METABOLISMO

INTERMEDIARIO 2Ruta oxidativa de las Pentosas Fosfato

Vía del Fosfogluconato

Desviación de las Hexosas Monofosfato

Una ruta multifuncional

1. Sirve para generar poder reductor en forma de NADPH, que será utilizado en biosíntesis, especialmente de en el hígado, en la glándula mamaria y en la corteza adrenal, que realizan la síntesis reductora de los ácidos grasos y de los esteroides a partir del acetil-CoA. (Virtualmente inexistente en músculo esquelético)

2. Conversión de hexosas en pentosas, especialmente en D-ribosa-5-fosfato (precursor de la síntesis de nucleótidos)

3. Degradación oxidativa de las pentosas para convertirlas en hexosas (siendo éstas sustrato glucolítico)

(En vertebrados)

1. Síntesis de carbohidratos durante la fase oscura de la fotosíntesis en plantas, algas y ciertos microorganismos

Generalidades

• Ruta divergente

• Ocurre en el citoplasma de células animales

• Más de un producto final

• Los productos dependen de la actividad fisiológica de las

células

• Consta de dos fases: 1) oxidativa y 2) no oxidativa

Fase oxidativa

• Consiste en la oxidación y descarboxilación

de la glucosa-6-fosfato

• Los productos son 2 NADPH y ribulosa-5-

fosfato (una pentosa fosfato)

•El sustrato sufre

deshidrogenación en

el carbono 1

Oxidación e hidrólisis

Esta reacción es catalizada por la

glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (=

Zwischenferment), una

deshidrogenasa específica para

NADP+

•La lactona es sustrato de una

lactonasa específica que hidroliza

el enlace éster (la lactona)

abriendo la cadena

Descarboxilación oxidativa

• La enzima: fosfogluconato deshidrogenasa

• El sustrato: 6-fosfogluconato; una fosfohexosa

• Producto: ribulosa-5-fosfato (Ru5P); una

cetopentosa

• Reacción: oxidación del hidroxilo en el C3 para

dar una cetona

• La oxidación promueve la pérdida del carboxilo del C1

en forma de CO2.

• El aceptor de electrones: NADP+

La reducción del NADP+

(igual que del NAD+)

implica la transferencia

de 2e más 1H+ a la

parte de nicotinamida

Descarboxilación estimulada por la oxidación

Oxidación

en el C3

Formación de una

cetopentosa

La isomerización de la Ru5P

• Si es catalizada por la

epimerasa (cambia la

posición del –OH), da

inicio a la fase no oxidativa

de la ruta.

• Si es catalizada por la

isomerasa (cambio de

grupo funcional de cetosa

en aldosa) aporta el

precursor de la síntesis de

nucleótidos

Epimerización de la Ru5P

• Es una isomerización

reversible en el C3 que

produce xilulosa-5-

fosfato

• En muchos tejidos la

ruta termina aquí

• La reacción global es

entonces:

Fase no oxidativa

• Reestructuración de los esqueletos de carbono para

obtener distintos monosacáridos

• Requiere de tres enzimas adicionales

• Ribulosa-5-fosfato 3-epimerasa (isomerasa)

• Transcetolasa (transferasa)

• Transaldolasa (transferasa)

• Productos múltiples

Reacciones no oxidativas• Con las pentosas fosfato formadas en la fase oxidativa,

hay reacomodo de átomos de carbono y condensaciones.

• Las transferasas combinan una molécula donadora de grupo ceto o aldehído al aceptor apropiado.

5+5=3+7: operación de la transcetolasa

1. Combina dos pentosas: una cetosa más

una aldosa y el resultado es una triosa + una

heptosa (10 carbonos en juego)

2. En la reacción participa el pirofosfato de tiamina como coenzima a la cual

se une la Xu5P (una cetosa) para poder romperla y convertir el fragmento de

2C en donador del grupo ceto y liberar una aldosa (G3P)

La transaldolasa actúa después de la

transcetolasa: 7+3=4+6

• La sedoheptulosa (de 7C) es partida en una tetrosa-P y una triosa.

• La triosa (un residuo de dihidroxiacetona) acepta al aldehído (del gliceraldehído-3-fosfato) para formar una hexosa (F6P)

• En el sitio activo de la transaldolasa se encuentra una lisina a la cual se une el carbono carbonílico de la heptosa para favorecer su escisión.

Este carbono acepta el grupo aldehído

del G3P

Resultado final

• Partiendo pentosas-P se obtienen triosas-P, tetrosas-P, heptosas-P y hexosas-P

• Si hay demanda de hexosas-fosfato, entonces el producto neto es glucosa-6P y fructosa-6P

Funciones de la ruta

Un ruta cíclica que genera poder

reductor para la biosíntesis en

citoplasma

Un ruta lineal netamente

oxidativa (de hexosas y/o de

pentosas) para la obtención de

energía química.

Un ruta lineal que aporta esqueletos

de carbono para síntesis de

nucleótidos y poder reductor

Regulación de la ruta

• La reacción de la glucosa-6-fosfato deshidrogenasaconstituye el paso limitante.

• Esta enzima está regulada por la disponibiliad del NADP+

• Siempre que el NADPH sea utilizado en vías de síntesis reductora, los aumentos en la concentración de NADP+

estimulan la ruta de las pentosas fosfato para regenerar el NADPH.

Biosíntesis de lípidos

NADP+ NADPH