第二十 五 章
戊糖磷酸途及糖异生途径
一、戊糖磷酸途径
? In most animal tissues,the major catabolic
fate of glucose 6-phosphate is glycolytic
breakdown to pyruvate,much of which is then
oxidized via the citric acid cycle,ultimately
leading to the formation of ATP,
? Glucose 6-phosphate does have other
catabolic fates,however,which lead to
specialized products needed by the cell,Of
particular importance in some tissues is the
oxidation of glucose 6-phosphate to pentose
phosphates by the pentose phosphate
pathway
(一 )戊糖磷酸途径的发现
? 在组织中添加酵解抑制剂 碘乙酸 （抑制 3-P-甘油醛脱
氢酶）或 氟化物 （抑制烯醇化酶）等，葡萄糖仍可被
消耗；并且 C1更容易氧化成 CO2； 发现了 6-P-葡萄糖脱
氢酶和 6-P-葡萄糖酸脱氢酶及 NADP+； 发现了五碳糖、
六碳糖和七碳糖；说明葡萄糖还有其他代谢途径
（ 1931-1951）。
? 1953年阐述了磷酸戊糖途径（ pentose phosphate
pathway),简称 PPP途径，也叫磷酸己糖支路； 磷酸葡
萄糖酸氧化途径、已糖单磷酸旁路 (hexose
monophosphate shut HMS) 。
? 主要发生在肝脏、脂肪组织、哺乳期的乳腺、肾上腺
皮质、性腺、骨髓和红细胞等。
(二 )磷酸戊糖途径的反应
? 磷酸戊糖途径在细胞液中进行，全过程
分为不可逆的氧化阶段和可逆的非氧化
阶段。
? 氧化反应阶段, 生成 NADPH及 CO2；
?非氧化反应阶段,一系列基团的转移。
(三 )磷酸戊糖途径的生理意义
? 1,5-磷酸核糖的生成，此途径是葡萄糖在体
内生成 5-磷酸核糖的唯一途径，故命名为磷酸
戊糖通路。
? 体内需要的 5-磷酸核糖可通过磷酸戊糖通路的
氧化阶段不可逆反应过程生成，也可经非氧化
阶段的可逆反应过程生成，而在体内主要由氧
化阶段生成。
? 5-磷酸核糖是合成核苷酸辅酶及核酸的主要原
料，故损伤后修复、再生的组织 (如梗塞的心肌、
部分切除后的肝脏 )，此代谢途径都比较活跃。
? 2,NADPH+H+与 NADH不同，它携带的氢不
是通过呼吸链氧化磷酸化生成 ATP,而是作
为供氢体参与许多代谢反应，具有多种不同
的生理意义。
? 1)作为供氢体，参与体内多种生物合成反应，
例如脂肪酸、胆固醇和类固醇激素的生物合
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类化合物的肝、肾
上腺、性腺等组织中特别旺盛。
? 2)NADPH+H+是谷胱甘肽还原酶的辅酶，对维持
还原型谷胱甘肽 (GSH)的正常含量，有很重要的
作用,GSH能保护某些蛋白质中的巯基，如红细
胞膜和血红蛋白上的 SH基，因此缺乏 6-磷酸葡萄
糖脱氢酶的人，因 NADPH+H+缺乏,GSH含量过
低，红细胞易于破坏而发生溶血性贫血。
? 3)NADPH+H+参与肝脏生物转化反应，肝细胞内
质网含有以 NADPH+H+为供氢体的加单氧酶体系，
参与激素、药物、毒物的生物转化过程。
? 4)NADPH+H+参与体内嗜中性粒细胞和巨噬细胞
产生离子态氧的反应，因而有杀菌作用。
（四）磷酸戊糖途径的调控
?磷酸戊糖途径的速度主要受生物合成时
NADPH的需要所调节。 NADPH反馈抑制
6-P-葡萄糖脱氢酶的活性。
（ 五 ） 磷酸戊糖途径的发展
? 前面的磷酸戊糖途径建立于 1950～ 1955
年，又称为 F (for fat-cell)-PP（ Pentose
Pathway） 途径或经典 PP途径,
? 从 1965年到 1993年，科学家 证实 在动物
的肝细胞中，存在另外一条 PP途径，称
为 L(liver cell)-PP途径。
? L-PP与 F-PP的差异主要是非氧化阶段。
F-PP与 L-PP的主要差别,
? 中间产物不同,在 L-PP中出现了 Ara-5-P,
Oct-1,8-DP,She-1,7-DP和 Oct-8-P。
? 催化反应的酶不同,在 L-PP中还需要醛
缩酶（ Aldolase） 和磷酸转移酶
（ Phosphotransferase）。
二、糖异生 （ gluconeogenesis)
?概念：从非糖物质（如丙酮酸、
乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转
变成葡萄糖或糖原的过程。
?部位：肝、肾
Pyruvate PEP
① 丙酮酸羧化酶（位于线粒体），辅酶为生物素。
② 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶在线粒体和胞液中都存在,
C O O H
C O
C H 3
C O O H
C O
C H 2
C O O H
C O 2
A T P A D P
+ P i
①
C O O H
C
C H 2
O ～ P
G T P G D P
② C O 2
生物素的作用
丙酮酸到 PEP的转化途径
线粒体
丙 酮 酸
丙 酮 酸
草 酰 乙 酸
苹 果 酸
苹 果 酸
草 酰 乙 酸
磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸
T C A
N A D H + H
+
N A D
+
N A D
+
N A D H + H
+
G T P
C O
2
+ G D P
丙 酮 酸 羧 化 酶
P E P 羧 激 酶
GOT
F-1,6-BP F-6-P
C H
2
O
C O
C HH O
C O HH
C O HH
C H
2
O P
P
1,6-二磷酸果糖
F-1,6-BP
果糖二磷酸酶 -1 +
H2O
C H
2
O H
C O
C HH O
C O HH
C O HH
C H
2
O P
6-磷酸果糖
F-6-P
+ Pi
糖异生耗能
? 2丙酮酸 葡萄糖
? 2丙酮酸 2PEP,2 ATP× 2=4
? 2 3-P-甘油 酸 2 1,3-BP-甘油酸,
1 ATP × 2=2
?共计 6分子 ATP
糖异生的调节
A T P
A D P
H 2 O
A M P
糖 异 生
F - 6 - P
F - 1,6 - B P
P i
6 - 磷 酸 果 糖 激 酶 - 1
果 糖 二 磷 酸 酶 - 1 F - 2,6 - B P
( + )( - )
糖 酵 解
Glucose
G-6-P
己糖激酶 6-磷酸葡萄糖 磷酸酶 AMP
糖异生的调节
? 第二个底物循环,
A T P
A D P
H 2 O
A M P
糖 异 生
F - 6 - P
F - 1,6 - B P
P i
6 - 磷 酸 果 糖 激 酶 - 1
果 糖 二 磷 酸 酶 - 1 F - 2,6 - B P
( + )( - )
糖 酵 解
2,6-双磷酸果糖的水平
是肝内调节糖的分解或糖异
生反应方向的主要信号。
第三个底物循环
A D P
A T P
A l a
糖 异 生
P E P
丙 酮 酸
F - 1,6 - B P
( + )
丙 酮 酸 激 酶草 酰 乙 酸
丙 酮 酸 羧 化 酶
P E P 羧 激 酶
乙 酰 C o A
( + )
( - )
( - )
? 底物循环（ substrate cycle）, 作用物的
互变反应分别由不同的酶催化其单向反
应，这种互变循环称之为底物循环。当
两种酶活性相等时，则不能将代谢向前
推进，称之为无效循环。
糖异生的生理意义
1、维持血糖水平恒定。糖异生的主要原料
为乳酸、氨基酸及甘油。饥饿时主要为
氨基酸和甘油。
2、补充糖原储备
3、调节酸碱平衡
乳酸循环（ Cori循环）
肌肉 肝
G
丙酮酸
乳酸
糖酵解
NADH+H+
NAD+
乳酸 乳酸
丙酮酸
G
NAD+
NADH+H+
G
糖异生
血液
戊糖磷酸途及糖异生途径
一、戊糖磷酸途径
? In most animal tissues,the major catabolic
fate of glucose 6-phosphate is glycolytic
breakdown to pyruvate,much of which is then
oxidized via the citric acid cycle,ultimately
leading to the formation of ATP,
? Glucose 6-phosphate does have other
catabolic fates,however,which lead to
specialized products needed by the cell,Of
particular importance in some tissues is the
oxidation of glucose 6-phosphate to pentose
phosphates by the pentose phosphate
pathway
(一 )戊糖磷酸途径的发现
? 在组织中添加酵解抑制剂 碘乙酸 （抑制 3-P-甘油醛脱
氢酶）或 氟化物 （抑制烯醇化酶）等，葡萄糖仍可被
消耗；并且 C1更容易氧化成 CO2； 发现了 6-P-葡萄糖脱
氢酶和 6-P-葡萄糖酸脱氢酶及 NADP+； 发现了五碳糖、
六碳糖和七碳糖；说明葡萄糖还有其他代谢途径
（ 1931-1951）。
? 1953年阐述了磷酸戊糖途径（ pentose phosphate
pathway),简称 PPP途径，也叫磷酸己糖支路； 磷酸葡
萄糖酸氧化途径、已糖单磷酸旁路 (hexose
monophosphate shut HMS) 。
? 主要发生在肝脏、脂肪组织、哺乳期的乳腺、肾上腺
皮质、性腺、骨髓和红细胞等。
(二 )磷酸戊糖途径的反应
? 磷酸戊糖途径在细胞液中进行，全过程
分为不可逆的氧化阶段和可逆的非氧化
阶段。
? 氧化反应阶段, 生成 NADPH及 CO2；
?非氧化反应阶段,一系列基团的转移。
(三 )磷酸戊糖途径的生理意义
? 1,5-磷酸核糖的生成，此途径是葡萄糖在体
内生成 5-磷酸核糖的唯一途径，故命名为磷酸
戊糖通路。
? 体内需要的 5-磷酸核糖可通过磷酸戊糖通路的
氧化阶段不可逆反应过程生成，也可经非氧化
阶段的可逆反应过程生成，而在体内主要由氧
化阶段生成。
? 5-磷酸核糖是合成核苷酸辅酶及核酸的主要原
料，故损伤后修复、再生的组织 (如梗塞的心肌、
部分切除后的肝脏 )，此代谢途径都比较活跃。
? 2,NADPH+H+与 NADH不同，它携带的氢不
是通过呼吸链氧化磷酸化生成 ATP,而是作
为供氢体参与许多代谢反应，具有多种不同
的生理意义。
? 1)作为供氢体，参与体内多种生物合成反应，
例如脂肪酸、胆固醇和类固醇激素的生物合
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类化合物的肝、肾
上腺、性腺等组织中特别旺盛。
? 2)NADPH+H+是谷胱甘肽还原酶的辅酶，对维持
还原型谷胱甘肽 (GSH)的正常含量，有很重要的
作用,GSH能保护某些蛋白质中的巯基，如红细
胞膜和血红蛋白上的 SH基，因此缺乏 6-磷酸葡萄
糖脱氢酶的人，因 NADPH+H+缺乏,GSH含量过
低，红细胞易于破坏而发生溶血性贫血。
? 3)NADPH+H+参与肝脏生物转化反应，肝细胞内
质网含有以 NADPH+H+为供氢体的加单氧酶体系，
参与激素、药物、毒物的生物转化过程。
? 4)NADPH+H+参与体内嗜中性粒细胞和巨噬细胞
产生离子态氧的反应，因而有杀菌作用。
（四）磷酸戊糖途径的调控
?磷酸戊糖途径的速度主要受生物合成时
NADPH的需要所调节。 NADPH反馈抑制
6-P-葡萄糖脱氢酶的活性。
（ 五 ） 磷酸戊糖途径的发展
? 前面的磷酸戊糖途径建立于 1950～ 1955
年，又称为 F (for fat-cell)-PP（ Pentose
Pathway） 途径或经典 PP途径,
? 从 1965年到 1993年，科学家 证实 在动物
的肝细胞中，存在另外一条 PP途径，称
为 L(liver cell)-PP途径。
? L-PP与 F-PP的差异主要是非氧化阶段。
F-PP与 L-PP的主要差别,
? 中间产物不同,在 L-PP中出现了 Ara-5-P,
Oct-1,8-DP,She-1,7-DP和 Oct-8-P。
? 催化反应的酶不同,在 L-PP中还需要醛
缩酶（ Aldolase） 和磷酸转移酶
（ Phosphotransferase）。
二、糖异生 （ gluconeogenesis)
?概念：从非糖物质（如丙酮酸、
乳酸、甘油、生糖氨基酸等）转
变成葡萄糖或糖原的过程。
?部位：肝、肾
Pyruvate PEP
① 丙酮酸羧化酶（位于线粒体），辅酶为生物素。
② 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶在线粒体和胞液中都存在,
C O O H
C O
C H 3
C O O H
C O
C H 2
C O O H
C O 2
A T P A D P
+ P i
①
C O O H
C
C H 2
O ～ P
G T P G D P
② C O 2
生物素的作用
丙酮酸到 PEP的转化途径
线粒体
丙 酮 酸
丙 酮 酸
草 酰 乙 酸
苹 果 酸
苹 果 酸
草 酰 乙 酸
磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸
T C A
N A D H + H
+
N A D
+
N A D
+
N A D H + H
+
G T P
C O
2
+ G D P
丙 酮 酸 羧 化 酶
P E P 羧 激 酶
GOT
F-1,6-BP F-6-P
C H
2
O
C O
C HH O
C O HH
C O HH
C H
2
O P
P
1,6-二磷酸果糖
F-1,6-BP
果糖二磷酸酶 -1 +
H2O
C H
2
O H
C O
C HH O
C O HH
C O HH
C H
2
O P
6-磷酸果糖
F-6-P
+ Pi
糖异生耗能
? 2丙酮酸 葡萄糖
? 2丙酮酸 2PEP,2 ATP× 2=4
? 2 3-P-甘油 酸 2 1,3-BP-甘油酸,
1 ATP × 2=2
?共计 6分子 ATP
糖异生的调节
A T P
A D P
H 2 O
A M P
糖 异 生
F - 6 - P
F - 1,6 - B P
P i
6 - 磷 酸 果 糖 激 酶 - 1
果 糖 二 磷 酸 酶 - 1 F - 2,6 - B P
( + )( - )
糖 酵 解
Glucose
G-6-P
己糖激酶 6-磷酸葡萄糖 磷酸酶 AMP
糖异生的调节
? 第二个底物循环,
A T P
A D P
H 2 O
A M P
糖 异 生
F - 6 - P
F - 1,6 - B P
P i
6 - 磷 酸 果 糖 激 酶 - 1
果 糖 二 磷 酸 酶 - 1 F - 2,6 - B P
( + )( - )
糖 酵 解
2,6-双磷酸果糖的水平
是肝内调节糖的分解或糖异
生反应方向的主要信号。
第三个底物循环
A D P
A T P
A l a
糖 异 生
P E P
丙 酮 酸
F - 1,6 - B P
( + )
丙 酮 酸 激 酶草 酰 乙 酸
丙 酮 酸 羧 化 酶
P E P 羧 激 酶
乙 酰 C o A
( + )
( - )
( - )
? 底物循环（ substrate cycle）, 作用物的
互变反应分别由不同的酶催化其单向反
应，这种互变循环称之为底物循环。当
两种酶活性相等时，则不能将代谢向前
推进，称之为无效循环。
糖异生的生理意义
1、维持血糖水平恒定。糖异生的主要原料
为乳酸、氨基酸及甘油。饥饿时主要为
氨基酸和甘油。
2、补充糖原储备
3、调节酸碱平衡
乳酸循环（ Cori循环）
肌肉 肝
G
丙酮酸
乳酸
糖酵解
NADH+H+
NAD+
乳酸 乳酸
丙酮酸
G
NAD+
NADH+H+
G
糖异生
血液
