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Via das Pentoses ↳ Ou desvio das pentoses, ou desvio da hexose- monofosfato, ou via do fosfogluconato. ↳ É um desvio da via glicolítica (ou glicólise). ↳ Ocorre no citosol. (assim como a glicólise) ↳ Via de oxidação da glicose para a produção de compostos intermediários metabólicos importantes para as células (produção de compostos importantes para o funcionamento do metabolismo que não são do metabolismo energético, mas que podem ir para ele.) • Fosforilação da glicose (1° coisa q a glicose faz) ↪ Processo para a glicose ficar “presa” no citosol. Transferência de um P do ATP para a Glicose. Toda vez que uma enzima terminar com QUINASE = transferência de fósforo (P) A Glicose 6-fosfato não é comprometida com nenhuma via metabólica. Pode seguir caminhos diferentes, dependendo da necessidade celular Organismo vegetal (plantas) Não consegue escapar para o meio externo ficando presa no citosol NADPH F Fase não oxidativa da via das pentoses O desvio é feito para se ter a form ação de ribose e N A D PH • Vias das Pentoses Possui duas fases: Fase não-oxidativa Fase oxidativa Rearranjo de cadeias Formação de: Ribose 5-fosfato carbônicas para formar e NADPH (anabolismo e compostos intermediários combate ao estresse oxidativo) da via glicolítica Glicose 6-P Ribose Piruvato • Ribose 5-fosfato ↪ Células com alta atividade proliferativa (ex.: medula óssea, pele e epitélio intestinal), precisam constantemente duplicar seu DNA. (basicamente o açúcar que compõe o DNA e o RNA precisa fazer mitose) ↪ Antes da divisão celular ocorre a replicação do DNA que necessita de nucleotídeos. ↪ Os nucleotídeos possuem uma pentose na sua constituição. (pentose = açúcar de 5 carbonos) ↪ A pentose é percursora de: − Nucleotídeos. (base nitro + pentose + grupo fosfato) − ATP/ADP; GTP/GDP; UTP/UDP (moedas energéticas) • NADPH e NADH ↪ Vias anabólicas ↳ Há consumo de ATP para a síntese de um novo composto. (caminhãozinho que carrega elétrons (H) para reações de anabolismo, porque para formar um composto além de consumir o ATP é necessário elétrons que vem do NADPH) ↳ Nesses casos, a coenzima utilizada é o NADPH, formado pelas vias das pentoses. ↳ NADPH também atua contra o estresse oxidativo ↪ Vias catabólicas ↳ Glicólise, Ciclo de Krebs, etc. ↳ Formação de coenzimas reduzidas – NADH e FADH2 – que serão oxidados para produção de ATP F Fase oxidativa da via das pentoses F no citosol F na mitocôndria ROBIN BATMAN • NADPH ↪ Tecidos com grande atividade sintética precisam de muito NADPH. ↪ Importante na síntese de ácidos graxos, colesterol e hormônios esteroides. ↪ Tecidos com a via das pentoses ativas: fígado, tecidos adiposos, glândulas mamárias, córtex adrenal, testículos (para a formação de lipídeos e hormônios) e hemácias. ↪ No fígado, de 20-30% das glicoses são oxidadas pela via das pentoses. • Estresse Oxidativo ↪ Situações com excesso de radicais livres. ↪ Radicais livres: Átomos instáveis, com elétrons não pareados (em excesso podem ser tóxicos, causando danos celulares, como até mesmo, o câncer). ↪ Os radicais livres podem ser altamente reativos, gerando outras espécies reativas (espécies reativas de oxigênio – ERO/ROS). Vem do excesso de radicais livres que tentam se estabilizarem de maneira errada ↪ O NADPH produzido na via das pentoses irá participar do processo de neutralização de EROs, através da glutationa. (molécula intermediária que neutraliza) • Glutationa (GS) ↪ Tripeptídeo formado por: Glutamato + cisteína + glicina ↪ Forma reduzida (GSH) ou oxidada (GSSG, duas glutationas unidas por uma ponte dissulfeto). ↪ O NADPH doa seus elétrons para a glutationa, reduzindo-a. (leva H para a ponte dissulfeto para desfazer essa forma oxidada. O NADP𝐻++ 𝐻+ carrega dois 𝐻+) ↪ A glutationa reduzida impede a formação de EROs, doando elétrons para o H2O2, formando novamente a glutationa oxidada. ↪ Que será reduzida mais uma fez por um NADPH, e assim sucessivamente. F NADPH + GS F ↑elétrons F ↓elétrons F ponte de dissulfeto ps: a cisteína que é o aminoácido que possui o resíduo de enxofre A glutationa é uma molécula essencial ao ambiente redutor de uma célula! • Glutationa VIA DAS PENTOSES Fase oxidativa Ocorre quando a NADPH (para reações de célula precisa de anabolismo e combate ao NADPH ou vai se dividir estresse oxidativo Ribose 5-fosfato (para síntese de nucleotídeos) OPA! Glicose → Glicose-6fosfato (6C) → Ribose 5- fosfato (5C), o carbono “perdido” sai na forma de CO2 ↪ FASE OXIDATIVA: ↳ 1ª reação – Marca o início da via! Oxidação e formação de NADPH. Enzima marca-passo da primeira reação, pois, sem a atuação da mesma, não ocorre a via das pentoses. ↳ 2ª reação – Hidrólise da lactona ↳ 3ª reação – Oxidação com formação de NADPH e descarboxilação. F átomo reativo F excesso de O2 no meio celular F espécies radioativas. (O2 ligado a outras moléculas na tentativa de se estabilizar) F Toxico em ambiente celular mas pode ser neutralizado F forma tóxica que não pode ser neutralizada F ERO’s F neutraliza doa 2𝐻+ F forma H4O2 F 2𝐻+ oxidado e captados pelo NADP F água entra aqui para quebrar essa ligação } cíclica da molécula entre 1°C e 5°C F 2𝐻+ oxidado e captados pelo NADP F saída do CO2 para formar a ribose no final F NADPH F Frutose 6-P F Fase oxidativa (via das pentoses) F Fase não-oxidativa (via das pentoses) F Gliconeogênese F Glicólise ↳ 4ª reação – rearranjo da molécula OPA! A outra possibilidade é a ribose entrar na fase não- oxidativa. O NADPH é um fator importante no combate ao estresse oxidativo, ou seja, o NADPH é essencial para as hemácias porque essas possuem muito contato com o O2 tendo, por consequência, muito contato com as espécies reativas de oxigênio (ERO’s), portanto a hemácia precisa de muito NADPH. Essa célula não se divide porque não tem núcleo (não precisa de tanta ribose), possuindo um tempo de vida útil no sangue, sendo assim precisa fazer a fase não- oxidativa para obter NADPH e eliminar o acúmulo de O2 que se forma. A Hemácia é uma célula que faz muito ATP, glicólise e fermentação, não tem mitocôndria, então seus ATP são advindos da glicólise. Entretendo sua função é transporte de gases, não necessitando tanto assim da grande formação de ATP e ribose, enviando a ribose para a fase não-oxidativa que por sua vez pega os compostos finais da fase oxidativa (ribose) e os leva à via glicolítica. Dessa forma, a hemácia forma o NADPH e não fica sem o piruvato. Adendo: a hemácia praticamente joga toda sua formação de glicose 6-fosfato na via das pentoses para formar muito NADPH e se livrar dos ERO’s que possui contato. Como não precisa da ribose que é formada, também, nesse processo ela, por sua vez, encaminha a ribose para a via glicolítica que se transforma em piruvato através do processo de transacetolases e transaldolases VIA DAS PENTOSES Fase não-oxidativa Em casos de carência Rearranjo da molécula para energética e não utilização formar compostos da ribose- 5-P intermediários da via glicolítica Regeneração da Frutose 6-fosfato e Gliceraldeído 3-fosfatoa a partir dá Ribose 5-fosfato GLICOSERibose Dihidroxiacetona-P Gliceraldeído 3-P piruvato piruvato ↪ FASE NÃO-OXIDATIVA ↳ Ribulose-5-fosfato → ribose-5-fosfato (por uma isomerase). ↳ Ou Ribulose-5-fosfato → xilulose-5-fosfato (por uma epimerase). Também é uma pentose ↳ 3 moléculas de pentoses-5-fosfato (1 ribose + 2 xiluloses) serão recicladas por transcetolases e transaldolases para formar 2 Frutose 6-fosfato e Gliceraldeído 3-fosfato (tudo isso apenas por rearranjo) F Muda apenas a posição dos átomos F Reversão da fase não-oxidativa • Regulação das Vias das Pentoses ↪ A enzima marca-passo: glicose 6-fosfato desidrogenase (G6PD). ↪ Alta [NADPH] → inibe a enzima marca-passo, e consequentemente a via das pentoses. ↪ Desta forma a glicose 6-fosfato fica disponível para ser utilizada pela via glicolítica. Deficiência de G6PD promove o aumento do estresse oxidativo que causa a anemia hemolítica. • Atividade da Via das Pentoses ↪ Situação 1: Células com alta atividade proliferativa, que precisam de mais ribose do que NADPH. ↳ Não será feita a fase oxidativa (que faz NADPH). ↳ Será feita a via glicolítica e os compostos Frutose 6-P e Gliceraldeído 3-P irão reverter a fase não oxidativa, para formar Ribose 5-P. ↪ Situação 2: Necessidade equilibrada de NADPH e ribose. ↳ Será feita somente a fase oxidativa da via das pentoses. ↪ Situação 3: Maior necessidade de NADPH do que de ribose. ↳ Será feita a fase oxidativa para a produção de NADPH. ↳ A Ribose 5-P produzida, seguirá para a fase não oxidativa formando Frutose 6-P e Gliceraldeído 3-P, que serão revertidos em Glicose 6-P, reiniciando a fase oxidativa. ↪ Situação 4: Célula que necessita de NADPH e também ATP. ↳ Será a fase oxidativa para produção de NADPH. ↳ A Ribose 5-P produzida, seguirá para a fase não-oxidativa formando Frutose 6-P e Gliceraldeído 3-P, que serão convertidos até Piruvato.