Bioquímica II - Vias das Pentoses

Prévia do material em texto

Via das Pentoses fosfato: um desvio da via glicolítica
@iasmimbarreto_
Primeiramente, o que é uma pentose?
É um açúcar com cinco carbonos.
E no nosso organismo o açúcar de cinco carbonos mais conhecidos e usados é a ribose, que é utilizado para
síntese de ácidos nucleicos. Então quando houver a necessidade de síntese de ácidos nucleicos, teremos uma
necessidade elevada de pentose fosfato.
Nesse processo vamos ver que o substrato é glicose, então teremos glicose indo à ribose. Deste modo, se
estou indo de um composto que tem seis carbonos (glicose) para um que tem 5 carbonos (ribose), estou
tendo uma descarboxilação.
Essa descarboxilação citada, será uma descarboxilação oxidativa, ou seja, se é oxidativa perderá hidrogênio,
sendo carregado por coenzimas, que nesse caso é o NADP.
Qual a diferença do NADH para o NADP?
O NADP é o NADH, porém fosforilado. Além disso, a função do NADH é levar hidrogênio para a cadeia
transportadora de elétrons, mas o NADP é usado em vias biossintéticas.
Essa imagem, que mostra a mãe amamentando, representa um dos momentos em
que as vias da pentoses estão extremamente ativa, pois nesse momento está
ocorrendo um aumento do número de células, logo necessita de RNA e DNA, que
necessitam das vias das pentoses.
Os principais compostos das vias das pentoses são:
- Ribose-5-F
- NADPHH
OBS.: Ambos são moléculas usadas em rotas biossintéticas.
- Dois processos oxidativos seguidos por cinco passos não oxidativos
- Ocorre no citoplasma de fígado e células adiposas
- NADPH é usado no citoplasma para a síntese de ácidos graxos
Nessa imagem mostra a primeira fase da Via das pentoses que são a Glicose-6-fosfato sofrendo oxidação,
formando a Ribose-5-Fosfato e o NADP, formando NADPH.
Primeiro ocorre uma Desidrogenase, que é a retirada
de hidrogênio pelo NADP (formando NADPH+H), a
enzima que atua nesse processo é a Glicose-6-P
desidrogenase, formando um composto que é o
6-fosfo-D-gluconolactona.
No segundo passo, a
6-fosfo-D-gluconolactona, passa por outra
desidrogenase, formando mais um
NADPH e forma um outro composto
intermediário e depois passa pela
descarboxilação que forma a
Ribulose-5-Fosfato.
No entanto, nossa via precisa de Ribose,
que é uma aldose de cinco carbonos, e o composto formado (ribulose) é uma acetose, também de cinco
carbonos.
E para ir de acetose para uma aldose, preciso fazer uma isomerase.
Resumo das reações já vistas:
Conversão de Glicose 6-P em açúcar de 5 carbonos e formação de NADPH
Passos Oxidativos
Da via das Pentoses Fosfato
Glicose-6-P Desidrogenase
1º passo irreversível – altamente regulado!
6-Fosfogluconato Desidrogenase
Uma descarboxilação oxidativa
Na etapa seguinte, Ribulose 5P é convertida por uma isomerase a Ribose-5P
Essa etapa como é uma isomerização
que está ocorrendo a enzima que atua
aqui é a Fosfo-pentose Isomerase.
Depois que a ribose foi formada, eu precisarei dar um destino a essa ribose.
Vamos supor, por exemplo, que o organismo esteja precisando muito de NADPH, mas não tanto de ribose.
O NADPH foi formado, mas a ribose precisarei dar um destino.
A via das pentoses e a via glicolítica são ligadas por enzimas transcetolases e transaldolases
A via das pentoses se entrelaçam com a via glicolítica, a partir da ribose que já vimos em sua produção.
Na primeira reação vimos a ribose + um
composto de 5 carbonos, formando dois
composto, um de 3 carbonos e outro de 7
carbonos.
Esse composto de 3 carbonos vai reagir com
um de 7 carbonos e gerar dois composto,
uma com 6 carbonos e outro com 4
carbonos.
Esse composto de 4 carbonos pode interagir
com um composto de 5 carbonos,
formando então um composto de 6
carbonos e outro de 3 carbonos.
A importância dessa parte não oxidativa é dar destino a ribose, que talvez o organismo não esteja
precisando, por isso que ela é o produto inicial da via.
No final dessa via, produzimos um composto de 3 e de 6 carbonos. Estes compostos de 3 e 6 carbonos
formados são os nossos conhecidos lá da via glicolítica.
As enzimas chaves que participam desse processo, são as transcetolase e transaldolase.
TODOS OS COMPOSTOS PRODUZIDOS ESTÃO FOSFORILADOS,
POR ISSO QUE O NOME DA VIA É VIA DAS PENTOSES FOSFATO
Quando preciso de muito NADPH eu produzo ribose-6-fosfato. Deste modo, é a minha demanda
metabólica que vai mostrar o que estará mais ativo nessa minha via das pentoses.
Em resumo: Se eu preciso de NADPH para sintetizar lipídios, preciso de pentoses. Este é o objetivo
principal, o resto são caminhos produzidos em função das demandas.
Os passos Não -oxidativos
Cinco passos, 4 tipos de reações...
Fosfopentose isomerase
converte cetose em aldose
Fosfopentose Epimerase
epimeriza no C-3
Transcetolase (TPP-dependente)
Transfere unidades de 2-carbonos
Transaldolase (Schiff base mecanismo)
Transfere uma unidade de três carbonos
Nessa reação mostra a ação da enzima epimerase que transforma a Ribulose-5-P em Xilulose-5-P.
Nessa reação temos a
Xilulose-5-P mais a Ribose
5-P, formando o
Gliceraldeído-3-P mais o
composto de 7 carbonos.
Xilulose-5-P mais o comporto de 4 Crabonos, formando mais outro Gliceraldeído-3-P e Frutose-6-P
Variações da Via das Pentoses Fosfato (momentos em que a via das pentoses são ativadas)
1) Tanto Ribose-5 quanto NADPH são necessários
2) Mais ribose-5-P que NADPH é necessária
3) Mais NADPH que ribose-5-P é necessário
4) NADPH e ATP são necessários, mas ribose-5-P não é necessária
1) Tanto Ribose-5 quanto NADPH são necessários
Ocorre quando as demandas biossintéticas forem altas, as primeiras quatro reações da via das pentoses-P
predominam e os principais produtos são ribose-5-P e NADPH .
2) Mais ribose-5-P que NADPH é necessária
5 Glucose-6-P + ATP 6 ribose-5-P + ADP + H+
Os passos oxidativos da via das pentoses-P podem ser bypassadas se a necessidade primária é de
ribose-5-P
Nesse caso eu pego moléculas de Glicose-6-P e transformo diretamente para Ribose-6-P, não passando
necessariamente pela produção de NADPH (processos oxidativos)
Nessa imagem mostra essa questão de produção de Ribose-6-P, sem a produção de NADPH. Aqui eu
produzo Ribose, uso os componentes das vias das Pentoses, sem necessariamente reduzir NADPH. São
particularidades das vias das pentoses, de conseguir produzir aquilo que o organismo precisa.
3) Mais NADPH que ribose-5-P é necessário
6 Glucose-6-P + 12 NADP+ + 6 H2O 6 ribulose-5-P + 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+
6 Ribulose-5-P 5-glucose-6-P + Pi
Ocorre quando a síntese de lipídeos é necessária
Grandes quantidades de NADPH podem ser produzidas pela via das pentoses-P sem uma produção
significante de ribose-5-P.
Nesta versão da via, ribose-5-P é reciclada para produzir intermediários da via glicolítica.
Nesse caso eu preciso de NADPH, mas não preciso regenerar célula, então não necessito de Ribose-6-P.
Nesse caso, produziu NADPH à vontade e vou dar destino aquela Ribulose convertendo ela em Glicose-6-P.
4) NADPH e ATP são necessários, mas ribose-5-P não é necessária
3 Glicose-6-P + 5 NAD+ + 6 NADP+ + 8 ADP + 5 Pi 5 piruvato + 3 CO2 + 5 NADH + 6 NADPH + 8 ATP + 2 H2O +
8 H+
Tanto ATP quanto NADPH (assim como NADH) podem ser produzidos por esta versão da via das pentoses-P
Nesse desvio, eu preciso de ATP, mas de onde vem o ATP? O ATP vem das moléculas de glicose
A ribose vai a glicose e de glicose eu produzo o piruvato, nessa produção de piruvato eu tenho a liberação
de NADPH e de ATP.