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糖磷酸途徑是植物體中糖代謝的重要途徑，其主要生理功能是產(chǎn)生還原性的供生物合成需要的NADPH，以及可供核酸代謝的磷酸戊糖和氨基酸與脂肪酸合成的一些中間產(chǎn)物；同時(shí)在保持植物細(xì)胞的氧化還原平衡方面也起到非常重要的作用。葡萄糖-6-磷酸脫氫酶催化戊糖磷酸途徑的第一步不可逆氧化反應(yīng)，是關(guān)鍵性調(diào)控酶。動(dòng)物體內(nèi)G6PDH為X染色體連鎖遺傳，它的缺乏會(huì)導(dǎo)致紅細(xì)胞代謝紊亂、視網(wǎng)膜血管堵塞、酮病等，嚴(yán)重者會(huì)危及生命。而它的過表達(dá)會(huì)引起人體脂質(zhì)代謝異常，卻能增加果蠅的壽命。在植物中，許多研究者從多種途徑研究其與植物生長發(fā)育及各種環(huán)境脅迫的關(guān)系，以期更清楚地闡述戊糖磷酸途徑及該酶可能的生理功能。
G6PDH是磷酸戊糖途徑的限速酶，控制著這條途徑的碳流和還原力NADPH的產(chǎn)生。G6PDH催化產(chǎn)生的NADPH不僅為細(xì)胞內(nèi)某些生物大分子的生物合成提供了還原力，而且是還原型谷胱甘肽(Glutathione，GSH)再生的唯一還原力，因此G6PDH在細(xì)胞抵抗氧化脅迫的過程中起著重要的作用。
葡萄糖-6-磷酸脫氫酶的分離純化如下：在0.1mol/L的碳酸氫鈉溶液中，以溶脹法從酵母中提取胞內(nèi)酶.粗抽提液經(jīng)過60%～75%飽和度的硫酸銨鹽析，SephadexG-100凝膠柱層析。葡萄糖-6-磷酸脫氫酶的收得率為12.4%，純化倍數(shù)達(dá)51.2。實(shí)驗(yàn)方法為：
1）粗抽提液的制備：取150g啤酒酵母，加入240mL0.1mol/L的碳酸氫鈉溶液，40℃攪拌5h，5500r/min離心30min(4℃)，上清液即為粗抽提液.
2）酶的純化：用飽和度(質(zhì)量/體積百分比d)分別為50%、60%、65%、70%、75%、80%、85%的硫酸銨分段鹽析沉淀粗抽提液，離心收集沉淀物.取60%～75%飽和度的鹽析沉淀，溶于0.05mol/LTris-HCl(pH7.8)緩沖液中，上SephadexG-100凝膠層析柱(3cm×36cm)，用相同緩沖液洗脫(層析速度：0.6mL/min)。
3）酶活力的測定：于石英比色皿中加入3mL0.05mol/LTris-HCl緩沖液，30μL0.05mol/LNADP溶液，20μL1mol/LG-6-P溶液后混勻，再加入10μL酶液，快
速混勻后立即在340nm處測定吸光度變化值，計(jì)算酶活力.以每分鐘催化1μmol底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的酶量定義為一個(gè)酶活力單位(U)。
G6PD廣泛存在于人體各種細(xì)胞，是磷酸戊糖通路的限速酶，在此代謝過程中產(chǎn)生還原型煙酰胺膘呤二核苷酸磷酸(NADPH)，后者是所有類型細(xì)胞內(nèi)最重要的還原劑。尤其在紅細(xì)胞中，磷酸戊糖通路是NADPH的唯一來源，對氧化損傷的防御機(jī)制高度依賴于G6PD活性，因此G6PD缺陷患者的紅細(xì)胞極易受到氧化應(yīng)激的損害。
機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)主要包括過氧化氫酶、超氧化物岐化酶和谷胱甘肽。盡管所有的抗氧化系統(tǒng)對細(xì)胞的生存都很重要，但G6PD具有獨(dú)特的作用。
首先，谷胱甘肽和硫氧化還原蛋白系統(tǒng)在細(xì)胞內(nèi)具有重要的抗氧化功能。而NADPH是這兩個(gè)系統(tǒng)必需的重要底物，將氧化型的谷胱甘肽和硫氧化蛋白轉(zhuǎn)化為其還原型，從而發(fā)揮抗氧化作用。
其次，過氧化氫酶是細(xì)胞內(nèi)另一個(gè)重要的抗氧化酶，將過氧化氫轉(zhuǎn)化為水和氧，這一過程并不需要NADPH，但是過氧化氫酶上有特異性的NADPH結(jié)合位點(diǎn)，NADPH具有別構(gòu)效應(yīng)，結(jié)合后使過氧化氫酶保持在活化狀態(tài)。雖然細(xì)胞內(nèi)的NADPH合成還有其他來源，但研究發(fā)現(xiàn)G6PD是最主要的途徑，對于抗氧化系統(tǒng)的正常作用以及細(xì)胞的生存具有重要意義。因此，G6PD活性的降低以及NADPH的水平降低會(huì)直接影響這些抗氧化系統(tǒng)的正常功能，引起細(xì)胞和器官的損害。
[1] 高等植物葡萄糖-6-磷酸脫氫酶的研究進(jìn)展
[2] 葡萄糖-6-磷酸脫氫酶的分離純化
[3] 葡萄糖-6-磷酸脫氫酶在糖尿病及其并發(fā)癥中的作用及機(jī)制