Pentoz Aşamaları ve İlgili Hastalıkların Yolları



pentozların yolu Heksoz monofosfatın sapması olarak da bilinen fosfat, DNA, RNA, ATP, NADH, FAD ve koenzim A gibi nükleotit ve nükleik asit sentezi yolları için gerekli olan nihai ürün olarak ribozomlara sahip olan temel bir metabolik yoldur..

Aynı zamanda, çeşitli enzimatik reaksiyonlarda kullanılan NADPH'yi (nikotinamid adenin dinükleotit fosfat) üretir. Bu rota çok dinamik ve hücrelerin anlık ihtiyaçlarına bağlı olarak ürünlerini adapte edebiliyor.

ATP (adenozin trifosfat) hücrenin "enerji para birimi" olarak kabul edilir, çünkü hidrolizi çok çeşitli biyokimyasal reaksiyonlara bağlanabilir.

Aynı şekilde, NADPH, diğerleri arasında, yağ asitlerinin indirgeyici sentezi, kolesterol sentezi, nörotransmiter sentezi, fotosentez ve detoksifikasyon reaksiyonları için ikinci bir temel enerji para birimidir..

NADPH ve NADH yapı olarak benzer olsalar da, biyokimyasal reaksiyonlarda birbirlerinin yerine kullanılamazlar. NADPH, indirgeyici biyosentezi için belirli metabolitlerin oksidasyonunda serbest enerji kullanımına katılır..

Buna karşılık, NADH ATP sentezlemek için metabolitlerin oksidasyonundan serbest enerjinin kullanımında rol oynar.

indeks

  • 1 Tarihçe ve konum
  • 2 İşlev
  • 3 Aşama
    • 3.1 Oksidatif faz
    • 3.2 Oksidatif olmayan faz
  • 4 İlgili hastalıklar
  • 5 Kaynakça

Tarih ve yer

NADP'nin keşfi kendisine atfedilen araştırmacı Otto Warburg sayesinde bu rotanın varlığının belirtileri 1930 yılında başladı.+.

Bazı gözlemler rotanın keşfedilmesine izin verdi, özellikle florid iyonu gibi glikoliz inhibitörlerinin varlığında solunumun devam etmesi.

Daha sonra, 1950 yılında bilim adamları Frank Dickens, Bernard Horecker, Fritz Lipmann ve Efraim Racker pentoz fosfat yolunu tanımladı..

Meme bezleri, yağ dokusu ve böbrekler gibi kolesterol ve yağ asitlerinin sentezinde yer alan dokular, yüksek konsantrasyonlarda pentoz fosfat enzimlerine sahiptir..

Karaciğer de bu yol için önemli bir dokudur: pentoz fosfat yolunun enzimleri sayesinde bu dokudaki glikoz oksidasyonunun yaklaşık% 30'u oluşur..

fonksiyonlar

Pentoz fosfat yolu, hücrede karbonun homeostazını korumaktan sorumludur. Benzer şekilde, yol, amino asitlerin sentezinde rol oynayan nükleotidlerin ve moleküllerin öncüllerini de sentezler (peptitlerin ve proteinlerin yapısal blokları).

Enzimatik reaksiyonlar için azaltıcı güç kaynağıdır. Ek olarak, anabolik reaksiyonlar ve oksidatif strese karşı savunma işlemleri için gerekli molekülleri sağlar. Pistin son aşaması stres durumlarında redoks işlemlerinde kritiktir.

fazlar

Pentoz fosfat yolu, hücresel sitosolde iki fazdan oluşur: glukoz-6-fosfatın riboz-5-fosfata oksidasyonu ile NADPH üreten bir oksidatif olan; ve oksidatif olmayan, üç, dört, beş, altı ve yedi karbondan oluşan şekerlerin iç içe geçmesini içerir.

Bu rota, Calvin döngüsü ve glikolize alternatif olan Entner-Doudoroff yolu ile ortak reaksiyonlar sunar..

Oksidatif faz

Oksidatif faz, glukoz-6-fosfat molekülünün karbon l'de dehidrojenasyonu ile başlar. Bu reaksiyon, NADP ile yüksek bir spesifikliğe sahip olan glikoz-6-fosfat dehidrojenaz enzimi tarafından katalize edilir.+.

Bu reaksiyonun ürünü 6-fosfonoakoncono-δ-laktondur. Daha sonra, bu ürün, 6-fosfoglukonat verecek şekilde laktonaz enzimi ile hidrolize edilir. Son bileşik, 6-fosfoglukonat dehidrojenaz enzimi tarafından alınır ve ribuloz 5-fosfat halini alır..

Fosfopentoz izomeraz enzimi, ribüloz 5-fosfatın izomerleştirilmesi ile riboz 5-fosfatın sentezini içeren oksidatif fazın son basamağını katalize eder.

Bu reaksiyon dizisi, bu enzimatik yolağa giren glukoz 6-fosfat molekülü başına iki NADPH molekülü ve bir molekül riboz 5-fosfat molekülü üretir..

Bazı hücrelerde, NADPH gereksinimleri riboz 5-fosfatın gereklerinden daha büyüktür. Bu nedenle, transketolaz ve transaldolaz enzimleri, 5-fosfat riboz alır ve oksidatif olmayan faza yol açan, gliseraldehit 3-fosfat ve fruktoz 6-fosfata dönüştürür. Bu son iki bileşik glikolitik yolağa girebilir.

Oksidatif olmayan faz

Faz, pentoz-5-fosfat epimeraz enzimi tarafından katalize edilen bir epimerizasyon reaksiyonu ile başlar. Ribulose-5-fosfat bu enzim tarafından alınır ve ksilüloz-5-fosfata dönüştürülür.

Ürün, ksilüloz-5-fosfatın riboz-5-fosfata geçişini katalize eden koenzim tiamin pirofosfat (TTP) ile birlikte hareket eden transketolaz enzimi tarafından alınır. Ketozun aldoza aktarılmasıyla, gliseraldehit-3-fosfat ve sedoheptuloz-7-fosfat üretilir..

Daha sonra, transaldolaz enzimi, C3'ü sedoheptüloz-7-fosfat molekülünden, dört karbonlu bir şeker (eritroz-4-fosfat) ve altı-karbon şeker (fruktoz-6) üreten gliseraldehit-3-fosfata aktarır. -fosfat). Bu ürünler glikolitik yolu besleyebilir.

Enzim transketosala, ksilüloz-5-fosfatın bir C2'sini eritroz-4-fosfata aktarmak üzere tekrar etki eder, bu da fruktoz-6-fosfat ve gliseraldehit-3-fosfata yol açar. Önceki adımda olduğu gibi, bu ürünler glikolize girebilir.

Bu ikinci faz, NADPH üreten yolları ATP ve NADH'nin sentezlenmesinden sorumlu olanlarla birleştirir. Ek olarak, fruktoz-6-fosfat ve gliseraldehit-3-fosfat ürünleri glukoneogenezise girebilir.

İlgili hastalıklar

Farklı patolojiler, bu nöromüsküler hastalıklar ve farklı kanser türleri arasındaki pentoz fosfat yolu ile ilişkilidir..

Klinik çalışmaların çoğu, glukoz-6-fosfat dehidrojenazın aktivitesini ölçmeye odaklanır, çünkü yolu düzenlemeden sorumlu ana enzimdir.

Anemiye duyarlı bireylere ait kan hücrelerinde, glukoz-6-fosfat dehidrojenazın düşük enzimatik aktivitesine sahiptirler. Aksine, gırtlaktaki karsinoma bağlı hücre çizgileri yüksek enzim aktivitesi sergiler.

NADPH, oksidatif strese karışan reaktif oksijen türlerine karşı korumada kilit bir peptid molekülü olan glutatyonun üretimine katılmaktadır..

Farklı kanser türleri, pentoz yolunun aktivasyonuna yol açar ve metastaz, anjiyogenez ve kemoterapi ve radyoterapi tedavilerine verilen tepkilerle ilişkilidir..

Öte yandan, NADPH üretiminde bir eksiklik olduğunda kronik granülomatöz hastalık gelişir.

referanslar

  1. Berg, J.M., Tymoczko, J.L., Stryer, L (2002). biokimya. WH Freeman
  2. Konagaya, M., Konagaya, Y., Horikawa, H., & Iida, M. (1990). Nöromüsküler hastalıklarda pentoz fosfat yolu-kas glukozu 6-fosfat dehidrogenaz aktivitesinin ve RNA içeriğinin değerlendirilmesi. Rinsho Shinkeigak. Klinik nöroloji, 30(10), 1078-1083.
  3. Kowalik, M.A., Columbano, A., & Perra, A. (2017). Hepatoselüler karsinomda pentoz fosfat yolunun yükselen rolü. Onkolojide Sınırlar, 7, 87.
  4. Patra, K.C., ve Hay, N. (2014). Pentoz fosfat yolu ve kanser. Biyokimya bilimlerindeki eğilimler, 39(8), 347-354.
  5. Stincone, A., Prigione, A., Cramer, T., Wamelink, M., Campbell, K., Cheung, E., ... & Keller, M.A. (2015). Metabolizmanın geri dönüşü: pentoz fosfat yolunun biyokimyası ve fizyolojisi. Biyolojik Yorumlar, 90(3), 927-963.
  6. Voet, D., ve Voet, J.G. (2013). biokimya. Artmed Yayınevi.