戊糖途径调节四 糖异生的调节五 糖原代谢的调节六 神经和激素对糖的调节 42 糖酵解过程的调节酶 酶的名称已糖激酶葡萄糖激酶 肝 磷酸果糖激酶 1丙酮酸激酶 变构激活剂Mg2 Mn2 Mg2 Mn2 Mg2 AMP ADP F 1 6 2P F 2 6 2PMg2 K F 1 6 2P 变构抑制剂G 6 P ATP H 柠檬酸 长链脂肪酸ATP 43 已糖激酶的分型 型 型 中文名称已糖激酶 HK 葡萄糖激酶 GK 存在范围在组织细胞中仅在肝脏和胰腺广泛存在 细胞存在 与葡萄糖亲和力高低Km 0 01mmol LKm 10 100mmol L 产物反馈抑制有无 激素调控受激素调控 葡萄糖激酶 已糖激酶 44 变构抑制剂ATPNADHATP NADH 琥珀酰CoA 三羧酸循环的调节酶及其调节 酶的名称柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶 酮戊二酸脱氢酶系 变构激活剂ADP AMP 45 P 丙酮酸氧化和三羧酸循环的调节 琥珀酰CoA 草酰乙酸 苹果酸 琥珀酸 酮戊二酸 异柠檬酸 柠檬酸 延胡索酸 乙酰辅酶A 丙酮酸 46 磷酸戊糖途径 最重要的调节因素是 NADP 的水平糖异生的调节 1 6 P G与1 6 FBP 促进异生 抑制酵解 高浓度的6 P G ATP和柠檬酸 促进酵解 抑制异生 2 6 二磷酸果糖 47 2 丙酮酸与PEP 丙酮酸羧化酶激活剂 乙酰辅酶A抑制剂 ADP丙酮酸激酶 激活剂 ADPAMP抑制剂 ATPNADH丙氨酸 48 49 50 激素对肝糖原合成与分解的调控 意义 由于酶的共价修饰反应是酶促反应 只要有少量信号分子 如激素 存在 即可通过加速这种酶促反应 而使大量的另一种酶发生化学修饰 从而获得放大效应 这种调节方