FUNCIONES DE LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

Transcripción

1 FUNCIONES DE LA RUTA DE LAS 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 CO 2 y P i y produce grandes cantidades de NADPH. Aproximadamente un 30% de la glucosa que se oxida en hígado lo hace a través de esta ruta.

2 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.

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4 GLUTATIÓN REDUCIDO

5 RUTA DE LAS 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.

6 RUTA DE LAS PHASE 2 (Isomerization) PHASE 3 (C-C bond formation and cleavage)

7 REACCIONES DE LA RUTA DE LAS

8 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.

9 REACCIONES DE LA RUTA DE LAS

10 REACCIONES DE LA RUTA DE LAS

11 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.

12 TRANSCETOLASAS

13 REACCIONES DE LA RUTA DE LAS

14 REACCIONES DE LA RUTA DE LAS

15 REACCIONES DE LA RUTA DE LAS

16 BALANCE DE LA RUTA DE LAS La estequiometría global de la ruta de las pentosa fosfato es: 3 G6P + 6 NADP H 2 O 6 NADPH + 6 H CO F6P + GAP

17 REACCIONES DE LA RUTA DE LAS 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 CO 2, produciéndose 12 moléculas de NADPH y 1 de P i.

18 PRODUCTOS PRINCIPALES DE LA RUTA DE LAS PHASE 2 (Isomerization) PHASE 3 (C-C bond formation and cleavage)

19 PRODUCTOS DE LA RUTA DE LAS 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.

20 REGULACIÓN DE LA RUTA DE LAS 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.