Пентозне фазе и сродне болести



Тхе пут пентоза Фосфат, такође познат као девијација хексозе монофосфата, је основни метаболички пут који има рибозоме као коначни производ, неопходан за путеве синтезе нуклеотида и нуклеинских киселина, као што су ДНК, РНК, АТП, НАДХ, ФАД и коензим А.

Такође производи НАДПХ (никотинамид аденин динуклеотид фосфат), који се користи у разним ензимским реакцијама. Ова рута је веома динамична и способна да прилагоди своје производе у зависности од тренутних потреба ћелија.

АТП (аденозин трифосфат) се сматра "енергетском валутом" ћелије, јер се његова хидролиза може повезати са широким спектром биохемијских реакција..

На исти начин, НАДПХ је друга битна енергетска валута за редуктивну синтезу масних киселина, синтезу холестерола, синтезу неуротрансмитера, фотосинтезу и реакције детоксикације, између осталих..

Иако су НАДПХ и НАДХ сличне структуре, не могу се користити у биохемијским реакцијама. НАДПХ учествује у употреби слободне енергије у оксидацији одређених метаболита за редуктивну биосинтезу.

Насупрот томе, НАДХ је укључен у употребу слободне енергије из оксидације метаболита за синтезу АТП.

Индек

  • 1 Историја и локација
  • 2 Функције
  • 3 Фазе
    • 3.1 Оксидативна фаза
    • 3.2 Неоксидативна фаза
  • 4 Сродне болести
  • 5 Референце

Историја и локација

Индикације о постојању ове руте почеле су 1930. године захваљујући истраживачу Отту Варбургу, коме му се приписује откриће НАДП-а.+.

Одређена запажања су омогућила откривање пута, посебно наставак дисања у присуству инхибитора гликолизе, као што је флуоридни јон.

Онда су 1950. научници Френк Дикенс, Бернар Хорекер, Фриц Липан и Ефраим Ракер описали пут пентозног фосфата.

Ткива укључена у синтезу холестерола и масних киселина, као што су млечне жлезде, масно ткиво и бубрези, имају високе концентрације ензима пентозних фосфата.

Јетра је такође важно ткиво за овај пут: око 30% оксидације глукозе у овом ткиву настаје захваљујући ензимима пентозног фосфатног пута.

Функције

Пут пентоза фосфата је одговоран за одржавање хомеостазе угљеника у ћелији. Исто тако, пут синтетише прекурсоре нуклеотида и молекула укључених у синтезу аминокиселина (структурни блокови пептида и протеина).

То је главни извор смањења снаге за ензиматске реакције. Поред тога, обезбеђује потребне молекуле за анаболичке реакције и за одбрамбене процесе против оксидативног стреса. Последња фаза стазе је критична у редокс процесима у стресним ситуацијама.

Фазе

Пут пентозног фосфата се састоји од две фазе у ћелијском цитосолу: оксидативног, који генерише НАДПХ са оксидацијом глукоза-6-фосфата у рибоз-5-фосфат; и неоксидативно, што укључује интерконверзију шећера од три, четири, пет, шест и седам угљеника.

Овај пут представља заједничке реакције са Цалвиновим циклусом и са Ентнер-Доудорофф путањом, која је алтернатива гликолизи.

Оксидативна фаза

Оксидативна фаза почиње дехидрогенацијом молекула глукоза-6-фосфата на угљенику 1. Ова реакција се катализира ензимом глукоза-6-фосфат дехидрогеназа, који има високу специфичност према НАДП+.

Продукт ове реакције је 6-фосфоноглуконо-5-лактон. Затим се овај производ хидролизује ензимом лактоназом да би се добио 6-фосфоглуконат. Ово последње једињење преузима ензим 6-фосфоглуконат дехидрогеназа и постаје рибулоза 5-фосфат.

Ензим фосфопентоза изомераза катализира завршни корак оксидативне фазе, која укључује синтезу рибоз 5-фосфата изомеризацијом рибулозе 5-фосфата.

Ова серија реакција производи два молекула НАДПХ и један молекул рибозе 5-фосфата по молекулу глукозе 6-фосфата који улази у овај ензимски пут.

У неким ћелијама, НАДПХ захтеви су већи од оних код рибоза 5-фосфата. Стога, транскетолазни и трансалдолазни ензими узимају рибоза 5-фосфат и претварају га у глицералдехид 3-фосфат и фруктозу 6-фосфат, дајући место неоксидативној фази. Ова задња два једињења могу ући у гликолитички пут.

Неоксидативна фаза

Фаза почиње реакцијом епимеризације која је катализована ензимом пентоза-5-фосфатна епимераза. Рибулосе-5-фосфат се узима овим ензимом и конвертује у ксилулозе-5-фосфат.

Производ је прихваћен од ензима транскетолазе који делује заједно са коензимом тиамин пирофосфатом (ТТП), који катализује пролаз ксилулозе-5-фосфата у рибоз-5-фосфат. Са преносом кетозе на алдозу, производе се глицералдехид-3-фосфат и седохептулоза-7-фосфат..

Затим, ензим трансалдолаза преноси Ц3 из молекула седохептулоза-7-фосфата у глицералдехид-3-фосфат, који производи шећер са четири угљеника (еритроза-4-фосфат) и шећер од шест угљеника (фруктоза-6). -фосфат). Ови производи су способни за напајање гликолитичког пута.

Ензим транскетосала делује поново да пренесе Ц2 ксилулозе-5-фосфата у еритрозу-4-фосфат, што доводи до фруктоза-6-фосфата и глицералдехид-3-фосфата. Као иу претходном кораку, ови производи могу ући у гликолизу.

Ова друга фаза повезује путеве који генеришу НАДПХ са онима који су одговорни за синтезу АТП и НАДХ. Поред тога, производи фруктоза-6-фосфат и глицералдехид-3-фосфат могу ући у глуконеогенезу.

Сродне болести

Различите патологије се односе на пут пентозног фосфата, између ових неуромускуларних болести и различитих типова рака.

Већина клиничких студија се фокусира на квантификовање активности глукоза-6-фосфат дехидрогеназе, јер је главни ензим одговоран за регулацију пута.

У крвним ћелијама које припадају особама осјетљивим на анемију, оне имају ниску ензимску активност глукоза-6-фосфат дехидрогеназе. Насупрот томе, ћелијске линије које се односе на карциноме у ларинксу показују високу активност ензима.

НАДПХ је укључен у производњу глутатиона, кључног пептидног молекула у заштити од реактивних врста кисеоника, укључених у оксидативни стрес.

Различити типови рака доводе до активације пентозног пута и повезани су са метастазама, ангиогенезом и одговорима на хемотерапију и радиотерапијске третмане.

С друге стране, хронична грануломатозна болест се развија када постоји недостатак у производњи НАДПХ.

Референце

  1. Берг, Ј.М., Тимоцзко, Ј.Л., Стриер, Л (2002). Биоцхемистри. ВХ Фрееман
  2. Конагаиа, М., Конагаиа, И., Хорикава, Х., & Иида, М. (1990). Пентозни фосфатни пут у неуромускуларним болестима - процена активности мишићне глукозе 6-фосфат дехидрогеназе и садржаја РНК. Ринсхо ​​схинкеигак. Цлиницал неурологи, 30(10), 1078-1083.
  3. Ковалик, М.А., Цолумбано, А., & Перра, А. (2017). Појава пентозног фосфатног пута у хепатоцелуларном карциному. Границе у онкологији, 7, 87.
  4. Патра, К. Ц., & Хаи, Н. (2014). Пут пентозног фосфата и рак. Трендови у биохемијским наукама, 39(8), 347-354.
  5. Стинцоне, А., Пригионе, А., Црамер, Т., Вамелинк, М., Цампбелл, К., Цхеунг, Е., ... & Келлер, М.А. (2015). Повратак метаболизма: биохемија и физиологија пентозног фосфатног пута. Биологицал Ревиевс, 90(3), 927-963.
  6. Воет, Д., & Воет, Ј.Г. (2013). Биоцхемистри. Артмед Публисхер.