calea pentozofosfat calea uronica
TRANSCRIPT
1
Calea pentozofosfat
• Definiţie
• Localizare
• Etape
• Reacţii
• Reglare
Calea pentozofosfat
Definiţie
Cale de transformare a glucozo-6-fosfatului cu scopul de a obţine
• NADPH necesar pentru
- sinteza acizilor graşi, colesterolului, hormonilor steroizi
- neutralizarea speciilor reactive ale oxigenului (ROS)
- sinteza NO (sub acţiunea NO sintetazei din endoteliul vascular)
- sinteza O2.- (sub acţiunea NAPH oxidazei din fagolizozomi), precursor
al ClO- şi a OH., speciile reactive implicate in distrugerea
bacteriilor fagocitate
• Ribozo-5-fosfat necesar pentru
- sinteza nucleotidelor & coenzimelor nucleotidice
Localizare
• Ficat
• Corticosuprarenale
• Glande sexuale
• Glanda mamară în timpul lactaţiei
2
Calea pentozofosfat - Etape
I. Etapa oxidativă – ireversibilă !
Glc-6P + 2 NADP+ + H2O Ribulozo-5P + 2 NADPH + CO2
II. Etapa de interconversie a monozaharidelor fosforilate
- reversibilă !
Ribulozo-5P
C5
Ribozo-5PC5
Xilulozo-5PC5
Fru-6P + GA3P
C6 C3
Intermediari glicolitici
Reacţiile fiind reversibile permite sinteza ribozo- 5P pornind de la Fru-6P şi GA3P!
Calea pentozofosfat – Etapa I
Glucozo-6-fosfat + 2NADP+ + H2O → Ribulozo-5-fosfat + 2NADH + 2H+ + CO2
3
Calea pentozofosfat – Etapa II
• Izomerizarea & epimerizarea ribulozo-5P
• Transformarea Rib5P şi Xil5P în Fru6P şi GA3P
Calea pentozofosfat – Etapa II
=> Din 3 pentoze fosforilate rezultă 2 Fru6P şi 1 GA3P
4
Reacţiile catalizate de transcetolază
Reacţia catalizată de transaldolază
5
Calea pentozofosfat - Reglare
Se realizează la nivelul glucozo 6-fosfat dehidrogenazei!
Soarta glucozo-6-fosfatului depinde de necesităţile celulei
Soarta Glc6P depinde de necesarul de NADPH, ribozo-5-fosfat şi ATP.
=> Calea pentozo fosfaţilor poate opera în 4 moduri diferite.
Exemplu:
Celulele care se divid rapid
au nevoie mai ales de precursori ai
nucleotidelor pentru sinteza ADN
Glicoliza
=> Etapa 1 a căii pentozo fosfaţilor este neutilizată!
Utilizează fructozo-6-fosfatul
şi gliceraldehid-3-fosfatul din
glicoliză care intra in etapa 2 a
caii pentozo fosfatilor
=> ribozo-5-fosfat
Modul 1: Este necesar mai mult ribozo-5-fosfat decât NADPH
6
Modul 2: Necesarul de NADPH şi ribozo 5-fosfat este echilibrat
Reacţia generală :
Glucozo 6-fosfat + 2 NADP+ + H2O = Ribozo 5-fosfat + 2 NADPH + 2 H+ + CO2
Etapa 1 a căii pentozo fosfaţilor
Pentozofosfat
izomeraza
Modul 3: Este necesar mai mult NADPH decât ribozo 5-fosfat
Glucozo 6-fosfatul este complet oxidat la CO2.
Sunt necesare 3 seturi de reacţii
Exemplu:
ţesutul adipos unde este
necesară o cantitate mare
de NADPH pentru sinteza
acizilor graşi
Suma reacţiilor:
Glucozo 6-fosfat + 12 NADP+ + 7 H2O = 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+ + Pi
Regenerarea glucozo 6-P
din pentoză
7
Modul 4: Este necesar atât NADPH cât şi ATP
Glucozo 6-fosfatul este convertit in piruvat
Se generează NADPH, NADH şi ATP
5 din cei 6 atomi ai glucozo 6-P
sunt transformaţi în piruvat
Reacţia generală:
3 Glucozo 6-fosfat + 6 NADP+ + 5 NAD+ + 5 Pi + 8 ADP =
5 piruvat + 3 CO2 + 6 NADPH + 5 NADH + 8 ATP + 2 H2O + 8 H+
Procentul de glucoză metabolizată prin calea pentozo
fosfaţilor depinde de ţesut
Scopul principal al căii este producerea NADPH pentru sinteză
=> este dominantă în ţesuturile care sintetizează acizi graşi si/sau
steroizi din acetil-CoA
Ficat: 5-10%
Ţesut adipos: 30 – 50%
Eritrocite: 10% (NADPH este necesar pentru reducerea glutationului)
Glanda tiroidă, rinichi, creier: 3 – 5%
Muşchi: activitate foarte scazută
8
Rolul NADPH în descompunerea ROS
Specii
reactive ale
oxigenului
(ROS)
Deficienţa de glucozo-6-fosfat dehidrogenază conduce la anemie hemolitică
dar şi la rezistenţa la infecţia cu Plasmodium falciparum (parazitul malariei)!
Metabolismul Gal, Fru si Man
9
Metabolismul Galactozei (Gal)
Gal + ATP Gal-1P + ADPGalacto kinaza
Gal-1P + UDP-Glc UDP-Gal + Glc-1PTransferaza
Glicoproteine
Glicozaminoglicani
Glicolipide
Lactoza UDP-GlcUA
Conjugare
UDP-Gal UDP-Glc Epimeraza
Glicogen
Deficienţa => Galactozemie & Galactozurie şi acumulare
de galactitol dacă galactoza este prezentă în dietă
Galactitol
Aldozo
reductazaNADPH
Deficienţa => Galactozemia clasică
Acumulare de Gal-1P & galactitol în
nervi, cristalin, ficat , rinichi => alterare
hepatică, retardare mintală, cataractă
Sinteza lactozei
Localizare: glanda mamară în timpul lactaţiei
UDP-Gal + Glc βGal1-4-GlcGal transferaza
LactozaUDP
Proteina A
(Gal transferază)
Proteina B
(α-lactalbumină)Proteina A
(Gal transferază)
Proteina B
(α-lactalbumină)
UDP-Gal + GlcNAc N-Acetillactozamină
Gal transferază cu specificitate
pentru substrat modificată!
Prolactina = activator, respectiv progesterona = inhibitor al sintezei proteinei B
10
Sinteza lactozei
Glucoza Glucoza
Glucoza UDP-Galactoza UDP-Galactoza
GT
α-La
LACTOZA
Aparat Golgi
UDP-Glucoza
Glucozo 1-fosfatUTP
PPiGlucozo 6-fosfat
Metabolismul Fructozei (Fru)
Fru + ATP Fru-1P + ADPFructo kinaza
Fru-1P Gliceraldehida + DHAP Aldolaza B
Gliceraldehida + ATP GA3PTriozokinaza
=> DHAP si GA3P = intermediari glicolitici
Deficienţa => Fructozurie esenţială
=> Eliminare Fru în urină
Benignă & Asimptomatică
Deficienţa => Intoleranţa ereditară la fructoză
=> Acumularea intracelulară a Fru-1P
=> Hipoglicemie, vomă, icter, hepatomegalie, hiperuricemie
11
Calea poliol = sursă de fructoză
GlcAldozo reductaza
NADPH NADP+
SorbitolSorbitol DH
NAD+ NADH
Fru
Cristalin & Neuroni
Ficat & Vezicule seminale
Glc (diabet) => intensificarea căii poliol
=> acumularea sorbitolului în cristalin şi neuroni
=> cataracta şi neuropatia periferică
Calea uronică - Sinteza GlcUA
UDP- Glc UDP-Glc DH
2 NAD+ 2NADH
UDP-Glucuronat
Conjugare
Glicozaminoglicani
COO-
HOOH
OH
O CO R
O
OH
OHHO
COO-
UDP
R COOH
OH
O
OH
OHHO
COO-
(ex. Bilirubina)
(ex. Steroizi inactivi)
Conjugarea bilirubinei & steroizilor inactivi
Localizare: hepatocite (reticul endoplasmic)
(GlcUA)Forma “activa”
a glucozei Forma “activa” a
acidului glucuronic
12
Calea uronică- Soarta UDP-GlcUA
=> eliminare urinară de xiluloză
Deficienţa =>Pentozuria esenţială
(clinic asimptomatică)