✅ 🧪 Vía de las pentosas fosfato

Vía de la hexosa monofosfato

MPSS Kevin Guillermo Viadero Torres

Noviembre, 2024

Objetivos

• 6.3.1 Indicar la distribución tisular de esta vía.
• 6.3.2 Señalar las reacciones de la fase oxidativa y sus productos (NADPH y ribosa 5 fosfato).
• 6.3.3 Señalar las reacciones de la fase no oxidativa y sus productos (fructosa 6 fosfato y gliceraldehido 3 fosfato).
• 6.3.4 Mencionar las relaciones de la vía del fosfogluconato con otras vías metabólicas.
• 6.3.5 Discutir la regulación de la vía por HADPH.
• 6.3.6 Reconocer la importancia de la vía del fosfogluconato en diferentes estados celulares (proliferación y estrés oxidante), así como los sistemas oxidantes de las células fagocíticas (NOX).
• 6.3.7 Mencionar las consecuencias de la deficiencia de la glucosa 6 fosfato deshidrogenasa en el eritrocito.

Acerca de la vía

• Sustrato: Glucosa 6-P.
• Producto: 2 NADPH y ribosa 5-P.
• Locaclización tisular: Ubicua.

• Localización subcelular: Citosol.
• Regulación: G6PD.
• Tipo de vía: anfibólica.

Localización de la vía

Localización de la vía

Esta vía se realiza en el citosol, principalmente en células de rápida división.

Generación de ribosa 5-fosfato para la síntesis de ADN y ARN.

Nelson DL, Cox MM. Glucólisis, gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. En: Lehninger. Principios de bioquímica. 7ª edición. España: Omega; 2019. p. 564-572.

Localización de la vía

Células altamente expuestas a especies reactivas de oxígeno.

Generación de NADPH para contrarrestar los efectos de los radicales libres.

Nelson DL, Cox MM. Glucólisis, gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. En: Lehninger. Principios de bioquímica. 7ª edición. España: Omega; 2019. p. 564-572.

Localización de la vía

Tejidos que realizan síntesis de ácidos grasos y colesterol.

Objetivo: generar NADPH, que actúa como coenzima en la síntesis de ácidos grasos y colesterol.

Nelson DL, Cox MM. Glucólisis, gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. En: Lehninger. Principios de bioquímica. 7ª edición. España: Omega; 2019. p. 564-572.

Reacciones de la vía

Fase oxidativa

Reacción 1

6-fosfogluconolactona

Glucosa 6-fosfato

NADPH + H+

NADP

• Enzima: Glucosa 6-fosfato deshidrogenasa. Es la enzima reguladora de la vía. Oxida al carbono 1.
• Coenzima: NADP+.

Lieberman M, Peet A. Vías del metabolismo de los azúcares: vía de la pentosa fosfato, y metabolismo de la fructosa y galactosa. En: Marks. Bioquímica médica básica. Un enfoque médico. 6ª edición. España: Wolters Kluwer; 2023.

Fase oxidativa

Reacción 2

6-fosfogluconolactona

6-fosfogluconato

H+

H2O

• Enzima: gluconolactonasa.
• Es una reacción de hidrólisis.

Lieberman M, Peet A. Vías del metabolismo de los azúcares: vía de la pentosa fosfato, y metabolismo de la fructosa y galactosa. En: Marks. Bioquímica médica básica. Un enfoque médico. 6ª edición. España: Wolters Kluwer; 2023.

Fase oxidativa

Reacción 3

6-fosfogluconato

Ribulosa 5-fosfato

NADPH + CO2

NADP

• Enzima: 6-fosfogluconato deshidrogenasa.
• Se libera el grupo carboxilo del carbono 1 como CO2.
• Se produce una segunda molécula de NADPH.

Lieberman M, Peet A. Vías del metabolismo de los azúcares: vía de la pentosa fosfato, y metabolismo de la fructosa y galactosa. En: Marks. Bioquímica médica básica. Un enfoque médico. 6ª edición. España: Wolters Kluwer; 2023.

Fase oxidativa

Formación de Ribosa 5-P

Ribosa 5-fosfato

Ribulosa 5-fosfato

Isomerasa

• Enzima: Fosfopentosa isomerasa.
• La ribulosa 5-P es una cetopentosa, la enzima lo convierte en su isómero aldosa.
• En algunos tejidos la ruta termina en este punto.

Lieberman M, Peet A. Vías del metabolismo de los azúcares: vía de la pentosa fosfato, y metabolismo de la fructosa y galactosa. En: Marks. Bioquímica médica básica. Un enfoque médico. 6ª edición. España: Wolters Kluwer; 2023.Nelson DL, Cox MM. Glucólisis, gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. En: Lehninger. Principios de bioquímica. 7ª edición. España: Omega; 2019. p. 564-572.

Ecuación global de la fase oxidativa

Glucosa 6-P + 2NADP+ + H2O ➡️ Ribosa 5-P + CO2 + 2NADPH + 2 H+

• NADPH ➡️ reductor para reacciones biosintéticas.
• Ribosa 5-P ➡️ precursor de las síntesis de nucleótidos.

Nelson DL, Cox MM. Glucólisis, gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. En: Lehninger. Principios de bioquímica. 7ª edición. España: Omega; 2019. p. 564-572.

Vía del fosfogluconato y síntesis de nucleótidos

Adenosín monofosfato

Uridin monofosfato

Fosforribosil pirofosfato

Ribosa 5-fosfato

Guanosín monofosfato

Nelson DL, Cox MM. Glucólisis, gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. En: Lehninger. Principios de bioquímica. 7ª edición. España: Omega; 2019. p. 564-572.

Fase no oxidativa

En los tejidos en los que se requiere principalmente NADPH, las pentosas fosfato producidas en la fase oxidativa se reciclan a glucosa 6-fosfato.

xilulosa 5-fosfato

Ribulosa 5-fosfato

Epimerasa

En la fase no oxidativa, la ribulosa 5-fosfato se epimerisa a xiulosa 5-fosfato utilizando la enzima Epimerasa.

Nelson DL, Cox MM. Glucólisis, gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. En: Lehninger. Principios de bioquímica. 7ª edición. España: Omega; 2019. p. 564-572.

Fase no oxidativa: para las siguientes reacciones, necesitaremos 2 xilulosa 5-P y una ribosa 5-P formadas previamente.

Transcetolasa

Xilulosa 5-P

Ribosa 5-P

Xilulosa 5-P

Gliceraldehído 3-P + Sedoheptulosa 7-P

Gliceraldehído 3-P + Fructosa 6-P

Transaldolasa

Transcetolasa

Glucólisis

Fructosa 6-P ||| Eritrosa 4-P

Lieberman M, Peet A. Vías del metabolismo de los azúcares: vía de la pentosa fosfato, y metabolismo de la fructosa y galactosa. En: Marks. Bioquímica médica básica. Un enfoque médico. 6ª edición. España: Wolters Kluwer; 2023.Nelson DL, Cox MM. Glucólisis, gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. En: Lehninger. Principios de bioquímica. 7ª edición. España: Omega; 2019. p. 564-572.

Productos finales

Utilizando 3 mol de glucosa 6-fosfato:

• 6 NADPH
• 3 CO2
• 2 Fructosa 6-P
• 1 Gliceraldehído 3-P

Lieberman M, Peet A. Vías del metabolismo de los azúcares: vía de la pentosa fosfato, y metabolismo de la fructosa y galactosa. En: Marks. Bioquímica médica básica. Un enfoque médico. 6ª edición. España: Wolters Kluwer; 2023.

Vía del fosfogluconato y glucólisis

Las reacciones no oxidativas convierten la ribulosa 5-P intermediarios glucolíticos

También pueden producir glucosa 6-fosfato para producir más NADPH

Lieberman M, Peet A. Vías del metabolismo de los azúcares: vía de la pentosa fosfato, y metabolismo de la fructosa y galactosa. En: Marks. Bioquímica médica básica. Un enfoque médico. 6ª edición. España: Wolters Kluwer; 2023.

Regulación de la vía

Regulación de la vía

Cuando se forma NADPH más rápido de lo que se utiliza, se inhibe la glucosa 6-fosfato deshidrogenasa.

El NADPH es esencial en la síntesis de ácidos grasos y colesterol. Al estar activas, queda NADP+ y se induce la actividad de la G6PD

La síntesis de G6PD hepática es inducida por el aumento en la relación insulina:glucagón después de una comida con alto contenido en carbohidratos.

Nelson DL, Cox MM. Glucólisis, gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. En: Lehninger. Principios de bioquímica. 7ª edición. España: Omega; 2019. p. 564-572.

Importancia de la vía del fosfogluconato en los sistemas oxidantes de las células fagocíticas

Sistemas oxidantes de las células fagocíticas

Reacción de la NADPH oxidasa (NOX)

La NADPH oxidasa es una enzima que se encuentra en los macrófagos y neutrófilos.

Es activa tras la fagocitosis.

Su función es formar especies reactivas de oxígeno para dañar a los patógenos fagocitados.

Nelson DL, Cox MM. Glucólisis, gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. En: Lehninger. Principios de bioquímica. 7ª edición. España: Omega; 2019. p. 564-572.

Referencias

• Lieberman M, Marks AD. Vías del metabolismo de los azúcares: vía de la pentosa fosfato, y metabolismo de la fructosa y galactosa. En: Marks. Bioquímica médica básica. Un enfoque médico. 6ª edición. España: Wolters Kluwer; 2023.
• Nelson DL, Cox MM. Glucólisis, gluconeogénesis y ruta de las pentosas fosfato. En: Lehninger. Principios de bioquímica. 7ª edición. España: Omega; 2019. p. 564-572.