Пентозофосфатный путь превращений глюкозы

ПФП является альтернативным путем окисления глюкозы. Он не приводит к синтезу АТФ, но поставляет клеткам кофермент НАДФН·Н⁺, а также обеспечивает клетки рибозой. НАДФН·Н⁺, использующийся как донор водорода в реакциях восстановления, участвует в реакциях биосинтеза жирных кислот и холестерина, а также в реакциях гидроксилирования, играющих важную роль в функционировании микросомальной цепи обезвреживания чужеродных веществ. Рибоза участвует в синтезе нуклеотидов и нуклеиновых кислот, а также аминокислоты гистидина.

ПФП может функционировать в печени, жировой ткани, молочной железе, коре надпочечников, эритроцитах и органах, где активно протекают восстановительные синтезы, например синтез жирных кислот. Все ферменты ПФП локализованы в цитозоле.

Химизм

1 реакция: дегидрирование глюкозо-6-фосфата

Реакцию катализирует глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, ключевой фермент пентозофосфатного цикла. Образовавшийся в ходе реакции 6-фосфоглюконолактон - соединение нестабильное, которое спонтанно, либо под действием специфической лактоназы гидролизуется.

2 реакция: гидролиз 6-фосфоглюконолактона с образованием 6-фосфоглюконата. Равновесие суммарной реакции сильно смещено в сторону образования НАДФ·Н⁺.

3 реакция: дегидрирование и декарбоксилирование 6-фосфоглюконата с образованием рибулозо-5-фосфата.

Превращение глюкозо-6-фосфата до рибулозо-5-фосфата принято называть окислительной фазой пентозофосфатного цикла. Фаза от рибулозо-5-фосфата до образования вновь глюкозо-6-фосфата называется неокислительной или анаэробной фазой этого цикла.

4 реакция: изомеризация пентозофосфатов. Рибулозо-5-фосфат под действием ферментов рибозофосфатизомеразы и рибулозо-5-фосфат-3-эпимеразы может обратимо изомеризоваться в другие пентозы: рибозо-5-фосфат, ксилулозо-5-фосфат.

В некоторых случаях ПФП на этом заканчивается. И тогда суммарное уравнение реакции выглядит так:

глюкозо-6-фосфат + Н₂О + 2НАДФ⁺ ® рибозо-5-фосфат + 2НАДФН·Н⁺ +СО₂

Однако многие клетки нуждаются в большем количестве НАДФН·Н⁺ (для восстановительных синтезов), чем требуется рибозо-5-фосфата (для включения в нуклеотиды). В таких случаях рибозо-5-фосфат превращается в глицеральдегид-3-фосфат и фруктозо-6-фосфат под действием двух ферментов: транскетолазы и трансальдолазы. Эти ферменты создают обратимую связь между ПФП и гликолизом, катализируя следующие реакции:

5) ксилулозо-5-фосфат + рибозо-5-фосфат ® седогептулозо-7-фосфат + глицеральдегид-3-фосфат

6) седогептулозо-7-фосфат + глицеральдегид-3-фосфат ® эритрозо-4-фосфат + фруктозо-6-фосфат*

7) ксилулозо-5-фосфат + эритрозо-4-фосфат ® фруктозо-6-фосфат* + глицеральдегид-3-фосфат*

Суммируя эти реакции, получаем: 2 ксилулозо-5-фосфат + рибозо-5-фосфат ® 2 фруктозо-6-фосфат + глицеральдегид-3-фосфат

Итак, избыток рибозо-5-фосфата, образованный в ПФП, может превращаться в метаболиты гликолиза.

Дата добавления: 2015-07-13