Chapter 3 Metabolisms of Carbohydrates

• 4. 磷酸己糖支路 (HMP) 己糖单磷酸途径 (Hexose Monophosphate Pathway)

戊糖 ( 磷酸 ) 支路 (pentose phosphate shunt)

磷酸己糖支路 (Hexose Monophosphate shunt)

磷酸己糖旁路

磷酸葡萄糖酸途径 (phosphogluconate pathway)

4. 磷酸己糖支路 (HMP)

• 4.1 概述1. 可在有氧条件下进行；2. 整个代谢途径在细胞液中进行；3. 代谢的主要目的不是获得能量，而是获得

还原能力；

HM

P

提供大量还原性

CoII

（NA

DP

H

）

4. 磷酸己糖支路 (HMP)

• 4.1 概述1. 可在有氧条件下进行；2. 整个代谢途径在细胞液中进行；3. 代谢的主要目的不是获得能量，而是获得

还原能力；4. 可产生戊糖、四碳糖等生物合成的原料；5. 没有专一的终产物；6. 反应分两个阶段进行

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) 。

4.2 磷酸己糖支路 (HMP) 的反应历程1. Carbon boon changes of sugars in HMP

C6 C5CO2

C6 C5

C6 C5

CO2

CO2

C2C3

C7

C6

C4 C6

C3C2

3 × C6 2 × C6 + C3 + 3 CO2

× 2 × 2

6C6 4 × C6 + 2 × C3 + 6 CO2

5 × C6 + 6 CO2

C3

1C6 6 CO2

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

△G0’= -20.9 kJ/mol

△G0’= -20.9 kJ/mol

△G0’= -2.72 kJ/mol

核酮糖 -5-P 生成核糖 -5-P

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

4.2.3. 戊糖磷酸支路的非氧化反应

HMP 非氧化反应中的两个关键酶

转酮酶或转羟乙醛基酶

转醛酶或转二羟丙酮基酶

需要 TPP酮糖供体第 3 位碳为 L- 构型

不需要 TPP

转酮酶催化的第一个反应

△G0’= 0.54 kJ/mol

R’N

SR

CH3

㊀＋

CH2OH

C=O

HO-CH

R2

＋

－

R’N

SR

CH3

HOH2C- C － OH

HO-CH

R2

＋

＋＋ H+

－ H+

R’N

SR

CH3

H2C- C － OH

C

R2

＋ H+

－ H+

OH

OH

＋

׃,- 二羟乙基 -TPP

醛产物

R’N

SR

CH3

H2C- C － OHOH

׃

R’N

SR

CH3

H2C- C － OHOH

＋

㊀活性乙醛

R’N

SR

CH3

H2C- C － OHOH

＋

㊀

C

R3

OH ＋

－

＋

醛受体

＋ H+

－ H+

R’N

SR

CH3

HOH2C- C － OH

׃

HO-C-H

R3

＋ H+

－ H+

R’N

SR

CH3

㊀＋

CH2OH

C=O

HO-CH

R3

＋

转醛酶的作用

转酮酶催化的第二个反应

4.3 HMP 途径的意义

1. 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；

2. 产生磷酸戊糖，为核酸合成提供原料；3. 为氨基酸的合成提供原料（赤蘚糖 -4-P ）；4. 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；

4.3 HMP 途径的意义

5. NADPH 使红细胞内 GSSGGSH, 对维持红细胞的还原性具有重要性；

6. 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。

7. 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。

4.4 HMP 与 EMP 途径的协调Regulation between the two path

ways of EMP and HMP1. EMP 和 HMP 有密切的联系，有分枝点和交叉点；2. 两者在生物体内的存在有一定比例；3. 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

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。

葡萄糖

葡萄糖 -6-P葡萄糖 -1-P

UDP- 葡萄糖UDP- 葡萄糖醛酸

葡萄糖醛酸

L- 抗坏血酸

L- 古洛糖酸

木酮糖 -5-P

UDP- 艾杜糖醛酸

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。