TEMA VI. SÍNTESIS DE LAS PENTOSAS FOSFATO

GENERALIDADES

Profra: Laura Carmona Salazar

Este material es exclusivamente para uso educativo y no de lucro

INGESTA RICA EN CARBOHIDRATOS

1) MOVILIZACIÓN DE GLUCOSA DEL TORRENTE SANGUÍNEO

2) METABOLISMO DE LA GLUCOSA

GLUCOSA

PIRUVATO

GLUCÓLISIS

INGESTA RICA EN CARBOHIDRATOS

GLUCÓGENO

SÍNTESIS DE

GLUCÓGENO

DURANTE EL AYUNO

GLUCONEOGÉNESIS

NADPHRIBOSA 5-FOSFATO

RUTA DE LA

S

PENTOSAS FO

SFATO

RUTA OXIDATIVA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

(RUTA DEL FOSFOGLUCONATO O RUTA DE LA HEXOSA MONOFOSFATO)

PERMITE LA OXIDACIÓN Y DESCARBOXILACIÓN DE LA GLUCOSA 6-FOSFATO EN LA POSICIÓN C-1, REDUCIENDO EL NADP+ A NADPH Y FORMANDO PENTOSAS FOSFATO

ES UNA VÍA CITOSÓLICA

1) DISPONER DE UNA FUENTE DE PODER REDUCTOR

(NADPH) PARA UTILIZARLO EN LA BIOSÍNTESIS

2) LA FORMACIÓN DE RIBOSA 5-FOSFATOPRECURSOR DE SÍNTESIS DE NUCLEÓTIDOS Y ÁCIDOS NUCLEICOS

OBJETIVOS:

ESQUEMA GENERAL DE LAS PENTOSAS FOSFATO

LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO CONSTA DE DOSETAPAS:

I. LA OXIDATIVA QUE GENERA NADPH Y RIBOSA 5-FOSFATO

II. LA NO OXIDATIVA QUE INTERCONVIERTE LOS AZÚCARES FOSFORILADOS

GLUCOSA 6-FOSFATO

RIBULOSA 5-FOSFATO

RIBOSA 5-FOSFATO (C5) XILULOSA 5-FOSFATO (C5)

GAP (C3) SEDOHEPTULOSA 7-FOSFATO (C7)

FRUCTOSA 6-FOSFATO (C6) ERITROSA 4-FOSFATO (C4) XILULOSA5-FOSFATO

(C5)

FRUCTOSA 6-FOSFATO (C6) GAP (C3)

2 NADP+

2 NADPH

2ª ETAPA (no oxidativa)

1ª ETAPA (oxidativa)

VISIÓN GENERAL DE LAS DOS ETAPAS DE LA VÍA DE LAS PENTOSAS FOSATO

1ª ETAPA OXIDATIVA

Glucosa 6-fosfato + 2 NADP+ + H2O RIBOSA 5-FOSFATO + 2 NADPH+ 2H+ + CO2

2ª ETAPA NO OXIDATIVA

Interconversión de azúcares de tres, cuatro, cinco, seis y siete carbonos en unaserie de reacciones no oxidativas que conducen a la síntesis de azúcaresde cinco carbonos para la biosíntesis de nucleótidos o para intermediariosde la glucólisis

Glucosa6-fosfato

6-Fosfoglucono-δδδδ-lactona

Glucosa6-fosfatodeshidro-genasa

1)Lactonasa

6-Fosfogluconato

2)

6-Fosfo-gluconatodeshidro-genasa

D-Ribulosa5-fosfato

3)

Fosfopentosaisomerasa

D-Ribosa5-fosfato

4)

ETAPA OXIDATIVA.- La glucosa 6-fosfato se oxida a 6-fosfoglucono-δδδδ-lactona paragenerar una molécula de NADPH.La lactona producto se hidroliza formando 6-fos-fogluconato, el cual se descarboxila y oxida para formar D-ribulosa 5-fosfato y generar una segunda molécula de NADPH.

LA GLUCOSA 6-DESHIDROGENASA ES UN DÍMERO DE DÍMEROS (TETRAMERO)

UNIÓN DEL NADPHA LA GLUCOSA 6-FOSFATODESHIDROGENASAA TRAVÉS DEL PLIEGEDE ROSSMANN

¿PARA QUÉ SIRVE EL PODER REDUCTOR (NADPH)?

PROCESOS QUE REQUIEREN NADPH:

SÍNTESISBiosíntesis de ácidos grasosBiosíntesis de esterolesBiosíntesis de neurotransmisoresBiosíntesis de nucleótidos

DETOXIFICACIÓNReducción del glutatión oxidadoCitocromo P450 monooxigenasa

PARA LA SÍNTESIS DENUCLEÓTIDOSSE REQUIEREPODER REDUCTOR(NADPH)YRIBOSA 5-FOSFATO

¿QUIÉNES REALIZAN ESTA RUTA METABÓLICA?

AQUELLOS QUE UTILIZAN LAS PENTOSAS:

Células en rápida división, como las de MÉDULA ÓSEA Y MUCOSA INTESTINAL

AQUELLOS QUE UTILIZAN EL PODER REDUCTOR:

Tejidos que llevan a cabo activamente síntesis de ácidos grasos(HÍGADO, ADIPOSO, GLÁNDULA MAMARIA LACTANTE)

Tejidos que llevan a cabo activamente síntesis de colesterol(HÍGADO, GLÁNDULA ADRENAL, GÓNADAS)

Células que están expuestas al oxígeno(ERITROCITOS Y CÉLULAS DEL CRISTALINO)

Radical superóxido .O2-

Peróxido de hidrógeno H2O2

Radical hidroxilo libre .OH

ÁCIDO ASCÓRBICO

GLUTATIÓN REDUCIDO

EL NADPH Y EL GLUTATIÓN PROTEGEN A LA CÉLULA FRENTE A ESPECIESREACTIVAS DE OXÍGENO

PARAREGENERARLA POZA DEGLUTATIÓNREDUCIDOSE REQUIEREDE NADPH

GLUCOSA 6-FOSFATO

RIBULOSA 5-FOSFATO

RIBOSA 5-FOSFATO (C5) XILULOSA 5-FOSFATO (C5)

GAP (C3) SEDOHEPTULOSA 7-FOSFATO (C7)

FRUCTOSA 6-FOSFATO (C6) ERITROSA 4-FOSFATO (C4) XILULOSA5-FOSFATO

(C5)

FRUCTOSA 6-FOSFATO (C6) GAP (C3)

2 NADP+

2 NADPH

2ª ETAPA (no oxidativa)

1ª ETAPA (oxidativa)

VISIÓN GENERAL DE LAS DOS ETAPAS DE LA VÍA DE LAS PENTOSAS FOSATO

LA 2ª ETAPA NO OXIDATIVA RECICLA LAS PENTOSAS FOSFATO A GLUCOSA6-FOSFATO

LA VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO Y LA GLUCÓLISIS

ESTÁN RELACIONADAS

A TRAVÉS DE LA TRANSCETOLASA Y LA TRANSALDOLASA

ETAPA NO OXIDATIVA

C5 + C5 C3 + C7

C3 + C7 C6 + C4

C4 + C5 C6 + C3

Transcetolasa

Transaldolasa

Transcetolasa

FORMACIÓN DE DOS HEXOSAS Y UNA TRIOSA A PARTIR DE TRES PENTOSAS

3 C5 2C6 + C3

Xilulosa5-fosfato

Ribosa5-fosfato

Gliceraldehído3-fosfato

Desoheptulosa7-fosfato

TRANSCETOLASA

C5 + C5 C3 + C7

C3 + C7 C6 + C4

Fructosa6-fosfato

Gliceraldehído3-fosfato

Desoheptulosa7-fosfato

Eritrosa4-fosfato

Eritrosa4-fosfato

Fructosa6-fosfato

Gliceraldehído3-fosfato

Xilulosa5-fosfato

TRANSCETOLASA

C4 + C5 C6 + C3

Xilulosa5-fosfato

Ribosa5-fosfato

+2

Fructosa6-fosfato

Gliceraldehído3-fosfato

3

Ribosa5-fosfato

EL EXCESO DE RIBOSA 5-FOSFATO FORMADO EN LA VÍA DE LASPENTOSAS FOSFATO PUEDE CONVERTIRSE COMPLETAMENTE

EN INTERMEDIARIOS GLUCOLÍTICOS

Por acción de una isomerasay una epimerasa

DIFERENCIAS EN EL MECANISMO CATALÍTICO DE LAS TRANSCETOLASAY LA TRANSALDOLASA

AMBAS ESTABILIZAN INTERMEDIARIOS CARBANIÓNICOS

TRANSCETOLASA TRANSALDOLASA

TRANSFIERE: UNIDAD DE DOS CARBONOS UNIDAD DE TRES CARBONOS

REQUIERE A LA TIAMINA PIROFOSFATOTPP (ANILLO DE TIAZOL)

NO TIENE GRUPO PROSTÉTICOFORMA UNA BASE DE SCHIFFENTRE EL GRUPO CARBONILO DE LA CETOSA Y UNA LISINA

MECANISMO CATALÍTICO DE LA TRANSCETOLASA

MECANISMO CATALÍTICO DE LA TRANSALDOLASA

LA ACTIVIDAD DE LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO ESTÁ CONTROLADA POR EL NIVEL DE NADP+

NADP+/NADPH << NAD+/NADH

EL FLUJO DE LA GLUCOSA 6-FOSFATO DEPENDE DE LAS NECESIDADES

DE NADPH, RIBOSA 5-FOSFATO Y ATP

REGULACIÓN DEL DESTINO DE LA GLUCOSA 6-FOSFATO EN 4 CONDICIONES:

SE REQUIERE MÁS RIBOSA 5-FOSFATO QUE NADPH

LAS CÉLULAS EN DIVISIÓN TIENEN ESTA NECESIDAD

GLUCÓLISIS ACTIVA

LAS NECESIDADES DE NADPH Y RIBOSA 5-FOSFATOESTÁN EQUILIBRADAS

ETAPA OXIDATIVA

SE REQUIERE MÁS NADPH QUE RIBOSA 5-FOSFATO

TEJIDO ADIPOSO TIENE ESTA NECESIDAD

GLUCONEOGÉNESISACTIVA

SE REQUIERE NADPH Y ATP

GLUCÓLISIS ACTIVA

LA VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO GENERA NADPH Y SINTETIZA AZÚCARES DE CINCO CARBONOS

CONSTA DE DOS ETAPAS: UNA OXIDATIVA Y UNA NO OXIDATIVA

EL METABOLISMO DE LA GLUCOSA 6-FOSFATO A TRAVÉS DE LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO ESTÁRELACIONADOCON GLUCÓLISIS Y GLUCONEOGÉNESIS