磷酸戊糖途徑

磷酸戊糖途徑(英語:Pentose phosphate pathway)也稱為戊糖磷酸途徑五碳糖磷酸途徑磷酸戊糖旁路(對應於雙磷酸己糖降解途徑,即Embden-Meyerhof途徑)。是一種葡萄糖代謝途徑。這是一系列的酶促反應,可以因應不同的需求而產生多種產物,顯示了該途徑的靈活性。

葡萄糖會先生成強氧化性5-磷酸核糖(Ribose-5-phosphate),後者經轉換後可以參與糖酵解或者是核酸生物合成。部分糖酵解糖異生的酶會參與這一過程。反應場所是胞質溶膠。所有的中間產物均為磷酸酯。過程的調控是通過底物和產物濃度的變化實現的。

作用

該途徑的主要作用是:

  1. 產生NADPH作為還原當量,用於細胞內的還原生物合成反應(注意不是NADHNADH參與呼吸鏈,而NADPH參與脂肪酸合成)。
  2. 生成核糖 5-磷酸(R5P),為核酸代謝做物質準備(用於核苷酸核酸的合成)。
  3. 產生用於合成芳香族氨基酸赤蘚糖 4-磷酸(E4P) 。
  4. 代謝戊糖。

過程

磷酸戊糖途徑可以分為氧化和非氧化兩個部分。

氧化階段

 
氧化階段圖

在此階段,兩個NADP +分子被還原為NADPH ,以利用6-磷酸葡萄糖轉化為5-磷酸核酮糖所產生的能量。

整組反應可以總結如下:

反應物 產物 說明
葡萄糖-6-磷酸 + NADP+ 6-磷酸葡萄糖酸-δ-內酯 + NADPH 葡萄糖-6-磷酸脫氫酶 脫氫。位於葡萄糖-6-磷酸1號碳原子上的半縮醛羥基轉變成羰基,生成一個內酯,並且在反應中生成了NADPH
6-磷酸葡萄糖酸-δ-內酯 + H2O 6-磷酸葡萄糖酸 + H+ 6-磷酸葡萄糖酸內酯酶 水解
6-磷酸葡萄糖酸 + NADP+ 核酮糖5-磷酸 + NADPH + CO2 6-磷酸葡萄糖酸脫氫酶 氧化脫羧。NADP+是電子受體,生成一分子NADPH,一分子二氧化碳,和一分子核酮糖5-磷酸

總反應: 葡萄糖-6-磷酸 + 2 NADP+ + H2O → 核酮糖-5-磷酸 + 2 NADPH + 2 H+ + CO2

非氧化階段

 
非氧化階段

其實是一系列的基團轉移反應。在5-磷酸核酮糖的基礎上可以通過一系列基團轉移反應,將核糖轉變成6-磷酸果糖3-磷酸甘油醛而進入糖酵解途徑。這需要有酶的幫助,比如轉羥乙醛酶可以轉移兩個碳單位。而轉二羥丙酮基酶則可轉三個。

反應物 產物
5-磷酸核酮糖 核糖 5-磷酸 5-磷酸核糖異構酶
5-磷酸核酮糖 木酮糖 5-磷酸 核酮糖 5-磷酸 3-差向異構酶
木酮糖 5-磷酸+核糖 5-磷酸 甘油醛 3-磷酸+景天庚酮糖 7-磷酸 轉酮醇酶
景天庚酮糖 7-磷酸+甘油醛 3-磷酸 赤蘚糖 4-磷酸+果糖 6-磷酸 轉醛醇酶
木酮糖 5-磷酸+赤蘚糖 4-磷酸 甘油醛 3-磷酸+果糖 6-磷酸 轉酮醇酶

調節

雖然6-磷酸葡萄糖脫氫酶是磷酸戊糖途徑的限速酶,但是磷酸戊糖途徑的調節主要是通過底物和產物濃度的變化實現的。它是一「旁路」。當機體需要NADPH和磷酸核糖的時候,葡萄糖就會流入這一途徑。特別是在脂肪酸固醇合成發生的地方。

參見

延伸閱讀

外部連結