戊糖途径：阶段和相关疾病 - 生物学 - 2025

所述戊糖磷酸途径，也被称为己糖磷酸转移，是一个基本的代谢途径，其最终产品是核糖，必需的核苷酸和核酸合成途径，如DNA，RNA，ATP，NADH， FAD和辅酶A。

它还产生NADPH（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酯），用于各种酶促反应。该途径是非常动态的，并且能够根据细胞的瞬时需求来适应其产物。

ATP（三磷酸腺苷）被认为是细胞的“能量货币”，因为其水解作用可与多种生化反应结合。

同样，NADPH是脂肪酸还原合成，胆固醇合成，神经递质合成，光合作用和解毒反应等必不可少的第二能源。

尽管NADPH和NADH在结构上相似，但不能在生化反应中互换使用。NADPH在某些代谢物的氧化过程中参与了自由能的利用，以进行还原性生物合成。

相反，NADH参与了代谢物氧化过程中自由能的利用，从而合成了ATP。

历史和位置

1930年，研究人员奥托·沃伯格（Otto Warburg）才发现了这条道路的存在，他因发现NADP ⁺而获得了声誉。

某些观察结果允许发现该途径，特别是在存在糖酵解抑制剂（例如氟离子）的情况下继续呼吸。

然后，在1950年，科学家Frank Dickens，Bernard Horecker，Fritz Lipmann和Efraim Racker描述了磷酸戊糖途径。

参与胆固醇和脂肪酸合成的组织，例如乳腺，脂肪组织和肾脏，具有高浓度的戊糖磷酸酶。

肝脏也是该途径的重要组织：由于戊糖磷酸途径的酶，该组织中约30％的葡萄糖氧化发生。

特征

磷酸戊糖途径负责维持细胞中的碳稳态。同样，该途径合成参与氨基酸合成的核苷酸和分子的前体（肽和蛋白质的组成部分）。

它是降低酶促反应能力的主要来源。此外，它为合成代谢反应和防御氧化应激提供了必要的分子。该途径的最后阶段对于压力情况下的氧化还原过程至关重要。

相数

磷酸戊糖途径由细胞溶质中的两个阶段组成：一个氧化阶段，该阶段通过将6-磷酸葡萄糖氧化为5-核糖而生成NADPH。一种非氧化性糖，涉及三个，四个，五个，六个和七个碳糖的相互转化。

该途径呈现出加尔文循环和恩特纳-道多罗夫途径共有的反应，这是糖酵解的替代方法。

氧化相

氧化阶段始于葡萄糖1-磷酸6分子在碳1上的脱氢反应。该反应由葡萄糖6磷酸脱氢酶催化，该酶对NADP ⁺具有很高的特异性。

该反应的产物是6-膦酰基葡糖苷-δ-内酯。然后该产物被内酯酶水解，得到6-磷酸葡萄糖酸酯。后者化合物被6-磷酸葡糖酸脱氢酶吸收并变成核糖5-磷酸。

磷酸戊糖异构酶酶催化氧化阶段的最后一步，该步骤涉及通过核糖5-磷酸核糖异构化合成核糖5-磷酸。

这一系列反应为进入该酶促途径的每一个6-磷酸葡萄糖分子产生两个NADPH分子和一个5-磷酸核糖分子。

在某些电池中，对NADPH的要求要高于对5磷酸核糖的要求。因此，转酮醇酶和转醛缩酶的酶取5-磷酸核糖，然后将其转化为3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖，转为非氧化相。最后两种化合物可以进入糖酵解途径。

非氧化相

该阶段开始于戊糖5磷酸表异构酶酶催化的差向异构反应。这种酶吸收了5-磷酸核糖，并转化为5-磷酸木酮糖。

该产物被酶转酮醇酶吸收，该酶与辅酶硫胺素焦磷酸（TTP）一起起作用，后者催化5-木酮糖到5-磷酸核糖的通过。随着从酮症向醛糖的转移，产生了3-磷酸甘油醛和-7-磷酸七庚酯。

然后，酶转醛缩酶将C3从七磷酸七庚酯分子转移至3-磷酸甘油醛，生成四碳糖（四磷酸赤藓糖）和六碳糖（果糖6）。 -磷酸盐）。这些产品能够提供糖酵解途径。

转酮酶再次起作用以将C 2从5-磷酸木酮糖转移至-4-磷酸赤藓糖，产生6-磷酸果糖和-3-磷酸甘油醛。与上一步一样，这些产品可以进入糖酵解。

第二阶段将产生NADPH的途径与负责合成ATP和NADH的途径联系起来。此外，产物果糖6-磷酸和甘油醛-3-磷酸可进入糖异生。

相关疾病

在这些神经肌肉疾病和不同类型的癌症之间，不同的病理学与戊糖磷酸途径有关。

大多数临床研究都集中于量化6-磷酸葡萄糖脱氢酶的活性，因为它是负责调节该途径的主要酶。

在属于易患贫血的个体的血细胞中，它们呈现出较低的6-磷酸葡萄糖磷酸脱氢酶的酶活性。相反，与喉癌有关的细胞系表现出高的酶活性。

NADPH参与了谷胱甘肽的生产，谷胱甘肽是一种关键的肽分子，可保护人体免受活性氧的影响，并参与氧化应激。

不同类型的癌症导致戊糖途径的激活，并且与转移，血管生成以及对化学疗法和放射疗法的反应有关。

另一方面，当NADPH的产生缺乏时，会发展为慢性肉芽肿病。

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