Calea pentozo-fosfat

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Jump to navigation Jump to search
Reprezentare schematică a căii pentozo-fosfat

Calea pentozo-fosfat (denumită și șuntul pentozo-fosfat-hexozo-monofosfat)[1] este o cale metabolică alternativă de degradare a glucozei, cea principală fiind glicoliza. În urma acesteia se obțin echivalenți reduși de timpul NADPH (nicotinamid-adenin-dinucleotid-fosfat) și diverse pentoze (glucide cu cinci atomi de carbon), precum și riboză-5-fosfat (un precursor important al sintezei de nucleotide).

Calea pentozo-fosfat este alcătuită din două faze diferite. Prima fază, denumită faza oxidativă, este cea în care are loc generarea de NADPH, iar cea de-a doua fază este o etapă non-oxidativă de sinteză a glucidelor cu cinci atomi de carbon. Pentru majoritatea organismelor, calea pentozo-fosfat se desfășoară la nivel citosolic, iar la plante are loc în plastide.[2][1]

În mod similar glicolizei, se consideră că această cale metabolică își are originile evolutive în trecutul îndepărtat. Reacțiile caracterisitice căii sunt în marea majoritate catalizate de enzime specifice, totuși unele se pot desfășura și fără cataliza enzimatică, ci doar în prezența unor ioni metalici, precum ionii feroși (Fe2+).[3]

Importanță[modificare | modificare sursă]

În urma reacțiilor din calea pentozo-fosfat se obțin următorii produși de reacție:[1]

  • Echivalenți reducători, sub formă de nicotinamid-adenin-dinucleotid-fosfat redus (NADPH), cu un rol esențial în reacțiile biosintetice reductive ce au loc în celulă (cum ar fi, de exemplu, sinteza acizilor grași).
  • Riboză-5-fosfat (R5P), utilizat în sinteza de nucleotide și acizi nucleici.
  • Eritroză-4-fosfat (E4P), utilizat în sinteza de aminoacizi aromatici.

Una dintre utilizările NADPH la nivel celular este prevenirea stresului oxidativ. Acestea reduce glutationul cu ajutorul glutation-reductazei, iar glutationul convertește specia foarte reactivă H2O2 (peroxid de hidrogen) la H2O cu ajutorul glutation-peroxidazei. În lipsa acestuia, H2O2 ar fi convertit la radicali liberi hidroxil, care atacă celula. Eritrocitele, de exemplu, generează o cantitate mare de NADPH ca urmare a căii pentozo-fosfat, cu scopul de a-l utiliza pentru reducerea glutationului.

Secvența de reacții[modificare | modificare sursă]

Faza oxidativă[modificare | modificare sursă]

În această fază, două molecule de NADP+ sunt reduse la NADPH, utilizând energia furnizată de conversia glucoză-6-fosfatului la ribuloză-5-fosfat.

Faza oxidativă a căii pentozo-fosfaților.
Glucoză-6-fosfat (1), 6-fosfoglucono-δ-lactonă (2), 6-fosfogluconat (3), ribuloză-5-fosfat (4)

Secvența de reacții a acestei faze se regăsește în tabel:

Reactanți Produși Enzima Descriere
Glucoză-6-fosfat + NADP+ 6-fosfoglucono-δ-lactonă + NADPH Glucoză-6-fosfat-dehidrogenază Dehidrogenare.
6-fosfoglucono-δ-lactonă + H2O 6-fosfogluconat + H+ 6-fosfogluconolactonază Hidroliză
6-fosfogluconat + NADP+ ribuloză-5-fosfat + NADPH + CO2 6-fosfogluconat-dehidrogenază Decarboxilare oxidativă. NADP+ este acceptorul de electron, generând o altă molecule de NADPH, o moleculă de CO2 și ribuloză-5-fosfat.

Reacția totală a acestui proces este:

Glucoză-6-fosfat + 2 NADP+ + H2O → ribuloază-5-fosfat + 2 NADPH + 2 H+ + CO2

Faza neoxidativă[modificare | modificare sursă]

Faza neoxidativă a căii pentozo-fosfaților
Reactanți Produși Enzime
ribuloză-5-fosfat riboză-5-fosfat Riboză-5-fosfat-izomerază
ribuloză-5-fosfat xiluloză-5-fosfat ribuloză-5-fosfat-3-epimerază
xiluloză-5-fosfat + riboză-5-fosfat gliceraldehid-3-fosfat + sedoheptuloză-7-fosfat transcetolază
sedoheptuloză-7-fosfat + gliceraldehid-3-fosfat eritroză-4-fosfat + fructoză-6-fosfat transaldolază
xiluloză-5-fosfat + eritroză-4-fosfat gliceraldehid-3-fosfat + fructoză-6-fosfat transcetolază

Reacția totală a acestui proces este: 3 Ribuloză-5-fosfat → 1 riboză-5-fosfat + 2 xiluloză-5-fosfat → 2 fructoză-6-fosfat + gliceraldehid-3-fosfat

Reglarea căii[modificare | modificare sursă]

Vezi și[modificare | modificare sursă]

Referințe[modificare | modificare sursă]

  1. ^ a b c „Căile alternative de degradare a glucozei: Calea pentozo-fosfaților.pdf” (PDF), Library.usmf.md, accesat în  
  2. ^ Kruger, Nicholas J; von Schaewen, Antje (). „The oxidative pentose phosphate pathway: structure and organisation”. Current Opinion in Plant Biology. 6 (3): 236–246. doi:10.1016/S1369-5266(03)00039-6. Accesat în . 
  3. ^ Keller, Markus A.; Turchyn, Alexandra V.; Ralser, Markus (). „Non-enzymatic glycolysis and pentose phosphate pathway-like reactions in a plausible Archean ocean”. Molecular Systems Biology. 10 (4): 725–725. doi:10.1002/msb.20145228. PMC 4023395Accesibil gratuit. PMID 24771084. Accesat în .