Madame Lelica

Imaginea: „oxidativer Teil des Pentosephosphatweges” de Yikrazuul. De licență: Domeniul Public

Definitie

fosfat pentoză poate fi mentionat ca pentoză-fosfat ciclu, phosphogluconate cale, hexoze monofosfat ciclu, sau Warburg-Dickens-Horecker șunt., Toate acestea înseamnă același lucru: furnizarea de NADPH și pentoze care pot fi utilizate în alte căi biochimice.NADPH se găsește în principal în țesuturile în care procesele biosintetice sunt importante, ceea ce înseamnă că în aceste țesuturi, calea fosfatului de pentoză este necesară pentru a genera NADPH prin reducerea glucozei. Exemple sunt hepatocitele și adipocitele, care sintetizează acizii grași sau ovarele, testiculele și cortexul suprarenale, care sintetizează steroizii.,în plus față de sinteza acizilor grași, NADPH este, de asemenea, necesar pentru biosinteza colesterolului, neurotransmițătorilor și nucleotidelor prin fosforibozil-pirofosfat (PRPP). Mai mult, reductazele dependente de NADPH sunt implicate în detoxifierea țesuturilor și sunt utilizate în continuare în reducerea glutationului în eritrocite. Calea fosfatului de pentoză poate fi împărțită în 2 faze distincte: o primă fază oxidativă și o a doua fază neoxidantă (reductivă). Ambele procese apar exclusiv în citoplasmă.,

Faza oxidativă

În prima fază oxidativă a căii fosfat de pentoză, glucoza este oxidată pentru a genera 2 molecule de NADPH. Acest pas este în esență ireversibil și pasul de comitere, deoarece reacțiile sunt puternic exergonice.

Imaginea: ‘Oxidativ Faza de Yikrazuul. Licență: domeniul public

prima reacție

metabolitul inițial al căii de fosfat de pentoză este glucoza-6-fosfat, 2 NADP+ și H2O., Faza oxidativă începe cu dehidrogenarea la atomul C1 de glucoză-6-fosfat, o reacție catalizată de glucoză-6-fosfat dehidrogenază (G6PD). Produsul de reacție este 6-fosfogluconolactona. În schimb, NADP+ este redus la NADPH în timpul acestui proces.

A doua reacție

6-fosfogluconolactona este hidrolizată la 6-fosfogluconat de o enzimă specifică numită lactonază.,decarboxilarea oxidativă a 6-fosfogluconatului prin gluconat-6-fosfat dehidrogenază produce 3-ceto-6-fosfogluconat, care este transformat în ribuloză-5-fosfat, un substrat pentru reacțiile neoxidative și NADPH.

Faza neoxidantă

această a doua fază neoxidantă este reversibilă și reductivă. Produce pentoze utilizate în sinteza nucleotidelor și catalizează interconversia zaharurilor 3, 4, 5, 6 și 7-carbon. Aceasta, la rândul său, poate duce la intermediari, care, de exemplu, pot intra în glicoliză.,

Imaginea: ‘non-oxidativ pași de fosfat pentoză’ de Yikrazuul. De licență: (CC BY-SA 3.0)

Prima Reacție

Ribulozo-5-fosfat generate în faza de oxidare este parțial convertit la xylulose-5-fosfat, catalizată de către ribulozo-5-fosfat epimerază, și parțial izomerizați de enzima phosphopentose izomeraza (riboză-5-fosfat izomeraza) pentru riboză-5-fosfat.,

A doua reacție

cei 2 carbohidrați C5 rezultați sunt acum necesari pentru următoarea etapă: xiluloza-5-fosfat servește ca donator de C2. Enzima transketolază transferă 2 fragmente de carbon la pentoză riboză-5-fosfat, care produce gliceraldehidă-3-fosfat și sedoheptuloză-7-fosfat.,

a Treia Reacție

Cele 2 produse din etapa anterioară continua să transfer de carbon fragmente: enzima transaldolase transferuri 3 atomi de carbon din sedoheptulose-7-fosfat la gliceraldehid-3-fosfat; astfel, 2 noi carbohidrati sunt generate de: erythrose-4-fosfat și fructoză-6-fosfat.

de-a Patra Reacție

Acest pas este, de asemenea, catalizată de o transketolase; împreună cu erythrose-4-fosfat, generat în cea de-a treia reacție, un alt xylulose-5-fosfat este folosit pentru a genera un alt fructoză-6-fosfat și o suplimentare de gliceraldehid-3-fosfat.,în cele din urmă, aceasta înseamnă că 3 molecule de riboză-5-fosfat pot genera 2 molecule de fructoză-6-fosfat și 1 moleculă de gliceraldehidă-3-fosfat, care pot fi introduse în calea glicolitică. Mai mult, fructoza-6-fosfat poate fi transformată înapoi în glucoză-6-fosfat și intră într-o nouă cale de fosfat de pentoză.,

Regulamentul Mecanisme de Fosfat Pentoză

cererea și disponibilitatea de diferite produse de reacție, intermediari, și substraturi (începând de reactanți) din calea determina care parte din fosfat pentoză este operativ și cât de repede este parte. Cel mai important factor de reglementare este concentrația intracelulară NADP+.într-o celulă cu niveluri scăzute de NADP+, dehidrogenarea glucozei-6-fosfatului este inhibată, ceea ce înseamnă că nu se produce aproape niciun NADPH., Numai atunci când NADPH este necesar pentru reacțiile de biosinteză reductivă, este prima fază a căii fosfatului de pentoză activă. Se presupune că insulina upreglează rata de transcriere a gliceraldehidei-3-fosfat dehidrogenazei, care amplifică prima etapă a căii fosfat de pentoză.în timp ce concentrația de NADP+ are în principal un efect asupra primei faze a căii de fosfat de pentoză, concentrațiile diferitelor substraturi tind să influențeze a doua fază.,deoarece calea fosfatului de pentoză și calea glicolitică sunt conectate direct și definite printr-o interacțiune coordonată sau schimb de molecule diferite între ele, ieșirea căii fosfatului de pentoză este determinată de nevoile celulei. Patru situații metabolice diferite sunt descrise după cum urmează:

dacă celula, de exemplu, necesită multe nucleotide pentru sinteza ADN, trebuie să genereze o cantitate mare de riboză-5-fosfat., Pentru aceasta, celula poate inversa reacțiile descrise mai sus și, folosind ATP, poate genera 3 molecule de riboză-5-fosfat din 2 molecule de fructoză-6-fosfat și 1 moleculă de gliceraldehidă-3-fosfat.dacă celula necesită atât riboză-5-fosfat, cât și NADPH, se declanșează faza oxidativă a căii fosfat de pentoză, formând 2 molecule de NADPH și 1 moleculă de riboză-5-fosfat din 1 moleculă de glucoză-6-fosfat.,

în Cazul în care celula are nevoie de o cantitate mare de NADPH pentru reductivă biosinteza, se va folosi produse de reacție de-a doua faze de fosfat pentoză, gliceraldehid-3-fosfat și fructoză-6-fosfat, convertindu-le înapoi în glucoză-6-fosfat și hrănirea lor în fosfat pentoză. În acest fel, 1 moleculă de glucoză-6-fosfat poate converti 12 NADP+ în NADPH.,

în Cazul în care celula are nevoie de ambele NADPH și ATP, produse de fosfat pentoză, și anume fructoză-6-fosfat gliceraldehid-3-fosfat, va intra în căii glicolitice (mai degrabă decât revenirea la glucoză-6-fosfat). Thud, 3 molecule de glucoză-6-fosfat pot fi transformate în 5 molecule de piruvat, 6 NADPH și 8 ATP.după cum sa menționat mai sus, NADPH generat în calea fosfatului de pentoză joacă un rol cheie în apărarea antioxidantă (detoxifierea celulară), deoarece reduce glutationul oxidat., Glutationul este o tripeptidă care reduce speciile reactive de oxigen și, astfel, combate așa-numitul stres oxidativ care provoacă multe boli.dacă calea fosfatului de pentoză nu funcționează corect, de exemplu în cazul unui deficit de G6PD, se generează o cantitate insuficientă de NADPH. Deoarece calea fosfatului de pentoză este singura sursă de glutation redus în eritrocite, aceasta duce la dezintegrarea celulelor; astfel, persoanele cu deficit de G6PD sunt expuse riscului de anemie hemolitică. Prezentarea clinică asociată se numește Favism.,cu toate acestea, deficitul de G6PD conferă protecție naturală împotriva malariei, deoarece paraziții patogeni necesită glutation redus pentru creșterea lor. Acest avantaj selectiv explică de ce această deficiență genetică este răspândită în Africa Subsahariană și în regiunea mediteraneană.