Percorsi delle fasi di Pentose e malattie correlate

il percorso dei pentosi fosfato, noto anche come esosi inoltro monofosfato, è una via metabolica fondamentale cui prodotto il ribosio necessario per le vie di sintesi dei nucleotidi e acidi nucleici, come il DNA, RNA, ATP, NADH, FAD e coenzima A. finale

Produce anche NADPH (nicotinamide adenina dinucleotide fosfato), utilizzato in varie reazioni enzimatiche. Questo percorso è molto dinamico e in grado di adattare i suoi prodotti in base ai bisogni momentanei delle celle.

L'ATP (adenosina trifosfato) è considerata la "valuta energetica" della cellula, poiché la sua idrolisi può essere accoppiata a una vasta gamma di reazioni biochimiche.

Allo stesso modo, l'NADPH è una seconda moneta di energia essenziale per la sintesi riduttiva di acidi grassi, la sintesi del colesterolo, la sintesi dei neurotrasmettitori, le reazioni fotosintesi e di disintossicazione, tra gli altri.

Sebbene NADPH e NADH siano simili nella struttura, non possono essere usati in modo intercambiabile nelle reazioni biochimiche. Il NADPH partecipa all'uso di energia libera nell'ossidazione di alcuni metaboliti per la biosintesi riduttiva.

Al contrario, l'NADH è coinvolto nell'uso di energia libera dall'ossidazione dei metaboliti per sintetizzare l'ATP.

indice

• 1 Storia e posizione
• 2 funzioni
• 3 fasi
  • 3.1 Fase ossidativa
  • 3.2 Fase non ossidativa
• 4 malattie correlate
• 5 riferimenti

Storia e posizione

Le indicazioni dell'esistenza di questa rotta sono iniziate nell'anno 1930 grazie all'investigatore Otto Warburg, a cui viene attribuita la scoperta del NADP⁺.

Alcune osservazioni hanno permesso la scoperta della via, in particolare la continuazione della respirazione in presenza di inibitori della glicolisi, come lo ione fluoruro.

Poi, nel 1950, gli scienziati Frank Dickens, Bernard Horecker, Fritz Lipmann ed Efraim Racker descrissero la via del pentoso fosfato.

I tessuti coinvolti nella sintesi di colesterolo e acidi grassi, come ghiandole mammarie, tessuto adiposo e reni hanno alte concentrazioni di enzimi del pentoso fosfato.

Anche il fegato è un tessuto importante per questa via: circa il 30% dell'ossidazione del glucosio in questo tessuto avviene grazie agli enzimi della via del pentoso fosfato.

funzioni

La via del pentoso fosfato è responsabile del mantenimento dell'omeostasi del carbonio nella cellula. Inoltre, il pathway sintetizza i precursori dei nucleotidi e delle molecole coinvolte nella sintesi degli aminoacidi (i blocchi strutturali di peptidi e proteine).

È la principale fonte di potere riducente per le reazioni enzimatiche. Inoltre, fornisce le molecole necessarie per le reazioni anaboliche e per i processi di difesa contro lo stress ossidativo. L'ultima fase della traccia è critica nei processi redox in situazioni di stress.

fasi

La via dei pentoso fosfati consiste di due fasi nel citosol delle cellule: ossidativo, NADPH generare l'ossidazione del glucosio-6-fosfato al ribosio-5-fosfato; e uno non ossidativo, che implica l'interconversione degli zuccheri di tre, quattro, cinque, sei e sette atomi di carbonio.

Questo percorso presenta reazioni condivise con il ciclo di Calvin e con il percorso di Entner-Doudoroff, che è un'alternativa alla glicolisi.

Fase ossidativa

fase di deidrogenazione ossidativa inizia con una molecola di glucosio-6-fosfato su carbone 1. Questa reazione è catalizzata da deidrogenasi glucosio-6-fosfato, che ha una alta specificità per NADP⁺.

Il prodotto di questa reazione è 6-fosfonoglucono-δ-lattone. Quindi, questo prodotto viene idrolizzato dall'enzima lattonasi per dare 6-fosfogluconato. Quest'ultimo composto viene assorbito dall'enzima 6-fosfogluconato deidrogenasi e diventa ribosato 5-fosfato.

Fosfopentosa isomerasi enzima catalizza la fase finale della fase ossidativa, che prevede la sintesi del ribosio 5-fosfato per isomerizzazione del ribulosio 5-fosfato.

Questa serie di reazioni produce due molecole di NADPH e una molecola di ribosio 5-fosfato per molecola di glucosio 6-fosfato che entra in questa via enzimatica.

In alcune cellule, i requisiti NADPH sono maggiori di quelli del ribosio 5-fosfato. Pertanto, transketolase e transaldolasi gli enzimi prendono il ribosio 5-fosfato e converte gliceraldeide 3-fosfato e fruttosio 6-fosfato, che porta alla fase non ossidative. Questi ultimi due composti possono entrare nella via glicolitica.

Fase non ossidativa

La fase inizia con una reazione di epimerizzazione catalizzata dall'enzima pentoso-5-fosfato epimerasi. Il ribosio-5-fosfato è assorbito da questo enzima e convertito in xilulosio-5-fosfato.

Il prodotto è preso dall'enzima transketolase di concerto con il pirofosfato coenzima tiamina (TPP) che catalizza il passaggio di xylulose 5-fosfato al ribosio-5-fosfato. Con il trasferimento di chetoso in aldosi, vengono prodotti gliceraldeide-3-fosfato e sedoeptilosio-7-fosfato.

Poi transaldolasi enzima trasferisce molecola C3 sedoheptulose 7-fosfato gliceraldeide-3-fosfato, che produce uno zucchero quattro atomi di carbonio (eritrosio-4-fosfato) e sei atomi di carbonio (fruttosio-6 fosfato). Questi prodotti sono in grado di alimentare il percorso glicolitico.

L'enzima agisce nuovamente transcetosala trasferire un xylulose C2 5-fosfato eritrosio-4-fosfato, che porta a fruttosio 6-fosfato e provocare gliceraldeide-3-fosfato. Come nella fase precedente, questi prodotti possono entrare nella glicolisi.

Questa seconda fase collega i percorsi che generano NADPH con i responsabili della sintesi di ATP e NADH. Inoltre, i prodotti fruttosio-6-fosfato e gliceraldeide-3-fosfato possono entrare nella gluconeogenesi.

Malattie correlate

Diverse patologie sono correlate alla via del pentoso fosfato, tra queste malattie neuromuscolari e diversi tipi di cancro.

La maggior parte degli studi clinici si concentra sulla quantificazione dell'attività della glucosio-6-fosfato deidrogenasi, poiché è l'enzima principale responsabile della regolazione del percorso.

Nelle cellule del sangue appartenenti a individui suscettibili di anemia, hanno una bassa attività enzimatica di glucosio-6-fosfato deidrogenasi. Al contrario, le linee cellulari correlate ai carcinomi nella laringe mostrano un'elevata attività enzimatica.

Il NADPH è coinvolto nella produzione del glutatione, una molecola chiave del peptide nella protezione contro le specie reattive dell'ossigeno, coinvolta nello stress ossidativo.

Tumori portano all'attivazione del pentoso e processi associati con metastasi, angiogenesi e risposte a trattamenti di chemioterapia e radioterapia.

D'altra parte, la malattia granulomatosa cronica si sviluppa quando c'è una carenza nella produzione di NADPH.

riferimenti

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