HMP途径 (戊糖磷酸途径).ppt

　　1张

　　标题： (二) HMP途径 (戊糖磷酸途径) (Hexose Monophophate Pathway)

　　2张

　　3张

　　HMP途径： 葡萄糖经转化成6-磷酸葡萄糖酸后，在6-磷酸葡萄糖酸脱氢酶的催化下，裂解成5-磷酸戊糖和CO2。 磷酸戊糖进一步代谢有两种结局， ①磷酸戊糖经转酮—转醛酶系催化，又生成磷酸己糖和磷酸丙糖(3-磷酸甘油醛)，磷酸丙糖借EMP途径的一些酶，进一步转化为丙酮酸。 称为不完全HMP途径。 ②由六个葡萄糖分子参加反应，经一系列反应，最后回收五个葡萄糖分子，消耗了1分子葡萄糖(彻底氧化成CO2 和水)，称完全HMP途径。

　　4张

　　标题： HMP途径降解葡萄糖的三个阶段

　　HMP是一条葡萄糖不经EMP途径和TCA循环途径而得到彻底氧化，并能产生大量NADPH+H+形式的还原力和多种中间代谢产物的代谢途径 1. 葡萄糖经过几步氧化反应产生核酮糖-5-磷酸和CO2 2. 核酮糖-5-磷酸发生同分异构化或表异构化而分别产生核糖-5-磷酸和木酮糖-5-磷酸 3.上述各种戊糖磷酸在无氧参与的情况下发生碳架重排，产生己糖磷酸和丙糖磷酸

　　5张

　　标题： HMP途径关键步骤：

　　1. 葡萄糖→6-磷酸葡萄糖酸 2. 6-磷酸葡萄糖酸→5-磷酸核酮糖→ 5-磷酸木酮糖 ↓ 5-磷酸核糖→参与核酸生成 3. 5-磷酸核酮糖→6-磷酸果糖+3-磷酸甘油醛(进入EMP

　　6张

　　耗能阶段 C6 2C3 产能阶段 4 ATP 2ATP 2C3 2 丙酮酸 2NADH2 C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi 2CH3COCOOH+2NADH2+2H++2ATP+2H2O

　　标题： HMP途径的总反应

　　7张

　　6 葡萄糖-6-磷酸+12NADP++6H2O 5 葡萄糖-6-磷酸+12NADPH+12H++12CO2+Pi

　　标题： HMP途径的总反应

　　8张

　　标题： HMP途径的重要意义

　　为核苷酸和核酸的生物合成提供戊糖-磷酸。 产生大量NADPH2，一方面为脂肪酸、固醇等物质的合成提供还原力，另方面可通过呼吸链产生大量的能量。 与EMP途径在果糖-1，6-二磷酸和甘油醛-3-磷酸处连接，可以调剂戊糖供需关系。 途径中的赤藓糖、景天庚酮糖等可用于芳香族氨基酸合成、碱基合成、及多糖合成。 途径中存在3~7碳的糖，使具有该途径微生物的所能利用利用的碳源谱更为更为广泛。 通过该途径可产生许多种重要的发酵产物。如核苷酸、若干氨基酸、辅酶和乳酸(异型乳酸发酵)等。 HMP途径在总的能量代谢中占一定比例，且与细胞代谢活动对其中间产物的需要量相关。

　　9张

　　又称2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡糖酸(KDPG)裂解途径。 1952年在Pseudomonas saccharophila中发现，后来证明存在于多种细菌中(革兰氏阴性菌中分布较广)。 ED途径可不依赖于EMP和HMP途径而单独存在，是少数缺乏完整EMP途径的微生物的一种替代途径，未发现存在于其它生物中。

　　标题： (三)ED途径

　　10张

　　ED途径

　　ATP ADP NADP+ NADPH2 葡萄糖 6-磷酸-葡萄糖 6-磷酸-葡萄酸 ~~激酶 (与EMP途径连接) ~~氧化酶 (与HMP途径连接) EMP途径 3-磷酸-甘油醛 ~~脱水酶 2-酮-3-脱氧-6-磷酸-葡萄糖酸 EMP途径 丙酮酸 ~~醛缩酶 有氧时与TCA环连接 无氧时进行细菌发酵

　　标题： ED途径

　　11张

　　标题： ED途径

　　12张

　　标题： ED途径

　　13张

　　标题： ED途径的特点

　　葡萄糖经转化为2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸后，经脱氧酮糖酸醛缩酶催化，裂解成丙酮酸和3-磷酸甘油醛， 3-磷酸甘油醛再经EMP途径转化成为丙酮酸。结果是1分子葡萄糖产生2分子丙酮酸，1分子ATP。 ED途径的特征反应是关键中间代谢物2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸(KDPG)裂解为丙酮酸和3-磷酸甘油醛。ED途径的特征酶是KDPG醛缩酶. 反应步骤简单，产能效率低. 此途径可与EMP途径、HMP途径和TCA循环相连接，可互相协调以满足微生物对能量、还原力和不同中间代谢物的需要。好氧时与TCA循环相连，厌氧时进行乙醇发酵.

　　14张

　　ED途径的总反应

　　ATP C6H12O6 ADP KDPG ATP 2ATP NADH2 NADPH2 2丙酮酸 6ATP 2乙醇 (有氧时经过呼吸链) (无氧时进行细菌乙醇发酵)

　　标题： ED途径的总反应

　　15张

　　关键反应：2-酮-3-脱氧-6-磷酸葡萄糖酸的裂解 催化的酶：6-磷酸脱水酶，KDPG醛缩酶 相关的发酵生产：细菌酒精发酵 优点：代谢速率高，产物转化率高，菌体生成少，代谢副产物少，发酵温度较高，不必定期供氧。 缺点：pH5，较易染菌;细菌对乙醇耐受力低

　　ATP 有氧时经呼吸链 6ATP 无氧时 进行发酵 2乙醇

　　2ATP NADH+H+ NADPH+H+ 2丙酮酸

　　ATP C6H12O6 KDPG

　　标题： ED途径的总反应(续)

　　16张

　　17张

　　由表可见，在微生物细胞中，有的同时存在多条途径来降解葡萄糖，有的只有一种。在某一具体条件下，拥有多条途径的某种微生物究竟经何种途径代谢，对发酵产物影响很大。

　　18张

　　标题： (四)磷酸酮解途径

　　存在于某些细菌如明串珠菌属和乳杆菌属中的一些细菌中。 进行磷酸酮解途径的微生物缺少醛缩酶，所以它不能够将磷酸己糖裂解为2个三碳糖。 磷酸酮解酶途径有两种： 磷酸戊糖酮解途径(PK)途径 磷酸己糖酮解途径(HK)途径

　　19张

　　葡萄糖 6-P-葡萄糖 6-P-葡萄糖酸 5 -P-核酮糖 5 -P-木酮糖

　　3 -P-甘油醛 丙酮酸

　　乙酰磷酸 乙酰CoA 乙醛

　　ATP

　　ADP

　　NAD+

　　NADH+H+

　　CO2

　　乳酸

　　乙醇

　　异构化作用

　　NAD+

　　NADH+H+

　　磷酸戊糖酮解酶

　　CoA

　　Pi

　　2ADP+Pi

　　2ATP

　　-2H

　　-2H

　　-2H

　　NAD+

　　NADH+H+

　　标题： 磷酸戊糖酮解途径

　　20张

　　标题： 磷酸戊糖酮解途径的特点:

　　①分解1分子葡萄糖只产生1分子ATP，相当于EMP途径的一半; ②几乎产生等量的乳酸、乙醇和CO2

　　21张

　　标题： 磷酸己糖解酮途径

　　2葡萄糖 2葡萄糖-6-磷酸 6-磷酸果糖 6-磷酸-果糖

　　4-磷酸-赤藓糖 乙酰磷酸

　　2木酮糖-5-磷酸

　　2甘油醛 -3-磷酸 2乙酰磷酸

　　2乳酸

　　2乙酸

　　乙酸

　　磷酸己糖解酮酶

　　磷酸己糖解酮酶戊

　　逆HMP途径

　　同EMP

　　乙酸激酶

　　22张

　　标题： 磷酸己糖酮解途径的特点：

　　①有两个磷酸酮解酶参加反应; ②在没有氧化作用和脱氢作用的参与下，2分子葡萄糖分解为3分子乙酸和2分子3-磷酸-甘油醛， 3-磷酸-甘油醛在脱氢酶的参与下转变为乳酸;乙酰磷酸生成乙酸的反应则与ADP生成ATP的反应相偶联; ③每分子葡萄糖产生2.5分子的ATP; ④许多微生物(如双歧杆菌)的异型乳酸发酵即采取此方式。