1
生物化学基础
1.9.2.3 三、磷酸戊糖途径

三、磷酸戊糖途径

1.概念 磷酸戊糖途径是指从3分子6-磷酸葡萄糖开始,经一系列中间代谢,最后生成2分子6-磷酸果糖和1分子3-磷酸甘油醛并重新导入糖酵解途径的过程。

2.过程 全过程在胞液中进行,可分为两个阶段:

第一阶段:氧化阶段,6-磷酸葡萄糖在6-磷酸葡萄糖脱氢酶的作用下,经多步反应生成5-磷酸核酮糖、NADPH+H+和CO2

第二阶段:非氧化阶段,3分子磷酸戊糖经分子重排、基团转移等可逆性反应,最后转变为2分子的六碳糖和1分子的三碳糖重新导入糖酵解途径,该阶段有重要物质5-磷酸核糖的生成(图6-3)。

img71

图6-3 磷酸戊糖途径

3.磷酸戊糖途径总反应式 总反应式如下:

3×6-磷酸葡萄糖+3H2O+6NADP─→+2×6-磷酸果糖+1×3-磷酸甘油醛+3CO2+6NADPH+H+

4.关键酶 6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)。

5.生理意义 磷酸戊糖途径代谢的中间产物(NADPH+H+、5-磷酸核糖)有着特殊的生理意义。

(1)NADPH+H+的主要生理作用

①作为供氢体参与脂肪酸、胆固醇、类固醇激素等多种物质的合成:故凡是能合成上述物质的组织细胞,该途径一般都较活跃,如肝脏、肾上腺皮质、脂肪组织、红细胞、性腺、骨髓、哺乳期的乳腺等。

②作为谷胱甘肽还原酶的辅酶:NADPH+H+可使氧化型谷胱甘肽(GSSG)转变为还原型谷胱甘肽(GSH),GSH是体内重要的抗氧化剂,能保护巯基酶和膜蛋白不被氧化,从而维持红细胞膜的稳定性和完整性。G6PD缺乏,NADPH+H+不足,则GSH含量下降,致使患者的红细胞易破坏发生溶血,常因进食蚕豆后发病,故称蚕豆病。

蚕豆病

蚕豆病是遗传性6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G6PD)缺乏症的常见类型,多见于儿童。G6PD是红细胞糖代谢磷酸戊糖途径中的关键酶,该酶缺乏致磷酸戊糖途径代谢障碍,NADPH+H+生成减少,不能维持GSH的还原性,导致红细胞内GSH含量下降,红细胞膜受损,通透性增加以及变形性降低等,遇诱因如进食蚕豆,少数患者甚至接触蚕豆花粉后,红细胞即可被破坏而表现为急性溶血性贫血和溶血性黄疸。病情严重程度与食蚕豆量无关,但发病有明显的季节性,多在每年的3~5月间,即蚕豆的成熟季节,故称为蚕豆病。

③作为辅酶,参与肝脏的生物转化反应。

(2)5-磷酸核糖的主要生理作用:磷酸戊糖途径是产生和提供5-磷酸核糖的唯一途径。5-磷酸核糖是合成核苷酸并进一步合成核酸的原料,凡损伤后修复和再生能力强的组织,该途径都较活跃。