reacciones de la ruta de las pentosas fosfato

FUNCIONES DE LA RUTA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO
•
La ruta de las pentosas fosfato es una vía de oxidación de
la G6P, cuyas funciones son:
– Generar poder reductor en forma de NADPH.
– Suministrar esqueletos carbonados de 3, 4, 5, 6 y 7 carbonos.
– Interconvertir diferentes monosacáridos.
•
Si se da en forma cíclica oxida a la G6P en CO2 y Pi y
produce grandes cantidades de NADPH.
•
Aproximadamente un 30% de la glucosa que se oxida en
hígado lo hace a través de esta ruta.
Rosario A. Muñoz Clares
NADPH vs NADH
• Las células necesitan poder reductor además de energía.
• El ATP es la moneda de la energía y el NADPH es la moneda
de poder reductor.
• El NADPH y el NADH no son interconvertibles.
• El cociente [NAD+]/[NADH] = 100, lo que favorece la
oxidación de los metabolitos.
•
El cociente [NADP+]/[NADPH] = 0.01, lo que favorece la
reducción de los metabolitos.
Rosario A. Muñoz Clares
Rosario A. Muñoz Clares
GLUTATIÓN REDUCIDO
Rosario A. Muñoz Clares
RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
• Consta de tres etapas que incluyen:
– Etapa 1: Reacciones oxidativas (producen NADPH).
– Etapa 2: Reacciones de isomerización y
epimerización.
– Etapa 3: Reacciones de ruptura y formación de
enlaces C-C.
• Las etapas 2 y 3 son reversibles por lo que los
productos varían de acuerdo a las necesidades de la
célula.
Rosario A. Muñoz Clares
RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
PHASE 2
(Isomerization)
PHASE 3
(C-C bond formation
and cleavage)
Rosario A. Muñoz Clares
REACCIONES DE LA RUTA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO
Rosario A. Muñoz Clares
REACCIÓN DE LA GLUCOSA 6-FOSFATO
DESHIDROGENASA
• Es absolutamente específica para el NADP+.
• Su deficiencia es la enfermedad de origen
genético más frecuente. Se estima que unos 400
millones de personas son deficientes en esta
enzima.
• Las mujeres deficientes heterocigóticas de raza
negra son más resistentes a la malaria.
Rosario A. Muñoz Clares
REACCIONES DE LA RUTA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO
Rosario A. Muñoz Clares
REACCIONES DE LA RUTA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO
Rosario A. Muñoz Clares
TRANSALDOLASAS Y TRANSCETOLASAS
• Las transaldolasas catalizan la transferencia de
fragmentos de tres carbonos (grupo dihidroxiacetona)
desde una 2-cetosa al C1 de una aldosa. Su mecanismo
es similar al de la aldolasa.
• Las transcetolasas catalizan la transferencia de
fragmentos de dos carbonos (grupo glicolaldehído)
desde una 2-cetosa al C1 de una aldosa.
• Las transcetolasas usan como cofactor a la tiamina
pirofosfato (TPP) para estabilizar el carbanión formado
al romperse el enlace C3-C4.
Rosario A. Muñoz Clares
TRANSCETOLASAS
Rosario A. Muñoz Clares
REACCIONES DE LA RUTA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO
Rosario A. Muñoz Clares
REACCIONES DE LA RUTA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO
Rosario A. Muñoz Clares
REACCIONES DE LA RUTA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO
Rosario A. Muñoz Clares
BALANCE DE LA RUTA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO
• La estequiometría global de la ruta de las pentosa
fosfato es:
3 G6P + 6 NADP+ + 3 H2O
6 NADPH + 6 H+ + 3 CO2 + 2 F6P + GAP
Rosario A. Muñoz Clares
REACCIONES DE LA RUTA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO
•
Parte del gliceraldehído formado puede entrar a la ruta
gluconeogénica y
– formar dihidoxiacetona-fosfato por la acción de la triosa fosfato
isomerasa (la misma de la glucólisis y gluconeogénesis) y
– formar fructosa 1,6-bisfosfato por la aldolasa
– y finalmente glucosa 6-fosfato por la fructosa 1,6-bisfosfatasa.
•
Si la ruta se da en forma cíclica, es decir el GAP se usa en
gluconeogénesis, en esta ruta se oxida totalmente a la G6P en 6
moléculas de CO2, produciéndose 12 moléculas de NADPH y 1 de
Pi .
Rosario A. Muñoz Clares
PRODUCTOS PRINCIPALES DE LA RUTA
DE LAS PENTOSAS FOSFATO
PHASE 2
(Isomerization)
PHASE 3
(C-C bond formation
and cleavage)
Rosario A. Muñoz Clares
PRODUCTOS DE LA RUTA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO
•
Los principales productos de esta ruta que serán usados en
biosíntesis son el NADPH y la ribosa 5-fosfato (R5P).
•
Se pueden dar dos escenarios:
– Si se necesita más NADPH que R5P, el exceso de R5P se
convierte en intermediarios glucolíticos (fructosa 6-P y GAP)
que pueden usarse en gluconeogénesis, o en glucolisis y
fosforilación oxidativa.
– Si se necesita más R5P que NADPH, la F6P y el GAP salen de la
glucólisis y se incorporan a la ruta de las pentosa fosfato,
donde se usan en la síntesis de R5P mediante las reacciones de
la transaldolasa y la transcetolasa.
Rosario A. Muñoz Clares
REGULACIÓN DE LA RUTA DE LAS
PENTOSAS FOSFATO
•
El flujo a través de la etapa no oxidativa de la ruta de las pentosas
fosfato, y por tanto la producción de NADPH, se controla por la
velocidad de la reacción de la glucosa 6-fosfato deshidrogenasa.
– Ésta es la enzima que cataliza el primer paso comprometido de esta
ruta metabólica.
– La regulación se ejerce sólo por la [NADP+], es decir por disponibilidad
de sustrato.
– Un cociente alto [NADP+]/ [NADPH] indica que se necesita producir
más NADPH porque la célula lo está usando activamente.
•
El flujo a través de las siguientes etapas también se controla por
disponibilidad de sustratos, puesto que todas las reacciones son
reversibles.
Rosario A. Muñoz Clares