The způsob pentóz Fosfát, také známý jako derivace hexosy monofosfátu, je základní metabolická cesta, jejíž konečným produktem jsou ribózy, nezbytné pro syntézu nukleotidů a nukleových kyselin, jako je DNA, RNA, ATP, NADH, FAD a koenzym A.
Produkuje také NADPH (nikotinamid adenin dinukleotid fosfát), používaný při různých enzymatických reakcích. Tato cesta je velmi dynamická a je schopná přizpůsobit své produkty v závislosti na okamžitých potřebách buněk..
ATP (adenosintrifosfát) je považován za „energetickou měnu“ buňky, protože jeho hydrolýza může být spojena s celou řadou biochemických reakcí..
Stejně tak je NADPH nezbytnou měnou druhé energetické energie pro redukční syntézu mastných kyselin, syntézu cholesterolu, syntézu neurotransmiterů, fotosyntézu a detoxikační reakce..
Ačkoli NADPH a NADH mají podobnou strukturu, nelze je použít zaměnitelně v biochemických reakcích. NADPH se podílí na využití volné energie při oxidaci určitých metabolitů pro redukční biosyntézu.
Naproti tomu NADH se podílí na využívání volné energie z oxidace metabolitů k syntéze ATP..
Rejstřík článků
Náznaky existence této cesty začaly v roce 1930 díky výzkumníkovi Otto Warburgovi, který se zasloužil o objev NADP+.
Některá pozorování umožnila objevení cesty, zejména pokračování dýchání v přítomnosti inhibitorů glykolýzy, jako je fluoridový iont..
Poté v roce 1950 popsali vědci Frank Dickens, Bernard Horecker, Fritz Lipmann a Efraim Racker pentosovou fosfátovou cestu.
Tkáně podílející se na syntéze cholesterolu a mastných kyselin, jako jsou mléčné žlázy, tuková tkáň a ledviny, mají vysoké koncentrace enzymů pentózofosfátu..
Játra jsou také důležitou tkání pro tuto cestu: přibližně 30% oxidace glukózy v této tkáni nastává díky enzymům pentózo-fosfátové dráhy..
Dráha fosfátu pentózy je zodpovědná za udržování uhlíkové homeostázy v buňce. Podobně dráha syntetizuje prekurzory nukleotidů a molekul podílejících se na syntéze aminokyselin (stavební kameny peptidů a proteinů)..
Je hlavním zdrojem snížení energie pro enzymatické reakce. Kromě toho poskytuje molekuly nezbytné pro anabolické reakce a pro obranné procesy proti oxidačnímu stresu. Poslední fáze dráhy je kritická v redoxních procesech ve stresových situacích.
Cesta pentózo-fosfátu sestává ze dvou fází v buněčném cytosolu: oxidační, která generuje NADPH s oxidací glukóza-6-fosfátu na ribóza-5-fosfát; a neoxidační, který zahrnuje přeměnu cukrů se třemi, čtyřmi, pěti, šesti a sedmi uhlíky.
Tato cesta představuje reakce sdílené s Calvinovým cyklem as Entner-Doudoroffovou cestou, která je alternativou ke glykolýze..
Oxidační fáze začíná dehydrogenací molekuly glukózy-6-fosfátu na uhlíku 1. Tato reakce je katalyzována enzymem glukóza-6-fosfátdehydrogenázou, který má vysokou specificitu pro NADP+.
Produktem této reakce je 6-fosfonoglukon-5-lakton. Tento produkt se poté hydrolyzuje enzymem laktonázou za vzniku 6-fosfoglukonátu. Tato poslední sloučenina je absorbována enzymem 6-fosfoglukonátdehydrogenázou a stává se z ní ribulóza-5-fosfát.
Enzym fosfopentózo-izomeráza katalyzuje poslední krok oxidační fáze, která zahrnuje syntézu ribóza-5-fosfátu izomerací ribulóza-5-fosfátu.
Tato série reakcí produkuje dvě molekuly NADPH a jednu molekulu 5-fosfátu ribózy pro každou molekulu 6-fosfátu glukózy, která vstupuje do této enzymatické dráhy..
V některých buňkách jsou požadavky na NADPH vyšší než požadavky na ribóza-5-fosfát. Enzymy transketolasa a transaldoláza proto berou 5-fosfát ribózy a přeměňují ji na glyceraldehyd 3-fosfát a fruktózu 6-fosfát, čímž ustupují neoxidační fázi. Tyto poslední dvě sloučeniny mohou vstoupit do glykolytické dráhy.
Fáze začíná epimerizační reakcí katalyzovanou enzymem pentóza-5-fosfátová epimeráza. Ribulóza-5-fosfát je absorbován tímto enzymem a přeměněn na xyulóza-5-fosfát.
Produkt je absorbován enzymem transketolasou, který působí společně s koenzymem thiaminpyrofosfátem (TTP), který katalyzuje průchod xylulóza-5-fosfátu na ribóza-5-fosfát. S přenosem ketózy na aldózu se vyrábí glyceraldehyd-3-fosfát a sedoheptulosa-7-fosfát.
Enzym transaldolasa poté přenáší C3 z molekuly sedoheptulosa-7-fosfátu na glyceraldehyd-3-fosfát, čímž vzniká cukr se čtyřmi uhlíky (erythrosa-4-fosfát) a cukr se šesti uhlíky (fruktóza-6-fosfát). Tyto produkty jsou schopné napájet glykolytickou cestu.
Enzym transketosala opět působí na přenos C2 z xylulóza-5-fosfátu na erytrosa-4-fosfát, což vede k fruktóza-6-fosfátu a glyceraldehyde-3-fosfátu. Stejně jako v předchozím kroku mohou tyto produkty vstoupit do glykolýzy.
Tato druhá fáze spojuje cesty, které generují NADPH, s těmi, které jsou odpovědné za syntézu ATP a NADH. Kromě toho mohou produkty fruktóza-6-fosfát a glyceraldehyd-3-fosfát vstoupit do glukoneogeneze..
S pentózo-fosfátovou cestou, mezi těmito neuromuskulárními chorobami a různými typy rakoviny souvisejí různé patologie.
Většina klinických studií se zaměřuje na kvantifikaci aktivity glukóza-6-fosfátdehydrogenázy, protože je to hlavní enzym odpovědný za regulaci dráhy.
V krevních buňkách patřících jednotlivcům náchylným k anémii vykazují nízkou enzymatickou aktivitu glukóza-6-fosfátdehydrogenázy. Naproti tomu buněčné linie související s karcinomy v hrtanu vykazují vysokou aktivitu enzymu..
NADPH se podílí na produkci glutathionu, klíčové peptidové molekuly při ochraně před reaktivními formami kyslíku, podílí se na oxidačním stresu.
Různé typy rakoviny vedou k aktivaci pentózové dráhy a je spojena s procesy metastáz, angiogeneze a reakcí na chemoterapii a radioterapii..
Na druhou stranu se chronické granulomatózní onemocnění vyvíjí, když je nedostatek produkce NADPH.
Zatím žádné komentáře