生物化學(xué)與分子生物學(xué)/磷酸戊糖途徑
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磷酸戊糖途徑(pentosephosphate pathway)又稱(chēng)已糖單磷酸旁路(hexose monophosphate shut HMS)或磷酸葡萄糖旁路(phosphogluconate shut)。此途徑由6-磷酸葡萄糖開(kāi)始生成具有重要生理功能的NADPH和5-磷酸核糖。全過(guò)程中無(wú)ATP生成，因此此過(guò)程不是機(jī)體產(chǎn)能的方式。其主要發(fā)生在肝臟、脂肪組織、哺乳期的乳腺、腎上腺皮質(zhì)、性腺、骨髓和紅細(xì)胞等。
(一)反應(yīng)過(guò)程
磷酸戊糖途徑在細(xì)胞液中進(jìn)行，全過(guò)程分為不可逆的氧化階段和可逆的非氧化階段。在氧化階段，3個(gè)分子6-磷酸葡萄糖在6-磷酸葡萄糖脫氫酶和6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶等催化下經(jīng)氧化脫羧生成6個(gè)分子NADPH+H+，3個(gè)分子CO2和3個(gè)分子5-磷酸核酮糖；在非氧化階段，5-磷酸核酮糖在轉(zhuǎn)酮基酶(TPP為輔酶)和轉(zhuǎn)硫基酶催化下使部分碳鏈進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，經(jīng)三碳、四碳、七碳和磷酸酯等，最終生成2分子6-磷酸果糖和1分子3-磷酸甘油，它們可轉(zhuǎn)變?yōu)?-磷酸葡萄糖繼續(xù)進(jìn)行磷酸戊糖途徑，也可以進(jìn)入糖有氧氧化或糖酵解途徑(圖4-8)。此反應(yīng)途徑中的限速酶是6-磷酸葡萄糖脫氫酶，此酶活性受NADPH濃度影響，NADPH濃度升高抑制酶的活性，因此磷酸戊糖途徑主要受體內(nèi)NADPH的需求量調(diào)節(jié)。
圖4-8 已糖磷酸支路反應(yīng)
(二)生理意義
1.5-磷酸核糖的生成，此途徑是葡萄糖在體內(nèi)生成5-磷酸核糖的唯一途徑，故命名為磷酸戊糖通路，體內(nèi)需要的5-磷酸核糖可通過(guò)磷酸戊糖通路的氧化階段不可逆反應(yīng)過(guò)程生成，也可經(jīng)非氧化階段的可逆反應(yīng)過(guò)程生成，而在人體內(nèi)主要由氧化階段生成，5-磷酸核糖是合成核苷酸輔酶及核酸的主要原料，故損傷后修復(fù)、再生的組織(如梗塞的心肌、部分切除后的肝臟)，此代謝途徑都比較活躍。
2.NADPH+H+與NADH不同，它攜帶的氫不是通過(guò)呼吸鏈氧化磷酸化生成ATP，而是作為供氫體參與許多代謝反應(yīng)，具有多種不同的生理意義。
(1)作為供氫體，參與體內(nèi)多種生物合成反應(yīng)，例如脂肪酸、膽固醇和類(lèi)固醇激素的生物合成，都需要大量的NADPH+H+，因此磷酸戊糖通路在合成脂肪及固醇類(lèi)化合物的肝、腎上腺、性腺等組織中特別旺盛。
(2)NADPH+H+是谷胱甘肽還原酶的輔酶，對(duì)維持還原型谷胱甘肽(GSH)的正常含量，有很重要的作用，GSH能保護(hù)某些蛋白質(zhì)中的巰基，如紅細(xì)胞膜和血紅蛋白上的SH基，因此缺乏6-磷酸葡萄糖脫氫酶的人，因NADPH+H+缺乏，GSH含量過(guò)低，紅細(xì)胞易于破壞而發(fā)生溶血性貧血。
(3)NADPH+H+參與肝臟生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)，肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)含有以NADPH+H+為供氫體的加單氧酶體系，參與激素、藥物、毒物的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程。
(4)NADPH+H+參與體內(nèi)嗜中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生離子態(tài)氧的反應(yīng)，因而有殺菌作用。
 糖的有氧氧化 | 糖醛酸代謝  |
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