tema vi. síntesis de las pentosas fosfato generalidades

TEMA VI. SÍNTESIS DE LAS PENTOSAS FOSFATO
GENERALIDADES
Profra: Laura Carmona Salazar
Este material es exclusivamente para uso educativo y no de lucro
INGESTA RICA
EN CARBOHIDRATOS
1) MOVILIZACIÓN DE GLUCOSA
DEL TORRENTE SANGUÍNEO
2) METABOLISMO DE LA GLUCOSA
INGESTA RICA EN CARBOHIDRATOS
PIRUVATO
DURANTE EL AYUNO
ES
IS
OG
ÉN
GL
UC
ON
E
GLUCÓLISIS
GLUCÓGENO
O
S
LA FAT
DE OS
TA S F
RU SA
O
NT
PE
SÍ
G NTE
LU
S
CÓ IS
DE
G
EN
O
GLUCOSA
NADPH
RIBOSA 5-FOSFATO
RUTA OXIDATIVA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
(RUTA DEL FOSFOGLUCONATO O
RUTA DE LA HEXOSA MONOFOSFATO)
PERMITE LA OXIDACIÓN Y DESCARBOXILACIÓN DE LA
GLUCOSA 6-FOSFATO EN LA POSICIÓN C-1, REDUCIENDO
EL NADP+ A NADPH Y FORMANDO PENTOSAS FOSFATO
ES UNA VÍA CITOSÓLICA
OBJETIVOS:
1) DISPONER DE UNA FUENTE DE PODER REDUCTOR
(NADPH) PARA UTILIZARLO EN LA BIOSÍNTESIS
2) LA FORMACIÓN DE RIBOSA 5-FOSFATO
PRECURSOR DE SÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOS Y
ÁCIDOS NUCLEICOS
ESQUEMA GENERAL DE LAS PENTOSAS FOSFATO
LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO CONSTA DE DOS
ETAPAS:
I. LA OXIDATIVA QUE GENERA NADPH Y RIBOSA
5-FOSFATO
II. LA NO OXIDATIVA QUE INTERCONVIERTE LOS
AZÚCARES FOSFORILADOS
VISIÓN GENERAL DE LAS DOS ETAPAS DE LA VÍA DE LAS PENTOSAS FOSATO
1ª ETAPA (oxidativa)
GLUCOSA 6-FOSFATO
2 NADP+
2 NADPH
RIBULOSA 5-FOSFATO
RIBOSA 5-FOSFATO (C5)
GAP (C3)
FRUCTOSA 6-FOSFATO (C6)
XILULOSA 5-FOSFATO (C5)
SEDOHEPTULOSA 7-FOSFATO (C7)
ERITROSA 4-FOSFATO (C4)
FRUCTOSA 6-FOSFATO (C6)
2ª ETAPA (no oxidativa)
XILULOSA
5-FOSFATO
(C5)
GAP (C3)
1ª ETAPA OXIDATIVA
Glucosa 6-fosfato + 2 NADP+ + H2O
RIBOSA 5-FOSFATO + 2 NADPH
+ 2H+ + CO2
2ª ETAPA NO OXIDATIVA
Interconversión de azúcares de tres, cuatro, cinco, seis y siete carbonos en una
serie de reacciones no oxidativas que conducen a la síntesis de azúcares
de cinco carbonos para la biosíntesis de nucleótidos o para intermediarios
de la glucólisis
δ-lactona para
ETAPA OXIDATIVA.- La glucosa 6-fosfato se oxida a 6-fosfoglucono-δ
generar una molécula de NADPH.La lactona producto se hidroliza formando 6-fosfogluconato, el cual se descarboxila y oxida para formar D-ribulosa 5-fosfato y
generar una segunda molécula de NADPH.
2)
4)
Lactonasa
1)
Fosfopentosa
isomerasa
Glucosa
6-fosfato
Glucosa
6-fosfato
deshidrogenasa
6-Fosfogluconato
3)
D-Ribosa
5-fosfato
6-Fosfogluconato
deshidrogenasa
6-Fosfogluconoδ-lactona
D-Ribulosa
5-fosfato
LA GLUCOSA 6-DESHIDROGENASA ES UN DÍMERO DE DÍMEROS (TETRAMERO)
UNIÓN DEL NADPH
A LA GLUCOSA 6-FOSFATO
DESHIDROGENASA
A TRAVÉS DEL PLIEGE
DE ROSSMANN
¿PARA QUÉ SIRVE EL PODER REDUCTOR (NADPH)?
PROCESOS QUE REQUIEREN NADPH:
SÍNTESIS
Biosíntesis de ácidos grasos
Biosíntesis de esteroles
Biosíntesis de neurotransmisores
Biosíntesis de nucleótidos
DETOXIFICACIÓN
Reducción del glutatión oxidado
Citocromo P450 monooxigenasa
PARA LA SÍNTESIS DE
NUCLEÓTIDOS
SE REQUIERE
PODER REDUCTOR
(NADPH)
Y
RIBOSA 5-FOSFATO
¿QUIÉNES REALIZAN ESTA RUTA METABÓLICA?
AQUELLOS QUE UTILIZAN LAS PENTOSAS:
Células en rápida división, como las de MÉDULA ÓSEA
Y MUCOSA INTESTINAL
AQUELLOS QUE UTILIZAN EL PODER REDUCTOR:
Tejidos que llevan a cabo activamente síntesis de ácidos
grasos
(HÍGADO, ADIPOSO, GLÁNDULA MAMARIA LACTANTE)
Tejidos que llevan a cabo activamente síntesis de colesterol
(HÍGADO, GLÁNDULA ADRENAL, GÓNADAS)
Células que están expuestas al oxígeno
(ERITROCITOS Y CÉLULAS DEL CRISTALINO)
Radical superóxido .O2Peróxido de hidrógeno H2O2
Radical hidroxilo libre .OH
ÁCIDO ASCÓRBICO
GLUTATIÓN REDUCIDO
EL NADPH Y EL GLUTATIÓN PROTEGEN A LA CÉLULA FRENTE A ESPECIES
REACTIVAS DE OXÍGENO
PARA
REGENERAR
LA POZA DE
GLUTATIÓN
REDUCIDO
SE REQUIERE
DE NADPH
VISIÓN GENERAL DE LAS DOS ETAPAS DE LA VÍA DE LAS PENTOSAS FOSATO
1ª ETAPA (oxidativa)
GLUCOSA 6-FOSFATO
2 NADP+
2 NADPH
RIBULOSA 5-FOSFATO
RIBOSA 5-FOSFATO (C5)
GAP (C3)
FRUCTOSA 6-FOSFATO (C6)
XILULOSA 5-FOSFATO (C5)
SEDOHEPTULOSA 7-FOSFATO (C7)
ERITROSA 4-FOSFATO (C4)
FRUCTOSA 6-FOSFATO (C6)
2ª ETAPA (no oxidativa)
XILULOSA
5-FOSFATO
(C5)
GAP (C3)
LA 2ª ETAPA NO OXIDATIVA RECICLA LAS PENTOSAS FOSFATO A GLUCOSA
6-FOSFATO
LA VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO Y
LA GLUCÓLISIS
ESTÁN RELACIONADAS
A TRAVÉS DE LA TRANSCETOLASA Y LA TRANSALDOLASA
ETAPA NO OXIDATIVA
Transcetolasa
C5
C3
C4
+
+
+
C5
C7
C5
Transaldolasa
Transcetolasa
C3
+
C7
C6
+
C4
C6
+
C3
FORMACIÓN DE DOS HEXOSAS Y UNA TRIOSA A PARTIR DE
TRES PENTOSAS
3 C5
2C6 + C3
C5
+
C5
C3
+
C7
TRANSCETOLASA
Xilulosa
5-fosfato
Ribosa
5-fosfato
Gliceraldehído Desoheptulosa
7-fosfato
3-fosfato
C3
+
C7
Gliceraldehído Desoheptulosa
7-fosfato
3-fosfato
C6
Fructosa
6-fosfato
+
C4
Eritrosa
4-fosfato
C4
+
C5
C6
+
C3
TRANSCETOLASA
Eritrosa
4-fosfato
Xilulosa
5-fosfato
Fructosa Gliceraldehído
6-fosfato
3-fosfato
Por acción de una isomerasa
y una epimerasa
2 3
+
XilulosaRibosa Ribosa
5-fosfato
5-fosfato 5-fosfato
Fructosa Gliceraldehído
6-fosfato
3-fosfato
EL EXCESO DE RIBOSA 5-FOSFATO FORMADO EN LA VÍA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO PUEDE CONVERTIRSE COMPLETAMENTE
EN INTERMEDIARIOS GLUCOLÍTICOS
DIFERENCIAS EN EL MECANISMO CATALÍTICO DE LAS TRANSCETOLASA
Y LA TRANSALDOLASA
AMBAS ESTABILIZAN INTERMEDIARIOS CARBANIÓNICOS
TRANSCETOLASA
TRANSFIERE: UNIDAD DE DOS CARBONOS
REQUIERE A LA TIAMINA PIROFOSFATO
TPP (ANILLO DE TIAZOL)
TRANSALDOLASA
UNIDAD DE TRES CARBONOS
NO TIENE GRUPO PROSTÉTICO
FORMA UNA BASE DE SCHIFF
ENTRE EL GRUPO CARBONILO
DE LA CETOSA Y UNA LISINA
MECANISMO CATALÍTICO DE LA TRANSCETOLASA
MECANISMO CATALÍTICO DE LA TRANSALDOLASA
LA ACTIVIDAD DE LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
ESTÁ CONTROLADA POR EL NIVEL DE NADP+
NADP+/NADPH
<<
+
NAD /NADH
EL FLUJO DE LA GLUCOSA 6-FOSFATO DEPENDE
DE LAS NECESIDADES
DE NADPH, RIBOSA 5-FOSFATO Y ATP
REGULACIÓN DEL DESTINO DE LA GLUCOSA 6-FOSFATO EN 4 CONDICIONES:
SE REQUIERE MÁS RIBOSA 5-FOSFATO QUE NADPH
GLUCÓLISIS ACTIVA
LAS CÉLULAS EN DIVISIÓN TIENEN ESTA NECESIDAD
LAS NECESIDADES DE NADPH Y RIBOSA 5-FOSFATO
ESTÁN EQUILIBRADAS
ETAPA OXIDATIVA
SE REQUIERE MÁS NADPH QUE RIBOSA 5-FOSFATO
GLUCONEOGÉNESIS
ACTIVA
TEJIDO ADIPOSO TIENE ESTA NECESIDAD
SE REQUIERE NADPH Y ATP
GLUCÓLISIS ACTIVA
LA VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO GENERA NADPH Y
SINTETIZA AZÚCARES DE CINCO CARBONOS
CONSTA DE DOS ETAPAS:
UNA OXIDATIVA Y UNA NO OXIDATIVA
EL METABOLISMO DE LA GLUCOSA 6-FOSFATO A TRAVÉS
DE LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO ESTÁ
RELACIONADO
CON GLUCÓLISIS Y GLUCONEOGÉNESIS