Via del pentoso fosfato Flashcards
Cos’è la via del pentoso fosfato?
Il glucosio può entrare nella via del pentoso fosfato che alla fine produce PENTOSO e NADPH.
Questa via è molto attiva nel tessuto adiposo perché qui avviene la sintesi degli acidi grassi che richiede NADPH.
Il NADPH è la NICOTINAMMIDE ADENINA DINUCLEOTIDE FOSFORILATO in posizione 2’ del ribosio. Nella forma ossidata l’anello nicotinico presenta una carica positiva sull’N che viene persa nella forma ridotta.
La via dei pentosi NON genera ATP e avviene nel CITOSOL
NAD⁺ e NADP⁺
Non sono intercambiabili dal punto di vista funzionale perché sono riconosciuti da enzimi specifici e sono coinvolti in processi diversi:
NADH si forma per consentire la FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA
NADPH utilizza l’energia per le BIOSINTESI RIDUTTIVE
Fasi della via del pentoso fosfato
FASE OSSIDATIVA IRREVERSIBILE: comprende le prime tre reazioni che trasformano il glucosio 6 P in ribulosio 5 P con liberazione di una molecola di CO₂ e produzione di 2 NADPH
FASE NON OSSIDATIVA REVERSIBILE: comprende una serie di reazioni reversibili di interconversione che portano alla produzione di 2 FRUTTOSIO 6 P e 1 GLICERALDEIDE 3 P che possono entrare nella glicolisi
Fase ossidativa irreversibile
Il GLUCOSIO 6 P con l’enzima GLUCOSIO 6 P DEIDROGENASI che utilizza NADP⁺ si OSSIDA per formare il 6 FOSFOGLUCONOδLATTONE. Il NADP⁺ si RIDUCE a NADPH che funge da REGOLATORE NEGATIVO: quando è in eccesso va a inibire la glucosio 6 P deidrogenasi (regolazione di feedback da prodotto). La reazione è ESOERGONICA (ΔG°’= -17.6KJ/mol).
Il 6 FOSFOGLUCONOδLATTONE con una LATTONASI che utilizza una molecola d’acqua si APRE ed espone al C1 il GRUPPO CARBOSSILICO che rappresenta il gruppo che si è ossidato formando il 6 FOSFOGLUCONATO (forma lineare).
Il 6 FOSFOGLUCONATO va incontro ad una reazione di DECARBOSSILAZIONE OSSIDATIVA catalizzata dalla 6 FOSFOGLUCONATO DEIDROGENASI che utilizza NADP⁺. In questa reazione il C1 viene DECARBOSSILATO e il C2 viene OSSIDATO formando RIBULOSIO 5 P oltre a NADPH CO₂
Destino del ribulosio 5 P
Nelle cellule in rapida divisione e in attiva crescita, il RIBULOSIO 5 P viene trasformato in RIBOSIO 5 P in una reazione catalizzata dalla RIBULOSIO 5 P ISOMERASI perché le cellule hanno bisogno di tutti i precursori per poter accrescere e dividersi.
Però le cellule hanno più bisogno del NADPH per i processi di biosintesi rispetto al ribosio 5 P per cui il ribulosio 5 P viene riciclato per fornire INTERMEDI METABOLICI che forniranno ENERGIA.
Quindi il RIBULOSIO 5 P viene convertito con la RIBULOSIO 5 P EPIMERASI in XILULOSIO 5 P.
Le reazione di isomerizzazione e epimerizzazione avvengono CONTEMPORANEAMENTE: da 3 molecole di RIBULOSIO 5 P si formano 2 XILULOSIO 5 P e 1 RIBOSIO 5 P. L’EPIMERASI ha un’EFFICIENZA CATALICA MAGGIORE dell’isomerasi per cui verrà prodotta una quantità maggiore di xilulosio 5 P.
Xilulosio 5 P e ribosio 5 P vengono utilizzare per ricostituire intermedi glicolitici che sono zuccheri a 6C
Reazione della transchetolasi/transaldolasi
In questa fase non ossidativa gli zuccheri vengono interconvertiti mediante gli enzimi TRANSALDOLASI (vengono trasferiti 3C) e TRANSCHETOLASI (vengono trasferiti 2C).
Uno zucchero chetoso donatore trasferisce il gruppo cheto/aldo ad un aldoso accettore. Di conseguenza il chetozucchero diventa aldozucchero e l’aldozucchero diventa chetozucchero
Fase non ossidativa
La prima molecola di XILULOSIO 5 P formato nella reazione precedente reagisce con il RIBOSIO 5 P in una reazione catalizzata dalla transchetolasi. Per cui lo xilulosio dona il gruppo cheto al ribosio portando alla formazione della GLICERALDEIDE 3 P (3C) e del SEDOEPTULOSIO 7 P (7C).
La GLICERALDEIDE 3 P e il SEDOEPTULOSIO 7 C reagiscono mediante la transaldolasi che trasferisce un gruppo a 3C dal S7P al G3P formando FRUTTOSIO 6 P (6C) e ERITROSIO 4 P (4C).
Il FRUTTOSIO 6 P può entrare nella GLICOLISI, ma l’ERITROSIO 4 P deve essere trasformato.
L’ERITROSIO 4 P reagisce con la seconda molecola XILULOSIO 5 P mediante la transchetolasi portando alla formazione di FRUTTOSIO 6 P e GLICERALDEIDE 3 P.
In questo modo con lo shunt dei pentosi si hanno 3 ingressi glicolitici oltre a produrre NADP
Destino fruttosio 6 P e gliceraldeide 3 P
Il FRUTTOSIO 6 P può entrare nella glicolisi oppure può isomerizzare a GLUCOSIO 6 P che può essere utilizzato per la produzione di NADPH nella via del pentoso fosfato.
La GLICERALDEIDE 3 P può entrare nella gluconeogenesi e formare il FRUTTOSIO 6 P che viene trasformato in GLUCOSIO 6 P che può entrare nella glicolisi o alimentare lo shunt dei pentosi
Lo shunt dei pentosi permette di produrre NADPH per le biosintesi riduttive ma anche metaboliti che possono essere utilizzati nella GLICOLISI o GLUCONEOGENESI
Quattro finalità della via dei pentosi
1.FABBISOGNO RIBOSIO 5 P > NADPH: reazioni inverse della transchetolasi e transaldolasi per rigenerare il ribosio 5 P da gliceraldeide 3 P e fruttosio 6 P
2.FABBISOGNO RIBOSIO 5 P = NADPH: glucosio 6 P forma NADPH e il ribulosio 5 P genera il ribosio 5 P
3.FABBISOGNO NADPH > RIBOSIO 5 P: glucosio 6 P forma NADPH, la via dei pentosi forma intermedi che entrano nella gluconeogenesi che produce glucosio
4.ATP E NADPH RICHIESTI: via dei pentosi produce NADPH e intermedi che entrano nella glicolisi e producono ATP
Glutatione
Lo shunt dei pentosi permette di mantenere ELEVATA la [GLUTATIONE] che esiste nella forma ridotta GSH e nelle forma ossidata GSSG (due molecole tenute insieme da un ponte disolfuro).
GSSG e NADPH reagiscono in una reazione catalizzata dalla GLUTATIONE REDUTTASI che opera la riduzione del GSSG e l’ossidazione del NADPH.
Il GSH è importante per LIMITARE lo STRESS OSSIDATIVO per cui serve una grande quantità di NADPH.
Durante la catena di trasporto degli elettroni si formano specie reattive dell’ossigeno che causano danni al livello delle proteine, dei lipidi e degli acidi nucleici. C’è un sistema di detossificazione che permette la rimozione delle specie radicaliche grazie al GSH. Una delle specie che si può formare è il radicale superossido che viene trasformato in acqua ossigenata dalla superossido dismutasi. L’acqua ossigenata è una specie reattiva che viene subito trasformata in acqua grazie al GSH che si ossida a GSSG con un enzima chiamato glutatione perossidasi. GSH va anche ad inibire l’utilizzo del radicale ossidrilico che forma dall’acqua ossigenata prevenendo i danni che può causare.
Il glutatione è un γGLUTAMIL CISTEINIL GLICINA cioè un tripeptide formato da acido glutammico, cisteina e glicina
