Milena Skura gr.7

Temat: Cykl pentozofosforanowy- równanie ogólne i reakcje, znaczenie dla organizmu(połączenie z przemianami tłuszczów, steroidów i nukleotydów)

SZLAK PENTOZOFOSFORANOWY

Szlak pentozo fosforanowy (spięcie heksozomonofosforanowe) jest alternatywną drogą utleniania glukozy. Jest to proces wielocykliczny, w którym z 3 cząsteczek glukozo-6-fos-foranu powstają 3 cząsteczki CO2 i 3 reszty 5-węglowe. Te ostatnie zostają tak przetworzone, że regenerują się z nich 2 cząsteczki glukozo--6-fosforanu i wytwarza się 1 cząsteczka związku pośredniego glikolizy- gliceraldehydo-3-fosforanu. Ponieważ z 2 cząsteczek gliceral-dehydo-3-fosforanu może regenerować gluko-zo-6- fosforan. W szlaku pentozo fosfora- nowym może zachodzić całkowite utlenienie glukozy.

3 Glukozo-6-fosforan + 6 NADP⁺ 3 COa + 2 Glukozo-6-fosforan + Gliceraldehydo 3-fosforan + 6 NADPH ⁺ + 6H ⁺

ZNACZENIE DLA ORGANIZMU

Oznaczenia aktywności szlaku pentozo fosforanowego w różnych tkankach wskazują na jego znaczenie metaboliczne. Jest on aktywny w wątrobie, tkance tłuszczowej, korze nadnerczy, w tarczycy, erytrocytach, jądrze i w gruczole sutkowym w okresie laktacji. Wszystkie tkanki, w których ten szlak jest aktywny, zużywają NADPH do syntez redukujących, np. do syntezy kwasów tłuszczowych, steroidów, aminokwasów szlakiem dehydrogenazy glutaminianowej, albo zredukowanego glutationu w erytrocytach. Jest prawdopodobne, że obecność aktywnej lipogenezy albo układu zużywającego NADPH pobudza rozkład. glukozy w szlaku pentozo fosforanowym. Zużywanie NADPH dostarcza bowiem NADP, którego stężenie jest normalnie bardzo małe ze względu na nierównowagowy charakter pierwszych reakcji szlaku. Również synteza dehydrogenazy glukozo-6-fosforanowej i 6-fos-foglukonianowej może być indukowana przez insulinę wydzielaną w warunkach związanych ze „stanem sytości"

NUKLEOTYDY

Szlak pentozo fosforanowy dostarcza rybozy do syntezy nukleotydów i kwasów nukleinowych. Źródłem jest rybozo-5-fosforan. który reaguje z ATP, tworząc PRPP używany w biosyntezie nukleotydów. Tkanka mięśniowa ma bardzo niewielkie ilości dehydrogenaz glukozo-6-fosforanowej i 6-fosfoglukonianowej. Mięsień szkieletowy, podobnie jak większość innych tkanek, jest jednak zdolny do syntetyzowania rybozo-5-fos-foranu na potrzeby syntezy nukleotydów. Odbywa się to przez odwrócenie nie oksydacyjnego etapu szlaku pentozowo fosforanowego z użyciem fruktozo-6-fosforanu. Oznacza to, że nie jest konieczny kompletny funkcjonujący szlak pentozo fosforanowy, aby tkanka mogła syntetyzować fosforany rybozy. Ryboza nie jest znaczącym składnikiem krążącej krwi. Wobec tego tkanka musi sama zaspokajać zapotrzebowanie na ten ważny prekursor nukleotydów.

KWASY TŁUSZCZOWE Oksydacyjne reakcje szlaku pentozo fosforanowego są wiec głównym źródłem wodorów niezbędnych do redukcyjnej syntezy kwasów tłuszczowych.

KOLEJNE REAKCJE SZLAKU PENTOZOFOSFORANOWEGO

Enzymy szlaku pentozo fosforanowego znajdują się w cytozolu. Utlenianie, tak jak w glikolizie, odbywa się przez oswodorowanie, jednakże w przypadku szlaku pentozo fosforanowego akceptorem wodoru jest NADP, a nie NAD. Sekwencję reakcji szlaku można podzielić na 2 etapy:

• OKSYDACYJNY

• NIE OKSYDACYJNY

W pierwszym glukozo-6-fosforan ulega odwodorowaniu i dekarboksylacji, przechodząc w pentozę- rybulozo- 5-fosforan. W drugim etapie rybulozo-5-fosforan ulega przekształceniu z powrotem do 5glukozo-i-ibsforanu w całej serii reakcji, głównie z udziałem 2 enzymów.

ETAP OKSYDACYJNY -wytwarza NADPH

Reakcje fazy oksydacyjnej

Substraty	Produkty	Enzym	Opis
Glukozo-6-fosforan + NADP^+	→ 6-fosfoglukono-δ-lakton + NADPH+H^+	dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa	Utlenienie. Grupa hydroksylowa przy węglu 1 zostaje przekształcona w grupę ketonową, jednocześnie powstaje NADPH+H^+.
6-fosfoglukono-δ-lakton + H2O	→ 6-fosfoglukonian + H^+	6-glukonolaktonaza	Hydroliza
6-fosfoglukonian + NADP^+	→ rybulozo-5-fosforan + NADPH+H^+ + CO2	dehydrogenaza 6-fosfoglukonianowa	Oksydacyjna dekarboksylacja. Przyjmując elektron NADP^+ przekształca sie w następną cząsteczkę NADPH+H^+. Jednocześnie 6-węglowy łańcuch zostaje skrócony do 5-węglowego.

ETAP NIE OKSYDACYJNY- wytwarza prekursory rybozy

Podczas tej fazy rybulozo-5-fosforan zostaje przekształcony w rybozo-5-fosforan lub ulega wieloetapowym przekształceniom w metabolity glikolizy.

Reakcje fazy nie oksydacyjnej

Substraty	Produkty	Enzym	Opis
rybulozo-5-fosforan	→ rybozo-5-fosforan	izomeraza pentozofosforanowa	Izomeryzacja
rybulozo-5-fosforan	→ ksylulozo-5-fosforan	epimeraza pentozofosforanowa	Epimeryzacja
ksylulozo-5-fosforan + rybozo-5-fosforan	→ aldehyd 3-fosfoglicerynowy + sedoheptulozo-7-fosforan	transketolaza
sedoheptulozo-7-fosforan + aldehyd 3-fosfoglicerynowy	→ erytrozo-4-fosforan + fruktozo-6-fosforan	transaldolaza
ksylulozo-5-fosforan + erytrozo-4-fosforan	→ aldehyd 3fosfoglicerynowy + fruktozo-6-fosforan	transketolaza