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Chapter 3 Metabolisms of Carbohydrates

Chapter 3 Metabolisms of Carbohydrates. 4. 磷酸己糖支路 (HMP). 己糖单磷酸途径 ( H exose M ono p hosphate Pathway). 磷酸己糖支路 ( H exose M ono p hosphate shunt ). 磷酸己糖旁路. 戊糖 ( 磷酸 ) 支路 (pentose phosphate shunt). 磷酸葡萄糖酸途径 (phosphogluconate pathway). 4. 磷酸己糖支路 (HMP). 4.1 概述 可在有氧条件下进行；

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Chapter 3 Metabolisms of Carbohydrates

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Presentation Transcript

  1. Chapter 3 Metabolisms of Carbohydrates • 4. 磷酸己糖支路(HMP) 己糖单磷酸途径 (Hexose Monophosphate Pathway) 磷酸己糖支路 (Hexose Monophosphate shunt) 磷酸己糖旁路 戊糖(磷酸)支路 (pentose phosphate shunt) 磷酸葡萄糖酸途径(phosphogluconate pathway)

  2. 4. 磷酸己糖支路(HMP) • 4.1 概述 • 可在有氧条件下进行； • 整个代谢途径在细胞液中进行； • 代谢的主要目的不是获得能量，而是获得还原能力；

  3. HMP提供大量还原性CoII（NADPH）

  4. 4. 磷酸己糖支路(HMP) • 4.1 概述 • 可在有氧条件下进行； • 整个代谢途径在细胞液中进行； • 代谢的主要目的不是获得能量，而是获得还原能力； • 可产生戊糖、四碳糖等生物合成的原料； • 没有专一的终产物； • 反应分两个阶段进行

  5. 磷酸己糖支路(HMP) 整个途径分为两个阶段: 氧化阶段： 葡萄糖经脱氢、脱羧变为磷酸戊糖 非氧化阶段： 戊糖经几种不同碳原子数的糖的转化，最终重新合成己糖。两个关键酶催化其中的反应，即转酮（转羟乙醛基）酶（transketolase）和转醛（转二羟丙酮基）酶(transaldolase)。

  6. 4.2 磷酸己糖支路(HMP)的反应历程 CO2 C6 C5 C3 C6 1. Carbon boon changes of sugars in HMP CO2 C2 C3 C6 C5 C7 C4 C6 CO2 C6 C5 C2 C3 2 × C6 + C3 + 3 CO2 3 × C6 × 2 × 2 4 × C6 + 2 × C3 + 6 CO2 6C6 5 × C6 + 6 CO2 1C6 6 CO2

  7. 4.2 磷酸己糖支路(HMP)的反应历程4.2.2 氧化反应阶段 △G0’= -0.42 kJ/mol

  8. △G0’= -20.9 kJ/mol △G0’= -20.9 kJ/mol

  9. 核酮糖-5-P生成核糖-5-P △G0’= -2.72 kJ/mol

  10. Ribulose-5-P is converted to xylulose-5-P by isomerization

  11. 4.2.3. 戊糖磷酸支路的非氧化反应

  12. HMP非氧化反应中的两个关键酶 转醛酶或转二羟丙酮基酶 转酮酶或转羟乙醛基酶 不需要TPP 需要TPP 酮糖供体第3位碳为L-构型

  13. 转酮酶催化的第一个反应 △G0’= 0.54 kJ/mol

  14. CH3 O R’ H C ＋ R N 醛产物 CH3 R2 S ㊀ R’ ＋ H+ ＋ ＋ H+ ＋ ＋ R N CH3 － H+ S CH2OH － H+ R’ HOH2C- C－OH ＋ C=O － ,-二羟 乙基-TPP R N ׃ HO-CH HO-CH S R2 H2C- C－OH R2 OH CH3 CH3 R’ R’ ＋ R N R N ׃ S S H2C- C－OH ㊀ 活性乙醛 OH H2C- C－OH OH

  15. CH3 CH3 R’ R’ ＋ ＋ R N R N CH3 S S ㊀ R’ H2C- C－OH ㊀ ＋ H+ ＋ ＋ H+ OH R N ׃ S ＋ CH2OH － H+ － H+ HOH2C- C－OH C=O H ＋ O － HO-C-H HO-CH C 醛受体 R3 R3 R3

  16. 转醛酶的作用

  17. 转酮酶催化的第二个反应

  18. 4.3 HMP途径的意义 • 产生NADPH，为各种生物合成提供还原力，如脂肪酸合成、固醇合成； • 产生磷酸戊糖，为核酸合成提供原料； • 为氨基酸的合成提供原料（赤蘚糖-4-P）； • 在非线粒体氧化体系中有重要作用，理论上，这一途径产生的NADPH•H＋也可以产生生物学能量；

  19. 4.3 HMP途径的意义 5. NADPH使红细胞内GSSGGSH, 对维持红细胞的还原性具有重要性； • HMP途径是植物光合作用中由CO2合成葡萄糖的部分反应途径。 • 这一代谢途径使三、四、五、六、七碳糖可以互相转化，是戊糖及四、七碳糖分解的代谢途径。

  20. 4.4 HMP与EMP途径的协调Regulation between the two pathways of EMP and HMP EMP 和 HMP 有密切的联系，有分枝点和交叉点； 两者在生物体内的存在有一定比例； 两者的协调关系： G G-6-p 6-p-glucomate Ribulose-5-p ═ F-6-p EMP 此反应慢 抑制 抑制

  21. 5. 葡萄糖醛酸途径Glucuronic acid cycle pathway 由G-6-P或G-1-P开始，经UDP-glucuronic acid的代谢途径。 GlcUA经脱氢、脱羧等生成(磷酸)木酮糖与HMP相联。

  22. 葡萄糖 葡萄糖-6-P 葡萄糖-1-P UDP-葡萄糖 UDP-葡萄糖醛酸 UDP-艾杜糖醛酸 葡萄糖醛酸 L-古洛糖酸 L-抗坏血酸 木酮糖-5-P

  23. 糖醛酸途径的意义 1）肝脏中糖醛酸与药物或含-OH, -COOH, -NH, -SH等异物结合，随尿、胆汁排出而解毒； 2）UDP-glucuronic acid 是糖醛酸基供体，可形成许多有重要功能的粘多糖； 3）可转化为抗坏血酸（Vit C，人及其他灵长类不能合成） ； 4) 通过木酮糖与HMP相联系。

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