Vía de la Pentosa Fosfato

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD CIENCIAS MÉDICAS UNIDAD DE BIOQUÍMICA Dra. Leslie Estrada

VÍA DE PENTOSA FOSFATO

definición

• Vía anabólica que utilliza hexosa (glucosa) para generar azúcares de 5 carbonos (pentosas) necesarias para formar nucleótidos y equivalentes reducidos NADPH, necesarios en la lipogénesis, esteroidogénesis y sus derivaciones

generalidades

• Estimulada por la insulina y en estado postpandrial
• 30% de la oxidación de la glucosa en hígado y 10% en eritrocitos utilizan esta vía

• Vía que utilliza hexosa (glucosa) para generar azúcares de 5 carbonos (pentosas) y sus equivalentes reducidos
• Sucede en el citosol
• Esta vía no consume ni produce directamente ATP

La vía de la pentosa fosfato representada como componente del mapa metabólico

Fuente: Bioquímica, Ferrier. 7ma Edición

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Fuente: Fundamentos de Bioquímica; Jhon Wiley & Son. 2da edición, 2006

sE DIVIDE EN 2 FASES:

• 2. FASE NO OXIDATIVA REVERSIBLE:
• Reacciones de isomerización/epimerización, se produce:
• Transforma Ribulos-5-P en Ribosa-5-P y Xilulosa-5-P
• Reacciones de ruptura y formación de enlaces C-C
• Transforma Ribosa-5-P y Xilulosa-5-P en dos fructuosa-6-P y una Gliceraldehído-3-P

• 1. FASE OXIDATIVA IRREVERSIBLE
• Reacciónes redox, se produce:
• Ribulosa-5-P
• 2 dinucleótidos de nicotinamina y adenina fosfato (NADPH) reducidos
• Se libera CO2

Fuente: Bioquímica de Ferrier, 7ma edición

via de las pentosas

Primera reacción:Oxidación de Glucosa-6-fosfato a 6-fosfogluconolactona Enzima: Glucosa-6-fosfato Deshidrogenasa Produce: NADPH reducido

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes - Dominiczak . 3era Edición

Segunda reacción:Hidrólisis: 6-fosfogluconolactona a 6-fosfofluconato Enzima: Lactonasa

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes - Dominiczak . 3era Edición

Tercera reacción:Descarboxilación Oxidativa de: 6-fosfofluconato a Ribulasa-5-fosfato (un azúcar cetosa) Enzima: 6-fosfogluconato deshidrogenasa Produce: CO2 y NADPH reducido

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes - Dominiczak . 3era Edición

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes - Dominiczak . 3era Edición

FASE DE INTERCONVERSIÓNNO OXIDATIVA

Fuente: Fundamentos de Bioquímica; Jhon Wiley & Son. 2da edición, 2006

Primera reacción:Enzima: Isomerasa Sustrato: Ribulosa-5-fosfato (azúcar cetosa) se isomeriza a Producto: RIBOSA-5-FOSFATO (azúcar aldosa), para síntesis de nucleótidos ADN y ARN. En eritrocitos y células nucleadas que no están en división, la vía de las pentosas se dirige a glucólisis. Primera reacción: Enzima: Epimerasa Sustrato: Ribulosa-5-fosfato (azúcar cetosa) a Producto: Xilulosa-5-fosfato (azúcar cetosa)

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes - Dominiczak . 3era Edición

Segunda reacciónEnzima: Trancetolasa Transferencia de 2 Carbonas Dependiente de TiaminaSustrato: RIBOSA-5-FOSFATO (azúcar aldosa), Producto: Sedoheptulosa-7-P (azúcar cetosa) Segunda reacción: Enzima: Trancetolasa Transferencia de 2 carbonos Dependiente de Tiamina Sustrato: Xilulosa-5-P (azúcar cetosa) Producto: Gliceraldehído-3-fosfato (azúcar aldosa)

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes - Dominiczak . 3era Edición

Tercera reacción Enzima: Transaldolasa Transferencia de 3 Carbonas Sustrato: Gliceraldehído-3-P (azúcar aldosa) Producto: Fructosa-6-P (azúcar cetosa) Tercera reacción: Enzima: Transaldolasa Transferencia de 3 carbonos Sustrato: Sedoheptulosa-7-P (azúcar cetosa) Producto: Eritrosa-4-P (azúcar aldosa)

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes - Dominiczak . 3era Edición

Cuarta reacción: Enzima: Transcetolasa Dependiente de Tiamina Transferencia de 2 Carbonas Sustrato: Xilulosa-5-P(azúcar cetosa) Producto: Gliceraldehído-3-P (azúcar aldosa) Cuarta reacción: Enzima: Transcetolasa Transferencia de 2 carbonos Dependiente de Tiamina Sustrato: Eritrosa-4-P (azúcar aldosa) Producto: Fructosa-6-P (azúcar cetosa)

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes - Dominiczak . 3era Edición

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes - Dominiczak . 3era Edición

RESUMEN DE LAS REACCIONES EN EQUILIBRIO EN LA VIAS DE LAS PENTOSAS FOSFATO

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes - Dominiczak . 3era Edición

VIA DE LA PENTOSA FOSFATO

fase oxidativairreversibles

Glucosa-6-P

Glucosa-6-P

Glucosa-6-P

NADP+

NADP+

Glucosa-6-P Deshidrogenasa

NADP+

Glucosa-6-P Deshidrogenasa

Glucosa-6-P Deshidrogenasa

NADPH+H+

NADPH+H+

NADPH+H+

6-fosfogluconato

6-fosfogluconato

6-fosfocluconato

NADP+

NADP+

6-Fosfogluconato Deshidrogenasa

NADP+

6-Fosfogluconato Deshidrogenasa

6-Fosfogluconato Deshidrogenasa

NADPH+H+

NADPH+H+

CO2

NADPH+H+

CO2

CO2

RIBULOSA-5-Pceto

RIBULOSA-5-Pceto

RIBULOSA-5-Pceto

fase no oxidativareversibles

3--Epimerasa

3--Epimerasa

Ceto Isomerasa

Xilulosa-5-Pceto

Xilulosa-5-Pceto

RIBOSA-5-Paldehído

causa

TPP

Trancetolasatransfiere 2C

Gliceraldehído3-Paldehído

Sedoheptulosa 7-Pceto

Trancetolasatransfiere 2C

TPP

Transaldolasatransfiere 3C

Fructosa-6-Pceto

Eritrosa-4-Paldehído

Fructosa-6-Pceto

Gliceraldehído3-Paldehído

funciones:

nadph como producto principal de la vía de las pentosas

Funciones:

1. Biosíntesis reductora: (reacciones que requieran donador de electrones). Biosíntesis de colesterol, sales biliares, hormonas esteroideas y triglicéridos (hígado, corteza suprarrenal o glándulas mamarias)
2. Reacciones de hidroxilación implicadas en desintoxicación y excreción de fármacos (hígado): Sistema de la citocromo P450 (CYP).
3. Reducción de peróxido de hidrógeno: Enzimas que participan en reacciones antioxidantes: glutatión reducido, otros químicos antioxidantes: ascorbato, vitamina E y Beta-caroteno, capaces de reducir (detoxificar) Especies reactivas de Oxígeno (ERO).
4. Fagocitosis y eliminación de microbios por los leucocitos: Enzimas NADPH oxidasa y mieloperoxidasa.
5. Síntesis de óxido nítrico: arginina, O2 y NADPH son sustratos para la NO sintasa citosólica.

1. biosíntesis reductora

NADPH es una molécula de alta energía, los electrones del NADPH se usan más para la síntesis reductora, que para transferencia en la cadena de electrones. En la transformación metabólica de la vía de las pentosas, parte de la energía de glucosa-6-fosfato se conseva en NADPH, la cual puede usarse en reacciones que requieran un donador de electrones, tales como la síntesis de ácidos grasos, colesterol y hormonas esteroideas.

2.Reducción de peróxido de hidrógeno

El peróxido de hidrógeno (H2O2) es un miembro de la familia de especies reactivas de oxígeno (ERO), que se forman a partir de la redución parcial de oxígeno molecular (O2); su acumulación genera estrés oxidativo. La célula tinen varios mecanismos protectores que minimizan el potencial tóxico de estos compuestos.

Formación de intermediarios reactivos del oxígeno: Pueden inducir daño al DNA (cáncer, envejecimiento), a proteínas y lípidos insaturados y propiciar apoptosis.

Acciones de las Enzimas antioxidantes: CATALASA, SUPERÓXIDO DISMUTASA Y GLUTATION PEROXIDASA

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed

enzimas que catalizan reacciones antioxidantes:participación de glutatión

1. La célula genera glutatión reducido (G-SH) por medio de la glutatión reductasa, dependiente de NADPH como fuente de equivalentes reductores. 2. la enzima glutatión peroxidasa genera glutatión oxidado, y 2H2O a partir del H2O2, su acción antioxidante y destoxificadora. otros químicos antioxidantes: son agentes reductores, el ascorbato, vitamian E y beta-caroteno, importantes destoxificadores de ERO.

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed

actividades antioxidantes del glutatión

El glutatión (GSH) es la coenzima de la glutatión peroxidasas que desintoxican el peróxido de hidrógeno y los hidroperóxidos orgánicos (lípidos). El H2O2 y los hidroperóxidos lipídicos se forman espontáneamente en el glóbulo rojo, catalizados por reacciones colaterales del hierro del hemo durante el transporte de oxígeno por la hemoglobina. La GSH también reduce las uniones disulfuro en las proteínas, formadas durante el estrés oxidativo, regenerando la forma original de la proteína (RSH).

3. sistema de la citocromo p450 monooxigenasa

Monooxigenasas: incorporan un átomo de O2 en un sustrato (crea un grupo hidroxilo), el otro átomo se reduce para dar agua (H2O), NADPH proporciona los equivalentes reductores para estas reacciones. Sistema mitocondrial: En placenta, ovarios, testículos y corteza suprarrenal, hidroxila intermediarios en la conversión de colesterol a hormonas esteroideas. En hígado para la síntesis de ácidos biliares e hidroxilación de colecalcifero a 25-hidroxicolecalciferol (vit. D) y en riñon hidroxila vitamina D3 a 1,25-dihidroxilada. Sistema microsomal: en retículo endoplásmico liso, (principalmente en Hígado), como detoxificador de compuestos extraños (xenobióticos)

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed

4. Fagocitosis y eliminación de microbios por los leucocitos

Fagocitosis y vía dependiente de oxígeno: 1. Unión del patógeno a un leucocito fagocítico 2. Ingestión del microorganismo 3. Destrucción del microorganismo: LISOSOMA leucocitario. Se activa NADPH oxidasa, reduce el O2 a superóxido (radical libre), y oxida NADPH (ESTALLIDO RESPIRATORIO). Espontánea o por activación de superóxido dismutasa el superóxido se convierte en H2O2 (ERO). Se activa Mieloperoxidasa, connvierte Peróxido y Cloruro en ácido hipocloroso HOCl (bactericida) o reducirse parcial a radical Hidroxilo o por completo a H2O

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed

5. síntesis de óxido nítrico

Sustratos: arginina, O2 y NADPH Enzima: NO sintasa citosólica Coenzimas: FMN, FAD, grupo hemo y tetrahidrobiopterina. Productos: Óxido nítrico y citrulina Funciones óxido nítrico: 1. Relaja músculo liso 2. Evita agregación plaquetaria 3. Funciona como neutrotrasmisor en el cerebro 4. Media las acciones tumoricidas y bactericidas de los macrófagos (froman radicales libres, que se combinan con el ON para formar intermediarios que se despcomponen y producen el radical libre OH* altamente bactericida.

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed

deficiencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa: Anemia hemolítica

Reduce la capacidad de un eritrocito para formar NADPH, lo cual resulta en hemólisis

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed

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