1、物质代谢及其调节,生物化学与分子生物学教研室,Metabolism and regulation,民以食为天 人是铁饭是钢这些说明食物重要的道理大家都知道，但食物为什麽重要，它们在体内发生了什麽变化以及这些变化与疾病有何关联却不为多数人所知。本篇将重点介绍营养物质在体内的代谢变化过程、代谢调节及其相互联系。,糖脂类 蛋白质,简单物质,复杂物质,简单物质,废物,排泄,物质代谢,合成 分解 转变 调节,生成 贮存 释放 转化,生命现象,能量代谢,乙酰CoA,CO2,NADH+H+ FADH2,H2O,氧化磷酸化,糖 代 谢,Metabolism of Carbohydrates,导 学 提 纲,一
2、、为什么要学习糖代谢这一章？糖是除水以外，人体从外界摄取量最多的营养物质。人体生命活动所需能量的50%-70%由糖提供，人类一天也离不开糖。糖代谢与临床某些疾病的发生发展、治疗和预防密切相关。,另外，糖在体内复杂的代谢途径不仅涉及糖本身的新陈代谢，而且也是脂类、氨基酸两大营养物质代谢的共同通路，所谓“脂类代谢只能在糖的火焰上燃烧”，说明脂类代谢对糖代谢的依赖。,因此糖代谢是体内营养物质代谢的基础。糖代谢正常则脂类代谢、氨基酸代谢正常，反之则可能导致后两者代谢不正常，引发疾病。总之，糖代谢是动态生化的基础,必须学好。,二、本章应重点掌握的内容糖的生理功能；糖酵解和糖的有氧氧化（特别是TCA）的途
3、径、反应部位、关键酶、调节、能量的产生和消耗、生理意义以及TCA在物质代谢中的中心地位；磷酸戊糖途径的关键酶和生理意义；糖原合成与分解的主要途径、关键步骤、关键酶、调节和生理意义。,糖异生的概念、原料、途径、关键酶、调节、生理意义；血糖的含义、正常值、来源和去路；胰岛素、胰高血糖素、肾上腺素、肾上腺皮质激素、甲状腺素等对糖代谢的调节作用。,概述糖的无氧分解糖的有氧氧化磷酸戊糖途径糖原的合成与分解糖异生血糖及其调节,分解代谢,糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化学本质为多羟醛或多羟酮类及其衍生物或多聚物。,糖的化学,（一）糖的概念,（二）糖的分类及其结构,根据其水解产物的情况，糖主
4、要可分为以下四大类：,单糖 (monosacchride) 寡糖 (oligosacchride) 多糖 (polysacchride) 结合糖 (glycoconjugate),葡萄糖(glucose)己醛糖,果糖(fructose)己酮糖,1. 单糖 不能再水解的糖。,半乳糖(galactose)己醛糖,核糖(ribose) 戊醛糖,2. 寡糖,常见的几种二糖有,麦芽糖 (maltose)葡萄糖 葡萄糖,蔗 糖 (sucrose)葡萄糖 果糖,乳 糖 (lactose)葡萄糖 半乳糖,能水解生成几分子单糖的糖，各单糖之间借脱水缩合的糖苷键相连。,3. 多糖 能水解生成多个分子单糖的糖。,常
5、见的多糖有,淀 粉 (starch),糖 原 (glycogen),纤维素 (cellulose), 淀粉植物中养分的储存形式, 糖原动物体内葡萄糖的储存形式, 纤维素作为植物的骨架,4. 结合糖 糖与非糖物质的结合物。,糖脂 (glycolipid)：糖与脂类的结合物。 糖蛋白 (glycoprotein) 蛋白聚糖（proteoglycan）,常见的结合糖有：,第一节 概 述,Introduction,一、糖的生理功能,1提供能量 最主要的功能 2作为碳源，转变成其它含碳化合物（如氨基酸、脂肪酸、核苷等）3组成人体组织结构的重要成分（蛋白聚糖和糖蛋白构成结缔组织、软骨 和骨的基质，糖蛋白和
6、糖脂是细胞膜组成成分）,4糖与蛋白质、脂类的聚合物在调节细胞间或细胞与其它生物物质的相互作用中发挥重要作用（如细胞信息传递、细胞免疫和细胞识别等） 5某些糖蛋白具有特殊生理功能如激素、酶、免疫糖蛋白、血型物质等6. 糖的磷酸衍生物可形成重要的生物活性物质如NAD+、FAD、DNA、RNA、ATP等,糖的消化,淀粉,-淀粉酶（唾液、胰液）,麦芽糖 + 麦芽三糖,-葡萄糖苷酶 （包括麦芽糖酶）,葡萄糖,-临界糊精+异麦芽糖,葡萄糖,-临界糊精酶 （包括异麦芽糖酶）,消化产物还有少量半乳糖、果糖等单糖,食物中含有的大量纤维素，因人体内无-糖苷酶而不能对其分解利用，但却具有刺激肠蠕动等作用，也是维持健
7、康所必需。,1. 吸收部位：小肠上段,2. 吸收形式：单 糖,糖的吸收,吸收机制：依赖特定载体转运，主动耗能在吸收过程中同时伴有Na+转运（Na+依赖型葡萄糖转运体，SGLT）,4. 吸收途径,小肠肠腔,肠粘膜上皮细胞,门静脉,肝脏,体循环,SGLT,各种组织细胞,GLUT,GLUT：葡萄糖转运体(glucose transporter)，已发现有5种葡萄糖转运体(GLUT 15)。,三、糖代谢的概况,葡萄糖,丙酮酸,H2O及CO2,乳酸,乳酸、氨基酸 及甘油,糖原,核糖+ NADPH+H+,淀粉,分解代谢：有氧氧化葡萄糖彻底氧化成CO2和H2O糖酵解葡萄糖在缺氧时生成乳酸磷酸戊糖途径提供核糖
8、和NADPH 合成代谢：糖原的合成贮存 转化： 糖异生非糖物质转变成葡萄糖或糖原,第二节 糖的无氧分解,Glycolysis,糖酵解的概念 糖酵解的反应过程糖酵解的调节 糖酵解的生理意义,6-磷酸果糖激酶-1 丙酮酸激酶 葡萄糖激酶或己糖激酶,一、糖酵解的反应过程,概念 在缺氧的情况下，葡萄糖生成乳酸（lactate）的过程称为糖酵解（glycolysis） 反应过程第一阶段：葡萄糖分解为丙酮酸（糖酵解途径）第二阶段：丙酮酸转变为乳酸,* 糖酵解的反应部位：胞浆, 葡萄糖磷酸化为6-磷酸葡萄糖,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate, G-6-P),（一）葡萄糖分解成
9、丙酮酸,（反应不可逆）,哺乳类动物体内已发现有4种己糖激酶同工酶，分别称为至型。肝细胞中存在的是型，称为葡萄糖激酶(glucokinase)。它的特点是： 对葡萄糖的亲和力很低,Km值大 受激素调控, 6-磷酸葡萄糖转变为 6-磷酸果糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖 (fructose-6-phosphate, F-6-P), 6-磷酸果糖转变为1,6-双磷酸果糖,6-磷酸果糖激酶-1(6-phosphfructokinase-1),6-磷酸果糖,1,6-双磷酸果糖 (1, 6-fructose-biphosphate, F-1,6-2P),（反应不可逆）,1,6-双磷酸果糖, 磷酸己糖裂解成
10、2分子磷酸丙糖, 磷酸丙糖的同分异构化,磷酸丙糖异构酶 (phosphotriose isomerase),3-磷酸甘油醛,磷酸二羟丙酮, 3-磷酸甘油醛氧化为1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油醛脱氢酶 (glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase),3-磷酸甘油醛,1,3-二磷酸 甘油酸, 1,3-二磷酸甘油酸转变成3-磷酸甘油酸,1,3-二磷酸 甘油酸,3-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸激酶(phosphoglycerate kinase),在以上反应中，底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP磷酸化生成ATP的过程，称为底物水平磷酸化(substrat
11、e level phosphorylation) 。, 3-磷酸甘油酸转变为2-磷酸甘油酸,磷酸甘油酸变位酶 (phosphoglycerate mutase),3-磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸, 2-磷酸甘油酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸,2-磷酸甘油酸, 磷酸烯醇式丙酮酸转变成丙酮酸， 并通过底物水平磷酸化生成ATP,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,（反应不可逆）,(二) 丙酮酸转变成乳酸,丙酮酸,乳酸,反应中的NADH+H+ 来自于上述第6步反应中的 3-磷酸甘油醛脱氢反应。,糖酵解的代谢途径,E2,E1,E3,糖酵解小结,（1）反应部位：胞浆 （2）糖酵解有氧化反应但不需氧分子参加，是不需氧的氧化过
12、程 不需氧的放能过程。 （3）糖酵解有三个限速酶：已糖激酶、磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶，它们催化的反应不可逆。, 产能的方式和数量 方式：底物水平磷酸化 净生成ATP数量：从G开始 22 - 2= 2 ATP 从Gn开始 22 - 1= 3 ATP 糖酵解最终产物为乳酸。乳酸去路：A、在有氧情况下脱氢生成丙酮酸进入有氧氧化途径B、经糖异生作用转变为糖C、尿排,(6) 糖酵解能不断进行是由于丙酮酸从3-磷酸甘油醛的脱氢反应中不断得到NADH+H，用于还原反应。,除葡萄糖外，其它己糖也可转变成磷酸己糖而进入酵解途径。,二、糖酵解的调节,关键酶,调节方式,（一）6-磷酸果糖激酶-1,变构调节：激活
13、剂 AMP、ADP1，6-二磷酸果糖 （正反馈）2，6-二磷酸果糖抑制剂 柠檬酸、 ATP（高浓度）,该酶是调节糖酵解途径最重要的酶，它是一个四聚体，受多种变构效应剂的影响。,F-6-P,F-1,6-2P,ATP,ADP,PFK-1,磷蛋白磷酸酶,PKA,（二）丙酮酸激酶,变构调节：激活剂 1，6-二磷酸果糖 抑制剂 ATP、丙氨酸共价修饰调节：丙酮酸激酶在蛋白激酶作 用下发生磷酸化后即失活,丙酮酸激酶,丙酮酸激酶,ATP,ADP,Pi,磷蛋白磷酸酶,（无活性）,（有活性）,胰高血糖素,PKA, CaM激酶,PKA：蛋白激酶A (protein kinase A),CaM：钙调蛋白,（三）葡萄
14、糖激酶或己糖激酶,* 6-磷酸葡萄糖可反馈抑制己糖激酶，但肝葡萄糖激酶不受其抑制。,* 长链脂肪酰CoA可别构抑制肝葡萄糖激酶。,骨骼肌及多数组织：消耗能量多ATP/AMP6-磷酸果糖激酶-1和丙酮酸激酶活性 葡萄糖分解加速；ATP丰富时则相反 肝脏：进食后：胰高血糖素，胰岛素2，6-二磷酸果糖糖分解加速 饥饿时：胰高血糖素2，6-二磷酸果糖 合成，丙酮酸激酶活性抑制糖酵解,组织糖酵解流量与能量需求的适应：,三、糖酵解的生理意义,迅速提供能量，这对肌收缩最为重要。 2. 机体在缺氧情况下获取能量的有效方式。 3. 某些细胞在氧供应正常情况下的重要供能途径。, 无线粒体的细胞，如：红细胞, 代谢
15、活跃的细胞，如：白细胞、骨髓细胞,第三节 糖的有氧氧化,Aerobic Oxidation of Carbohydrate,有氧氧化的反应过程（1）葡萄糖分解成丙酮酸（2）丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA（3）三羧酸循环及氧化磷酸化 有氧氧化产生的ATP有氧氧化的调节巴斯德效应,糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在机体氧气供应充足时，葡萄糖彻底氧化成H2O和CO2，并释放出能量的过程。是机体主要供能方式。,* 部位：胞液及线粒体,* 概念,糖的有氧氧化概况如下：,O2,O2,O2,H2O,6-磷酸 葡萄糖,葡萄糖,丙酮酸,丙酮酸,乙酰CoA,CO2,H+e,胞液,线粒体,TAC,
16、一、有氧氧化的反应过程,第一阶段：糖酵解途径（胞液）,第二阶段：丙酮酸的氧化脱羧（线粒体）,第三阶段：三羧酸循环（线粒体）,第四阶段：氧化磷酸化（线粒体）,（一）丙酮酸的氧化脱羧,丙酮酸进入线粒体，氧化脱羧为乙酰CoA (acetyl CoA)。,总反应式:,丙酮酸脱氢酶复合体的组成,FAD, NAD+,E3：二氢硫辛酰胺脱氢酶,E2：二氢硫辛酰胺转乙酰酶,TPP,E1：丙酮酸脱氢酶,丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程,1. 丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP。 2. 由二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。 3. 二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化生成乙酰CoA, 同时使硫辛酰胺上的
17、二硫键还原为2个巯基。 4. 二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)使还原的二氢硫辛酰胺脱氢，同时将氢传递给FAD。 5. 在二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)催化下，将FADH2上的H转移给NAD+，形成NADH+H+。,CO2,CoASH,NAD+,NADH+H+,5. NADH+H+的生成,1. -羟乙基-TPP的生成,2.乙酰硫辛酰胺的生成,3.乙酰CoA的生成,4. 硫辛酰胺的生成,（二）三羧酸循环,乙酰CoA进入由一连串反应构成的循环体系，被氧化生成CO2和还原当量。由于这个循环反应开始于乙酰CoA与草酰乙酸缩合生成含有三个羧基的柠檬酸，因此称之为三羧酸循环(tricarboxylic acid cy
18、cle，TCA )或柠檬酸循环或krebs循环（TAC学说由krebs提出）,三羧酸循环的反应过程,草酰乙酸 + 乙酰CoA,柠檬酸,柠檬酸合酶,异柠檬酸,HSCoA,异柠檬酸脱氢酶,-酮戊二酸,CO2,NADH + H+,NAD+,CO2,琥珀酰CoA,-酮戊二酸 脱氢酶复合体,HSCoA,三羧酸循环的反应过程,琥珀酸,延胡索酸,底物水平磷酸化,HSCoA,苹果酸,草酰乙酸,GDP+Pi,GTP,FAD,FADH2,H2O,NADH+H+,NAD+,NAD+,NADH+H+,GTP,GDP+Pi,FAD,FADH2,NADH+H+,NAD+,柠檬酸合酶,顺乌头酸梅,异柠檬酸脱氢酶,-酮戊二酸
19、脱氢酶复合体,琥珀酰CoA合成酶,琥珀酸脱氢酶,延胡索酸酶,苹果酸脱氢酶,三羧酸循环总结,2、 TAC有四次脱氢 其中三对氢原子以NAD+为受氢体，一对以FAD为受氢体，分别还原生成NADH + H+和FADH2。,1、TAC循环一周氧化一个乙酰基。 同位素标记实验表明，每次进入TAC的乙酰基最后构成草酰乙酸的分子骨架，而原来的草酰乙酸结构中的二个碳则在循环中丢失。即以CO2方式丢失的碳并非来自乙酰基的两个碳而是来自草酰乙酸。这是反应过程中C原子发生置换所致。,4、TAC有两次脱羧反应，生成CO2，其作用机制不同。异柠檬酸氧化脱羧：属 氧化脱羧 酮戊二酸氧化脱羧：属 氧化脱羧,3、TAC反应部
20、位是线粒体,5、TAC在生理条件下是一个不可逆的反 应系统。主要的不可逆反应：柠檬酸合成酶异柠檬酸脱氢酶 酮戊二酸脱氢酶系,6、三羧酸循环的中间产物三羧酸循环中间产物起催化剂的作用，本身无量的变化，不可能通过三羧酸循环直接从乙酰CoA合成草酰乙酸或三羧酸循环中其他产物，同样中间产物也不能直接在三羧酸循环中被氧化为CO2及H2O。,表面上看来，三羧酸循环运转必不可少的草酰乙酸在三羧酸循环中是不会消耗的，它可被反复利用。实际上：,例如：,（1）、机体内各种物质代谢之间是彼此联系、相互配合的，TAC中的某些中间代谢物能够转变合成其他物质，借以沟通糖和其他物质代谢之间的联系。,（2）、机体糖供不足时，
21、可能引起TAC运转障碍，这时苹果酸、草酰乙酸可脱羧生成丙酮酸，再进一步生成乙酰CoA进入TAC氧化分解。,所以，草酰乙酸必须不断被更新补充。,草酰乙酸的来源如下：,三羧酸循环的要点,一次底物水平磷酸化（1分子GTP） 二次脱羧（2分子CO2） 三次不可逆反应关键酶有：柠檬酸合酶异柠檬酸脱氢酶-酮戊二酸脱氢酶复合体 四次脱氢（1分子FADH2，3分子NADH+H+ ）,（二）TCA循环受底物、产物和关键酶活性的调节,TCA循环主要受其底物、产物、关键酶活性3种因素的调控。 TCA循环的速率和流量主要受3种因素的调控：底物的供应量，催化循环最初几步反应酶的反馈别构抑制，产物堆积的抑制作用。,1TC
22、A循环中有3个关键酶,柠檬酸合酶 异柠檬酸脱氢酶 -酮戊二酸脱氢酶,异柠檬酸 脱氢酶,柠檬酸合酶,-酮戊二酸脱氢酶复合体,柠檬酸,Ca2+, ATP、ADP的影响, 产物堆积引起抑制,循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶,其他，如Ca2+可激活许多酶,2TCA循环与上游和下游反应协调,在正常情况下，（糖）酵解途径和TCA循环的速度是相协调的。这种协调不仅通过高浓度的ATP、NADH的抑制作用，亦通过柠檬酸对磷酸果糖激酶-1的别构抑制作用而实现。 氧化磷酸化的速率对TCA循环的运转也起着非常重要的作用。,三羧酸循环的生理意义,1、是机体获得能量的主要代谢方式； 2、是三大营养物质氧化
23、分解的最终代谢通路； 3、是三大营养物质互相转变互相联系的枢纽； 4、为其它物质代谢提供小分子前体（TAC产生 的CO2可作为体内合成某些重要物质的原料，如嘌呤、嘧啶的合成等）； 5、为氧化磷酸化反应生成ATP提供还原当量 （NADH+H+、FADH）；,H+ + e 进入呼吸链彻底氧化生成H2O 的同时ADP偶联磷酸化生成ATP。,二、有氧氧化生成的ATP,葡萄糖有氧氧化生成的ATP,合 计,第三阶段,第二阶段,第一阶段,36或38,32,NAD+,苹果酸 草酰乙酸,22,FAD,琥珀酸 延胡索酸,12,琥珀酰辅酶A 琥珀酸,32,NAD+,a-酮戊二酸 琥珀酰辅酶A,32,NAD+,异柠檬
24、酸 a-酮戊二酸,32,NAD+,丙酮酸 乙酰辅酶A,12,磷酸烯醇式丙酮酸 烯醇式丙酮酸,12,1,3-二磷酸甘油酸 3-磷酸甘油酸,3（或2）2,NAD+,3-磷酸甘油醛 1,3-二磷酸甘油酸,-1,6-磷酸葡萄糖 1,6-二磷酸果糖,-1,葡萄糖 6-磷酸葡萄糖,ATP产生,辅酶,反 应,32-34 ATP,2 ATP,2 ATP,36-38 ATP,有氧氧化的生理意义,糖的有氧氧化是机体产能最主要的途径。它不仅产能效率高，而且由于产生的能量逐步分次释放，相当一部分形成ATP，所以能量的利用率也高。,三、有氧氧化的调节,关键酶, 酵解途径：己糖激酶, 丙酮酸的氧化脱羧：丙酮酸脱氢酶复合体
25、, 三羧酸循环：柠檬酸合酶,丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶-1,-酮戊二酸脱氢酶复合体 异柠檬酸脱氢酶,（一）丙酮酸脱氢酶复合体的调节 调节方式：变构调节，共价修饰,变构调节：抑制剂 ：乙酰CoA、 ATP、 NADH激活剂 ：AMP、ADP、NAD+,* 乙酰CoA/HSCoA或 NADH/NAD+时，其活性也受到抑制。,共价修饰调节,异柠檬酸脱氢酶,柠檬酸合酶,-酮戊二酸 脱氢酶复合体,柠檬酸,Ca2+, ATP、ADP的影响, 产物堆积引起抑制, 循环中后续反应中间产物别位反馈抑制前面反应中的酶, 其他，如Ca2+可激活许多酶,（二）、三羧酸循环的调节,有氧氧化的调节特点, 有氧氧化的调节通
26、过对其关键酶的调节而实现。 ATP/ADP或ATP/AMP比值全程调节。该比值升高，所有关键酶均被抑制。 氧化磷酸化速率影响三羧酸循环。前者速率降低，则后者速率也减慢。 三羧酸循环与酵解途径互相协调。三羧酸循环需要多少乙酰CoA，则酵解途径相应产生多少丙酮酸以生成乙酰CoA。,体内ATP浓度是AMP的50倍，经上述反应后，ATP/AMP变动比ATP变动大，有信号放大作用，从而发挥有效的调节作用。,ATP/ADP或ATP/AMP比值升高抑制有氧氧化，降低则促进有氧氧化。 ATP/AMP效果更显著。,* 另外,四、巴斯德效应,有氧氧化抑制生醇发酵（或糖酵解）的现象称为巴斯德效应（Pastuer e
27、ffect）。,Crabtree效应,在癌细胞发现给予葡萄糖时不论供氧充足与否都呈现很强的酵解反应，而糖的有氧氧化受抑制，称为Crabtree效应或反巴斯德效应。这种现象较普遍地存在于癌细胞中，此外也存在于一些正常组织细胞如视网膜、睾丸、颗粒白细胞等。,糖的有氧氧化与糖酵解的区别,机体产能的主要方式,生理意义,糖酵解关键酶加上丙酮酸脱氢酶复合体，柠檬酸合酶，异柠檬酸脱氢酶，-酮戊二酸脱氢酶复合体,关键酶,1mol葡萄糖净生成 3638molATP,产能,糖原、葡萄糖H2O+CO2,底物产物,有氧,需氧条件,胞液，线粒体,反应部位,有氧氧化,第四节 磷酸戊糖途径,Pentose Phosphat
28、e Pathway,反应过程调节生理意义,* 概念,磷酸戊糖途径是指由葡萄糖生成磷酸戊糖及NADPH+H+，前者再进一步转变成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖的反应过程。,* 细胞定位：胞 液,第一阶段：氧化反应生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2,一、磷酸戊糖途径的反应过程,* 反应过程可分为二个阶段,第二阶段则是非氧化反应包括一系列基团转移。,6-磷酸葡萄糖酸,5-磷酸核酮糖,6-磷酸葡萄糖脱氢酶,6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸葡萄糖酸内酯,1. 磷酸戊糖生成,5-磷酸核糖,催化第一步脱氢反应的6-磷酸葡萄糖脱氢酶是此代谢途径的关键酶。 两次脱氢脱下的氢均由NADP+接受生
29、成NADPH + H+。 反应生成的磷酸核糖是一个非常重要的中间产物。,G-6-P,5-磷酸核糖,NADP+,NADPH+H+,NADP+,NADPH+H+,CO2,氧化反应注意点：,第二阶段反应的意义就在于通过一系列基团转移反应，将核糖转变成6-磷酸果糖和3-磷酸甘油醛而进入酵解途径。,第一阶段生成1分子磷酸戊糖和2分子NADPH。前者用于合成核苷酸，后者用于许多化合物的合成代谢。但细胞中合成代谢消耗的NADPH远比核糖需要量大，因此，葡萄糖经此途径生成多余的核糖。,每3分子6-磷酸葡萄糖同时参与反应，在一系列反应中，通过3C、4C、5C、6C、7C等演变阶段，最终生成3-磷酸甘油醛和6-磷
30、酸果糖。,3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，可进入酵解途径。因此，磷酸戊糖途径也称磷酸戊糖旁路(pentose phosphate shunt)。,2. 基团转移反应,转醛醇酶,转酮醇酶,5-磷酸核酮糖(C5) 3,7-磷酸景天糖C7,3-磷酸甘油醛 C3,4-磷酸赤藓糖 C4,6-磷酸果糖 C6,6-磷酸果糖 C6,3-磷酸甘油醛C3,磷酸戊糖途径,第一阶段,第二阶段,总反应式,36-磷酸葡萄糖 + 6 NADP+,26-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛+6NADPH+H+3CO2,磷酸戊糖途径的特点, 脱氢反应以NADP+为受氢体，生成NADPH+H+。 反应过程中进行了一系列酮基和醛基转移反应，经过
31、了3C、4C、5C、6C、7C糖的演变过程。 反应中生成了重要的中间代谢物5-磷酸核糖。 一分子G-6-P经过反应，只能发生一次脱羧和二次脱氢反应，生成一分子CO2和2分子NADPH+H+。,二、磷酸戊糖途径的调节,* 6-磷酸葡萄糖脱氢酶,此酶为磷酸戊糖途径的关键酶，其活性的高低决定6-磷酸葡萄糖进入磷酸戊糖途径的流量。,此酶活性主要受NADPH/NADP+比值的影响，比值升高则被抑制，降低则被激活。另外NADPH对该酶有强烈抑制作用。,因此，磷酸戊糖途径的流量取决于NADPH的需求。,三、磷酸戊糖途径的生理意义,（一）为核酸的生物合成提供核糖,（二）提供NADPH作为供氢体参与多种代谢反应
32、,核糖是核酸和游离核苷酸的组成成分。人体核糖不依赖食物提供,可通过磷酸戊糖途径生成。G可经氧化反应或经基团转移反应生成核糖。人体主要经氧化反应生成核糖。,1. NADPH是体内许多合成代谢的供氢体,2. NADPH参与体内的羟化反应，与生物合成或生物转化有关,3. NADPH可维持GSH的还原性 。,如从乙酰CoA合成脂酸、胆固醇。,如从鲨烯合成Ch；从Ch合成胆汁酸、类固醇激素。,氧化型谷胱甘肽,还原型谷胱甘肽,还原型谷胱甘肽是体内重要的抗氧化剂，可以保护一些含-SH基的蛋白质或酶免受氧化剂尤其是过氧化物的损害。 在红细胞中还原型谷胱甘肽更具有重要作用。它可以保护红细胞膜蛋白的完整性。,4.
33、 参与体内嗜中性粒细胞和巨噬细胞产生离子态氧的反应，因而有杀菌作用。,二、糖醛酸途径可生成葡萄糖醛酸,反应过程：,D-葡萄糖醛酸,生成尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA） UDPGA的作用： 1、作为糖胺聚糖（透明质酸、硫酸软骨素、肝素等）的组成成分，糖胺聚糖又参与构成蛋白聚糖。 2、作为葡萄糖醛酸的供体而GA参与生物转化过程的许多结合反应。,生理意义：,三、多元醇途径可生成木糖醇、山梨醇等,葡萄糖代谢过程中可生成一些多元醇，如木糖醇(xylitol)、山梨醇(sorbitol)等，所以被称为多元醇途径(polyol pathway)。 但这些代谢过程局限于某些组织，对整个葡萄糖代谢所占比重极少。,
