磷酸戊糖途径

这张思维导图概括了磷酸戊糖途径知识点总结，包括他的定义、生化历程、磷酸戊糖途径调控、化学计量和生物学意义等内容。

磷酸戊糖途径（PPP或HMS）

• 定义：
  • 有氧条件下，在细胞质中将葡萄糖直接氧化分解为二氧化碳的过程
• 生化历程
  • 葡萄糖的直接氧化（脱羧）阶段
    • ①脱氢反应：6-磷酸葡萄糖和NADP+在6-磷酸葡萄糖脱氢酶的催化下不可逆生成6-磷酸葡萄糖酸内酯和NADPH和氢离子
    • ②水解反应：6-磷酸葡萄糖酸内酯和水在6-磷酸葡萄酸内酯酶的催化下可逆水解为6-磷酸葡萄糖酸
    • ③脱氢脱羧反应:6-磷酸葡萄糖酸和NADP+在6-磷酸葡萄酸脱氢酶的催化下经氧化脱羧可逆生成5-磷酸核酮糖，NADPH和二氧化碳
  • 非氧化的分子重组阶段
    • ④异构化反应：5-磷酸核酮糖在异构酶的催化下可逆异构化为5-磷酸核糖；5-磷酸核酮糖在表异构酶的催化下可逆差向异构化（表异构化）为5-磷酸木酮糖
    • ⑤转酮糖反应（5+5=3+7，转酮醇酶转移1个2C单位——羟乙酰基）：5-磷酸木酮糖和5-磷酸核糖在转酮醇酶的催化下可逆生成3-磷酸甘油醛和7-磷酸景天庚酮糖
    • ⑥转醛醇酶反应（7+3=4+6，转醛醇酶转移1个3C单位--二羟基丙酮基团）：7-磷酸景天庚酮糖和3-磷酸甘油醛在转醇酶的催化下可逆生成4-磷酸赤藓糖和6-磷酸果糖
    • ⑦转酮醇反应（5+4=3+9，转酮醇酶转移二碳单位）5-磷酸木酮糖和4-磷酸赤藓糖在转酮醇酶的催化下可逆生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖
    • ⑧异构化反应：6-磷酸果糖在磷酸己糖异构酶的催化下可逆生成6-磷酸葡萄糖
• 磷酸戊糖途径调控
  • 在氧化脱羧阶段，6-磷酸葡萄糖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6-磷酸葡萄糖脱氢酶和6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的活性。因此磷酸戊糖途径主要受体内NADPH的需求量调节。
  • 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。
• 化学计量
  • 磷酸戊糖化学计量（是通过6-磷酸葡萄糖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）
  • 氧化脱羧阶段：6*6-P葡萄糖+12（NADP+）+6水→6*5-p核酮糖+6CO2+12NADPH+12H+
  • 非氧化分子重组阶段：6*5-p核酮糖+水→5*6-p葡萄糖+pi
  • 总反应：6-p葡萄糖+12NADP+7水→6CO2+12NADPH+pi+12H+
• 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
  • ②磷酸戊糖途径的中间产物为许多化合物的合成提供原料
  • ③非氧化重排阶段的一系列中间产物以及酶类与光合作用中卡尔文循环的大多数中间产物和酶相同，因而磷酸戊糖途径可与光合作用联系起来并实现某些单糖的互变