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METABOLISMO
INTERMEDIARIO 2Ruta oxidativa de las Pentosas Fosfato
Vía del Fosfogluconato
Desviación de las Hexosas Monofosfato
Una ruta multifuncional
1. Sirve para generar poder reductor en forma de NADPH, que será utilizado en biosíntesis, especialmente de en el hígado, en la glándula mamaria y en la corteza adrenal, que realizan la síntesis reductora de los ácidos grasos y de los esteroides a partir del acetil-CoA. (Virtualmente inexistente en músculo esquelético)
2. Conversión de hexosas en pentosas, especialmente en D-ribosa-5-fosfato (precursor de la síntesis de nucleótidos)
3. Degradación oxidativa de las pentosas para convertirlas en hexosas (siendo éstas sustrato glucolítico)
(En vertebrados)
1. Síntesis de carbohidratos durante la fase oscura de la fotosíntesis en plantas, algas y ciertos microorganismos
Generalidades
• Ruta divergente
• Ocurre en el citoplasma de células animales
• Más de un producto final
• Los productos dependen de la actividad fisiológica de las
células
• Consta de dos fases: 1) oxidativa y 2) no oxidativa
Fase oxidativa
• Consiste en la oxidación y descarboxilación
de la glucosa-6-fosfato
• Los productos son 2 NADPH y ribulosa-5-
fosfato (una pentosa fosfato)
•El sustrato sufre
deshidrogenación en
el carbono 1
Oxidación e hidrólisis
Esta reacción es catalizada por la
glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (=
Zwischenferment), una
deshidrogenasa específica para
NADP+
•La lactona es sustrato de una
lactonasa específica que hidroliza
el enlace éster (la lactona)
abriendo la cadena
Descarboxilación oxidativa
• La enzima: fosfogluconato deshidrogenasa
• El sustrato: 6-fosfogluconato; una fosfohexosa
• Producto: ribulosa-5-fosfato (Ru5P); una
cetopentosa
• Reacción: oxidación del hidroxilo en el C3 para
dar una cetona
• La oxidación promueve la pérdida del carboxilo del C1
en forma de CO2.
• El aceptor de electrones: NADP+
La reducción del NADP+
(igual que del NAD+)
implica la transferencia
de 2e más 1H+ a la
parte de nicotinamida
Descarboxilación estimulada por la oxidación
Oxidación
en el C3
Formación de una
cetopentosa
La isomerización de la Ru5P
• Si es catalizada por la
epimerasa (cambia la
posición del –OH), da
inicio a la fase no oxidativa
de la ruta.
• Si es catalizada por la
isomerasa (cambio de
grupo funcional de cetosa
en aldosa) aporta el
precursor de la síntesis de
nucleótidos
Epimerización de la Ru5P
• Es una isomerización
reversible en el C3 que
produce xilulosa-5-
fosfato
• En muchos tejidos la
ruta termina aquí
• La reacción global es
entonces:
Fase no oxidativa
• Reestructuración de los esqueletos de carbono para
obtener distintos monosacáridos
• Requiere de tres enzimas adicionales
• Ribulosa-5-fosfato 3-epimerasa (isomerasa)
• Transcetolasa (transferasa)
• Transaldolasa (transferasa)
• Productos múltiples
Reacciones no oxidativas• Con las pentosas fosfato formadas en la fase oxidativa,
hay reacomodo de átomos de carbono y condensaciones.
• Las transferasas combinan una molécula donadora de grupo ceto o aldehído al aceptor apropiado.
5+5=3+7: operación de la transcetolasa
1. Combina dos pentosas: una cetosa más
una aldosa y el resultado es una triosa + una
heptosa (10 carbonos en juego)
2. En la reacción participa el pirofosfato de tiamina como coenzima a la cual
se une la Xu5P (una cetosa) para poder romperla y convertir el fragmento de
2C en donador del grupo ceto y liberar una aldosa (G3P)
La transaldolasa actúa después de la
transcetolasa: 7+3=4+6
• La sedoheptulosa (de 7C) es partida en una tetrosa-P y una triosa.
• La triosa (un residuo de dihidroxiacetona) acepta al aldehído (del gliceraldehído-3-fosfato) para formar una hexosa (F6P)
• En el sitio activo de la transaldolasa se encuentra una lisina a la cual se une el carbono carbonílico de la heptosa para favorecer su escisión.
Este carbono acepta el grupo aldehído
del G3P
Resultado final
• Partiendo pentosas-P se obtienen triosas-P, tetrosas-P, heptosas-P y hexosas-P
• Si hay demanda de hexosas-fosfato, entonces el producto neto es glucosa-6P y fructosa-6P
Funciones de la ruta
Un ruta cíclica que genera poder
reductor para la biosíntesis en
citoplasma
Un ruta lineal netamente
oxidativa (de hexosas y/o de
pentosas) para la obtención de
energía química.
Un ruta lineal que aporta esqueletos
de carbono para síntesis de
nucleótidos y poder reductor
Regulación de la ruta
• La reacción de la glucosa-6-fosfato deshidrogenasaconstituye el paso limitante.
• Esta enzima está regulada por la disponibiliad del NADP+
• Siempre que el NADPH sea utilizado en vías de síntesis reductora, los aumentos en la concentración de NADP+
estimulan la ruta de las pentosas fosfato para regenerar el NADPH.
Biosíntesis de lípidos
NADP+ NADPH