Vía de las pentosas fosfato

VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

- Proceso alternativo de la glucolisis

- Vía anabólica que utiliza una hexosa (glucosa) para generar azúcares de 5 C (pentosas) necesarias para formar nucleótidos y equivalentes reducidos NADPH.

- Ruta de degradación con función de biosíntesis: proporciona NADPH y ribosa-5-p para reacciones de biosíntesis, pero también puede degradar glucosa o pentosas de los nucleótidos procedentes de la dieta hasta CO2 y H2O. 

¿Para qué se usa el NADPH? Reacción de biosíntesis de ácidos grasos, esteroides y ácidos biliares. En el eritrocito regeneran glutation reducido y la reducción de la hemoglobina oxidada. En hígado se usa para desintoxicar y eliminar medicamentos.

- Actúa en el citosol

- Tejido adiposo y hepático, corteza suprarenal y glóbulos rojos. 

- Tiene 2 funciones principales:

1. Proporcionar equivalentes reductores (en forma de NADPH) para la biosíntesis reductora y hacer frente a la agresión oxidativa.
2. Proporcionar ribosa-5-fosfato para la biosíntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos.

- Actúa para metabolizar las pentosas del alimento, procedentes principalmente de la digestión de los ácidos nucleicos.

- Se divide en 2 fases: 

• Fase oxidativa, donde se produce el NADPH+H
• Fase no oxidativa, donde se generan diversos monosacáridos.

(Las reacciones tienen lugar en el citoplasma celular)

Dato: La diferencia entre en NAD y el NADP es que las enzimas ligadas al nucleótido de nicotinamida, cuya función principal es oxidar sustratos, utilizan el par NAD/ NADH, mientras que las enzimas que actúan fundamentalmente en una dirección reductora emplean el NADP y el NADPH. Dado que el NADPH se utiliza para la biosintesis de los ácidos grasos y los esteroides, algunos tejidos como las glándulas suprarrenales, el hígado, el tejido adiposo y la glándula mamaria tienen un contenido abundante de enzimas de la VPP. 

Fase oxidativa: generación de poder reductor en forma de NADPH

Genera por cada molécula de glucosa; 2 moléculas de NADPH, 1 molécula de ribulosa-5-fosfato y 1 molécula de CO2. Consta de 3 reacciones:

1. Reacción I: Oxidación de la glucosa-6-fosfato a 6-fosfogluconolactona por la enzima glucosa-6-fosfato deshidrogenasa.
2. Reacción II: Hidrólisis de la 6-fosfogluconolactona por la 6-fosfoglucolactonasa a 6-fosfogluconato. 
3. Reacción III: Descarboxilación oxidativa de 6-fosfogluconato para dar CO2, otro NADPH y ribulosa-5-fosfato (una pentosa fosfato).

Resultado neto de la fase oxidativa = 2 moléculas de NADPH, oxidación de 1 C a CO2 y síntesis de 1 molécula de pentosa fosfato por G6P. 

Fase no oxidativa: destinos alternativos de las pentosas fosfato

Parte de la ribulosa-5-fosfato producida en la fase oxidativa se convierte en ribosa-5-fosfato por la fosfopentosa isomerasa. La reacción se produce a través de un intermediario enediol, igual que en 2 reacciones diferentes de la glucólisis (las catalizadas por la triosa fosfato isomerasa y la fosfoglucoisomerasa).

1) Isomerización. La ruta se inicia con la ribulosa-5-fosfato y la ribosa-5-fosfato, habiéndose formado esta última por la fosfopentosa isomerasa. La fosfopentosa epimerasa convierte la ribulosa-5-fosfato en su epímero, la xilulosa-5-fosfato.

2) Epimerización. Un mol de xilulosa-5-fosfato reacciona a continuación con un mol de ribosa-5-fosfato. La reacción la cataliza la trascetolasa, que transfiere un fragmento de 2 C desde la xilulosa-5-fosfato a la ribosa-5-fosfato para dar una triosa fosfato, el gliceraldehído-3-fosfato y un ázucar de 7 C, la sedoheptulosa-7-fosfato. La transcetolasa necesita de TPP como cofactor, de manera que el fragmento de 2 C se une de forma transitoria al C 2 del anillo de tiazol del TPP.

3) Tranaldolización. La transaldolasa actúa sobre los 2 productos de la reacción de la transcetolasa, con la transferencia de una unidad dihidroxiacetona de 3 C, procedente del sustrato de 7 C, al sustrato de 3 C. Los productos son un azúcar fosfato de 4C y un ázucar fosfato de 6C: la eritrosa-4-fosfato y la fructosa-6-fosfato. 

4) Transcetolización. Reacción final del catabolismo de las pentosas fostato. La transcetolasa actúa sobre otra molécula de xilulosa-5-fosfato, transfiriendo un fragmento glicolaldehído a la eritrosa-4-fosfato y generando un producto de 3 C y un producto de 6 C, el gliceraldehído-3-fosfato y la fructosa-6-fosfato.

Ecuación de toda la ruta:

3 glucosa-6-fosfato + 6NADP + 3H2O -------> 2 fructosa-6-fosfato + gliceraldehído-3-fosfato + 6 NADPH + 6H + 3 CO2

Regulación de tipo alósterica

-   Sensible al cociente NADP/NADPH de la célula.

- La primera enzima de la ruta, glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, es el paso comprometido y su actividad controla el flujo a través de toda la ruta. Es regulada por la disponibilidad de NADP; cuando el cociente de NADP/NADPH es bajo, la actividad de la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa será baja y la ruta no desviará la glucosa-6-fosfato de la glucólisis.

Patología relacionada: 

ANEMÍA HEMOLÍTICA, por deficiencia de la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, el eritrocito pierde estabilidad en la membrana (se ocupa en fase 1). 

Prueba = Tolerancia osmótica.