Дял:
Пътища на пентозните фази и свързаните с тях заболявания
на път на пентозите Фосфатът, известен също като отклонение на хексозния монофосфат, е основен метаболитен път, който има рибозоми като краен продукт, необходим за нуклеотидните и нуклеиново киселинните синтези, като ДНК, РНК, АТФ, NADH, FAD и коензим А.
Той също произвежда NADPH (никотинамид аденин динуклеотид фосфат), използван в различни ензимни реакции. Този маршрут е много динамичен и способен да адаптира продуктите си в зависимост от моментните нужди на клетките.
АТФ (аденозин трифосфат) се счита за "енергийна валута" на клетката, тъй като хидролизата му може да бъде свързана с широк спектър от биохимични реакции.
По същия начин, NADPH е втората основна енергийна валута за редукционния синтез на мастни киселини, синтез на холестерол, синтез на невротрансмитери, фотосинтеза и детоксикация..
Въпреки че NADPH и NADH са сходни по структура, те не могат да се използват взаимозаменяемо в биохимичните реакции. NADPH участва в използването на свободна енергия в окислението на определени метаболити за редуктивна биосинтеза.
Обратно, NADH участва в използването на свободна енергия от окислението на метаболитите за синтезиране на АТР.
индекс
- 1 История и местоположение
- 2 Функции
- 3 фази
- 3.1 Окислителна фаза
- 3.2 Неокислителна фаза
- 4 Свързани заболявания
- 5 Препратки
История и местоположение
Показанията за съществуването на този маршрут са започнали през 1930 г. благодарение на следователя Ото Варбург, на когото на него се приписва откритието на НАДП.+.
Някои наблюдения позволяват откриването на пътя, по-специално продължаването на дишането в присъствието на инхибитори на гликолиза, като флуорид-йон..
След това през 1950 г. учени Франк Дикенс, Бернар Хорекър, Фриц Липман и Ефраим Ракър описаха пътя на пентозофосфата..
Тъканите, участващи в синтеза на холестерол и мастни киселини, като млечни жлези, мастна тъкан и бъбреци, имат високи концентрации на пентозофосфатни ензими..
Черният дроб също е важна тъкан за този път: приблизително 30% от окислението на глюкоза в тази тъкан се случва благодарение на ензимите на пентозофосфатния път.
функции
Пентазофосфатният път е отговорен за поддържането на хомеостазата на въглерода в клетката. По същия начин, пътя синтезира прекурсорите на нуклеотиди и молекули, участващи в синтеза на аминокиселини (структурните блокове на пептиди и протеини)..
Той е основният източник на редуцираща сила за ензимните реакции. В допълнение, той осигурява необходимите молекули за анаболни реакции и за защитни процеси срещу оксидативен стрес. Последната фаза на пистата е критична в редокс процесите при стресови ситуации.
фази
Пентазофосфатният път се състои от две фази в клетъчния цитозол: окислителен, който генерира NADPH с окисление на глюкозо-6-фосфат до рибозо-5-фосфат; и неокислително, което включва превръщането на захарите от три, четири, пет, шест и седем въглеродни \ t.
Този маршрут представя споделени реакции с цикъла на Калвин и с пътя Entner-Doudoroff, който е алтернатива на гликолизата.
Окислителна фаза
Окислителната фаза започва с дехидрогениране на глюкозо-6-фосфатната молекула на въглерод 1. Тази реакция се катализира от ензима глюкозо-6-фосфат дехидрогеназа, който има висока специфичност от NADP+.
Продуктът от тази реакция е 6-фосфоноглуконо-5-лактон. След това този продукт се хидролизира от ензима лактоназа, за да се получи 6-фосфоглюконат. Последното съединение е взето от ензима 6-фосфоглюконат дехидрогеназа и става рилулоза 5-фосфат.
Ензимът фосфопонтоза изомераза катализира крайния етап на окислителната фаза, който включва синтеза на рибоза 5-фосфат чрез изомеризация на рибулоза 5-фосфат.
Тази серия от реакции произвежда две молекули NADPH и една молекула рибоза 5-фосфат на молекула глюкоза 6-фосфат, която влиза в този ензимен път.
В някои клетки, изискванията на NADPH са по-големи от тези на рибозо 5-фосфат. Следователно, транскетолазните и трансалдолазните ензими вземат рибоза 5-фосфат и го превръщат в глицералдехид 3-фосфат и фруктоза 6-фосфат, като отстъпват на неокислителната фаза. Тези две последни съединения могат да влязат в гликолитичния път.
Неокислителна фаза
Фазата започва с реакция на епимеризация, катализирана от ензима пентоза-5-фосфат епимераза. Рибулоза-5-фосфат се взема от този ензим и се превръща в ксилулоза-5-фосфат.
Продуктът е погълнат от транскетолазния ензим, който действа заедно с коензим тиамин пирофосфат (TTP), който катализира преминаването на ксилулоза-5-фосфат към рибозо-5-фосфат. С прехвърлянето на кетоза към алдоза се получават глицералдехид-3-фосфат и седохептулоз-7-фосфат..
След това трансалдолазният ензим прехвърля С3 от молекулата на седохептулоза-7-фосфат в глицералдехид-3-фосфат, който произвежда четири-въглеродна захар (еритро-4-фосфат) и шест въглеродна захар (фруктоза-6). фосфат). Тези продукти са в състояние да захранват гликолитичния път.
Ензимът transketosala действа отново, за да прехвърли С2 от ксилулоза-5-фосфата към еритро-4-фосфата, което води до фруктозо-6-фосфат и глицералдехид-3-фосфат. Както и в предишната стъпка, тези продукти могат да влязат в гликолиза.
Тази втора фаза свързва пътищата, които генерират NADPH с тези, отговорни за синтеза на АТР и NADH. В допълнение, продуктите фруктоза-6-фосфат и глицералдехид-3-фосфат могат да влязат в глюконеогенезата.
Свързани заболявания
Различни патологии са свързани с пътя на пентоза фосфат, между тези невромускулни заболявания и различни видове рак.
Повечето клинични проучвания се фокусират върху количественото определяне на активността на глюкозо-6-фосфат дехидрогеназата, тъй като тя е основният ензим, отговорен за регулирането на пътя..
В кръвните клетки, принадлежащи на индивиди, податливи на анемия, те имат ниска ензимна активност на глюкозо-6-фосфат дехидрогеназата. Обратно, клетъчните линии, свързани с карциномите в ларинкса, проявяват висока ензимна активност.
NADPH участва в производството на глутатион, ключова пептидна молекула в защитата срещу реактивни кислородни видове, участващи в оксидативния стрес.
Различните видове рак водят до активиране на пентозния път и са свързани с метастази, ангиогенеза и отговори на химиотерапия и радиотерапевтично лечение..
От друга страна, хронично грануломатозно заболяване се развива, когато има дефицит в производството на NADPH.
препратки
- Berg, J.M., Tymoczko, J.L., Stryer, L (2002). биохимия. WH Фрийман
- Konagaya, М., Konagaya, Y., Horikawa, H., & Iida, M. (1990). Пентазофосфатен път при нервно-мускулни заболявания - оценка на мускулната глюкозна 6-фосфатна дехидрогеназна активност и съдържание на РНК. Rinsho shinkeigak. Клинична неврология, 30(10), 1078-1083.
- Kowalik, М.А., Columbano, A., & Perra, A. (2017). Възникваща роля на пентозофосфатния път при хепатоцелуларен карцином. Граници в онкологията, 7, 87.
- Patra, К. C. & Hay, N. (2014). Пентазният фосфатен път и рак. Тенденции в биохимичните науки, 39(8), 347-354.
- Stincone, A., Prigione, A., Cramer, Т., Wamelink, М., Campbell, K., Cheung, Е., ... & Keller, M.A. (2015). Връщане на метаболизма: биохимия и физиология на пентозофосфатния път. Биологични прегледи, 90(3), 927-963.
- Voet, D., & Voet, J.G. (2013). биохимия. Издател Артмед.