Va de las pentosas fosfato o del fosfogluconato

Vía de las pentosas fosfato o del fosfogluconato Bioq. María Victoria Aguirre Prof. Titular Química Biológica II Fa. CENA- UNNE

Objetivos Conocer las principales etapas de la vía de las pentosas Identificar las conexiones con la vía glucolítica Interpretar su rol fisiológico en los diferentes tejidos, especialmente en el metabolismo eritrocitario

Definición La ruta de las pentosas fosfato (ruta del fosfogluconato) es una ruta alternativa para la degradación de la glucosa, cuya función principal es la de producir NADPH, la fuente de equivalentes de reducción para las biosíntesis, y la ribosa-5 -fosfato (R 5 P), el precursor de los ácidos nucleicos, a partir de G 6 P.

Tejidos donde se produce: Los tejidos que sintetizan ácidos grasos y colesterol activamente (hígado, glándula mamaria, tejido adiposo, testículos y corteza adrenal) El eritrocito, para poder generar glutatión reducido, esencial para su estructura y viabilidad. Aproximadamente un 20 -30% de la oxidación de la glucosa en hígado tiene lugar a través de esta vía. Otros tejidos no lo utilizan prácticamente como el músculo esquelético.

Compatimentalización celular: Las enzimas de la ruta se encuentran en el citosol, lugar donde están también las enzimas implicadas en la síntesis de los ácidos grasos.

Características de la vía de las pentosas La vía de las hexosas monofosfato, vía de las pentosas fosfato, o vía del fosfogluconato, consiste oxidación irreversibles, seguidas de reacciones de interconversión, reversibles, entre azúcares-fosfato. de dos reacciones de Desde el punto de vista energético, no se produce ni consume ATP en el ciclo.

FASE OXIDATIVA: genera por cada molécula de glucosa; 2 moléculas de NADPH, 1 de ribulosa-5 -fosfato y una molécula de CO 2. Consta de 3 reacciones. REACCION 1

Reacción 2

Reacción 3:

Fase no oxidativa Incluye la interconversión de azúcares de tres, cuatro, cinco y siete átomos de Carbono. Las enzimas de la vía son: - fosfopentosa isomerasa - la fosfopentosa epímerasa - la transcetolasa (su coenzima es la tiamina pirofosfato, un derivado de la tiamina) y - la transaldolasa.

Esquema resumido de las interconversiones

El proceso general se puede representar por 3 G 6 P + 6 NADP+ + 3 H 2 O 6 NADPH + 6 H+ + 3 CO 2 + 2 F 6 P + G 3 P Aunque el proceso se puede dividir en tres etapas: 1. Reacciones oxidativas que proporcionan NADPH y Ru 5 P (ribulosa-5 fosfato) 3 G 6 P + 6 NADP+ + 3 H 2 O--- 6 NADPH + 6 H+ + 3 CO 2 + 3 Ru 5 P 2. Isomerización y epimerización, que transforman la Ru 5 P en R 5 P (ribosa -5 -fosfato) o en Xu 5 P (xilulosa-5 -fosfato) 3 Ru 5 P ---- R 5 P + 2 Xu 5 P 3. Una serie de reacciones que convierten dos Xu 5 P y un R 5 P en dos moléculas de F 6 P y una de G 3 P (gliceraldehido-3 -fosfato) R 5 P + 2 Xu 5 P ---- « 2 F 6 P + G 3 P

Características Estas reacciones permiten que la ribulosa 5 fosfato (producida en la parte oxidativa de la vía) pueda ser convertida en ribosa 5 -fosfato, necesaria para la síntesis de nucleótidos; o bien intermediarios de la glucolisis, como la fructosa 6 P y el gliceraldehído 3 P. Por tanto, la vía de las pentosas fosfato no es un ciclo aislado y repetitivo, está integrada a la glucólisis. La parte no oxidativa de la vía de las penosas fosfato está controlada principalmente por el aporte de intermediarios. La única coenzima necesaria en esta parte de la vía es la tiamina pirofosfato en la reacción de la transcetolasa

Conversión de pentosas fosfato a intermediarios de la glucólisis. Muchas células que llevan a cabo reacciones reductoras que tienen mayor necesidad por NADP que por ribosa 5 -fosfato. En estos casos, la transcetolasa y transaldolasa convierten la ribosa 5 -fosfato producida como producto final de la reacción oxidativa en gliceraldehído 3 -fosfato y fructosa 6 -fosfato, que son intermediarios de la glucólisis.

BQCA ROSANA PATRICIA SOTO

Via de las pentosas fosfato: Modalidades 1. 2. 3. 4. Se requiere tanto NADPH como ribosa-5 -P Se requiere más ribosa-5 -P Se requiere mucho más NADPH que Ribosa 5 P Se requiere ATP y NADPH pero no Ribosa 5 P.

Tanto NADPH como R 5 P se necesitan en la célula: En este caso predominan las cuatro reacciones primeras de la ruta de las pentosas fosfato. G 6 P + 2 NADP+ + H 2 O R 5 P + CO 2 + 2 NADPH + 2 H+

Se necesita más R 5 P que NADPH. Se puede sintetizar R 5 P sin producir NADPH si las reacciones primeras de la ruta de las pentosas fosfato no se producen. Las reacciones no oxidativas pueden proveer de ribosa 5 -fosfato a partir de fructosa-6 -fosfato en ausencia de los pasos oxidativos En este caso, es el F 6 P y la G 3 P, pero no el G 6 P, los que se utilizan (provenientes de la glicolisis), y mediante las enzimas transcetolasa y transaldolasa son convertidos en R 5 P.

Se necesita más NADPH que R 5 P. Esto se puede realizar si la G 6 P entra en la ruta de las pentosas fosfato para producir NADPH y el R 5 P producido se recicla a F 6 P y G 3 P que puede formar G 6 P mediante la gluconeogénesis. 6 G 6 P + 12 NADP+ + 6 H 2 O 5 G 6 P + 6 CO 2 + 12 NADPH + 12 H+ + Pi (Notar que se han formado 6 de CO 2 a partir de un G 6 P neto)

Se necesita ATP y NADPH pero no R 5 P. Esto se puede realizar si la G 6 P entra en la ruta de las pentosas fosfato para producir NADPH y el R 5 P producido se recicla a F 6 P y G 3 P que van a la glucolisis para generar ATP formando Piruvato que a su vez podría generar más ATP posteriormente mediante el ciclo de Krebs 3 G 6 P + 5 NAD+ + 6 NADP+ + 8 ADP + 5 Pi 5 Pyr + 3 CO 2 + 5 NADH + 6 NADPH + 8 ATP + 2 H 2 O + 8 H+

Metabolismo de glúcidos en hematíes • Glucólisis anaeróbica (vía de Embden Meyerhof) 2 ATP/glucosa Ø Desvío de Rapoport Luebering 2, 3 DPG (10 -20% de la Glucosa) Ø Reacción de la Hb reductasa acción de la metahemoglobina reductasa con NADH • Vía de las pentosas NADPH glutatión reducido (10% de la Glucosa)

Vía de las pentosas en eritrocitos: generación del glutatión reducido

Uso del NADPH ³ GSSG + NADPH ’GSH + NADP+ ³ La oxidación de los grupos tioles e precipitación de la Hb e cuerpos de Heinz e membrana e daño de la hemólisis

Conclusiones La vía de las pentosas es una vía catabólica oxidativa de la Glucosa alternativa no obligatoria (no se produce en todos los tejidos) No rinde directamente ATP Se produce en tejidos que requieren fuerza reductora de NADPH para biosíntesis de ácidos grasos , esteroides o glutatión reducido Se produce en tejidos donde se necesita Ribosa 5 P para la síntesis de ác. nucleicos o Co. A. Se conecta con la glucólisis a través de G 3 P y F 6 P