Via das pentoses- Jaleko

Prévia do material em texto

BIOQUÍMICA 
VIA DAS PENTOSES 
 
 
 
 
 
VIA DAS PENTOSES 
 
INTRODUÇÃO 
A chamada Via das Pentose-Fosfato é um dos três possíveis destinos que a 
glicose-6-fosfato pode seguir, além da via glicolítica e a gliconeogênese. Ao 
final do processo tem-se a formação da ribose-5-fosfato e NADPH (forma re-
duzida da nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato). Além desses dois im-
portantes compostos, também se tem a produção de vários de açúcares fosfori-
lados com número variáveis de átomos de carbono. Nesta via, a energia deriva-
da da oxidação da glicose é armazenada sob a forma de NADPH e não de ATP, 
como ocorre na glicólise. 
A ribose-5-fosfato é a pentose constituinte dos nucleotídeos que vão compor 
os ácidos nucleicos, e de muitas coenzimas como o ATP, NADH, FADH2 e co-
enzima A. O NADPH atua como coenzima doadora de hidrogênio em sínteses 
redutoras e em reações para proteção contra compostos oxidantes. 
A via das pentoses é importante para regenerar o equivalente redutor NADPH, 
o qual é oxidado em várias reações de síntese permitindo a redução do subs-
trato (função contrária à da coenzima NAD+). 
Assim como a via glicolítica, a via das pentoses ocorre no citosol da célula. Es-
sas vias, apesar de possuírem funções diferentes, compartilham alguns inter-
mediários, como a glicose-6-fosfato, frutose-6fosfato e gliceroaldeído-3-
fosfato. 
ETAPAS DA VIA DAS PENTOSES 
De um modo geral, a via das pentoses consiste em uma etapa oxidativa inicial e 
uma etapa subsequente não-oxidativa. 
 
 
 
 
 
As reações que compõem a etapa não-oxidativa estão amplamente distribuídos 
pelos tecidos, ao passo que a etapa oxidativa atua apenas em tecidos com mui-
tas sínteses redutoras, como fígado, tecido adiposo, glândulas mamárias e cór-
tex da supra-renal. Tais tecidos são muito ativos na síntese de ácido graxos e 
colesterol, as quais utilizam NADPH como agente redutor. 
ETAPA OXIDATIVA 
A etapa oxidativa é catalisada por desidrogenases específicas, na presença de 
NADP+, que levam à conversão de glicose-6-fosfato em ribulose-5-fosfato e 
CO2. A conversão de NADP+ a NADPH é irreversível graças à reação catalisa-
da pela enzima lactonase. 
 
Inicialmente, a glicose-6-fosfato vai à 6-fosfogluconato pela reação catalisada 
pela glicose-6-fosfato desidrogenase, já havendo a formação de NADPH. Pos-
teriormente, pela ação da enzima 6-fosfogluconato desidrogenase, tem-se a 
formação de rubulose-5-fosfato e mais uma molécula de NADPH, a qual entra 
na etapa não oxidativa. 
ETAPA NÃO-OXIDATIVA 
Nesta etapa, a partir da ribulose-5-fosfato, ocorre a formação de ribose-5-
fosfato por ação de uma isomerase, ou formação da xilulose-5-fsofato por 
ação de uma epimerase. Três moléculas de ribulose-5-fosfato são necessárias 
para esta etapa: duas moléculas darão origem à xilulose-5-fosfato e a outra 
formará a ribose-5-fosfato. 
A ribose-5-fosfato formada poderá formar DNA ou RNA, ou reagir com uma 
das xiluloses, via enzima transcetolase, formando duas moléculas distintas: gli-
ceraldeido-3-fosfato e sedoheptulose-7-fosfato. Ambas as moléculas forma-
das, por meio da transaldolase, podem reagir e formar frutose-6-fosfato e eri-
 
 
 
 
 
trose-4-fosfato. Esta última é convertida a frutose-6-fosfato ao reagir com a 
outra molécula xilulose. 
Todas as reações desta etapa são reversíveis, permitindo a livre interconversão 
de açúcares diferentes. Como mencionado, na via das pentoses tem-se a for-
mação de compostos comuns à glicólise, como a glicose-6-fosfato, frutose-6-
fosfato e gliceroaldeído-3-fosfato. O compartilhamento de compostos é a re-
versibilidade das reações da etapa não oxidativa dão grande flexibilidade à tais 
vias que conversam entre si. 
Sendo assim, quando há aumento da demanda de NADPH, este pode ser cons-
tantemente produzido sem o acúmulo de ribulose-5-fosfato, já que este pode 
ser convertido a gliceroaldeído-3-fosfato e frutose-6-fosfato, os quais serão 
consumidos pela glicólise. Ao mesmo tempo que os mesmos intermediários 
mencionados podem originar ribose-5-fsofato para a síntese de nucleotídeos. 
 
FONTE: NELSON, D.L. & COX, M. M. Princípios da Bioquímica de Lehninger, 5ª edição, Porto 
Alegre: Artmed, 2011. 
 
 
 
 
 
O NADPH e a GLUTATIONA 
Outra importante função da via das pentoses, no que diz respeito à geração do 
reservatório de poder redutor NADPH, é sua relação com a manutenção do an-
tioxidadente glutationa em seu estado reduzido. 
A glutationa é o redutor mais imediato dos processos celulares, atuando na 
eliminação de radicais livres como o peróxido de hidrogênio (H2O2) e peróxidos 
orgânicos formados em muitos processos oxidativos, em especial nas hemácias 
– ação catalisada pela enzima glutationa peroxidase. Além disso, a glutationa é 
a responsável pela manutenção de íons ferro das hemoglobinas no estado oxi-
dado 2+, possibilitando a ligação da hemoglobina ao oxigênio. 
Para ter plena atuação, a glutationa precisa estar em sua forma reduzida. Ao 
exercer sua função, os grupos SH de duas moléculas de glutationa são oxida-
dos, constituindo o grupo S-S da chamada glutationa dissulfeto. Desse modo, a 
restauração da glutationa para sua forma ativa (reduzida), dá-se na presença 
do NADPH formado na via das pentoses por ação da enzima glutationa-
redutase. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: MARZZOCO, Anita; TORRES, Bayardo Baptista. Bioquímica básica, 2ª edição, Rio de 
Janeiro: Guanabara Koogan, 1999. 
 
 
 
FONTE: NELSON, D.L. & COX, M. M. Princípios da Bioquímica de Lehninger, 5ª edição, Porto 
Alegre: Artmed, 2011. 
REGULAÇÃO DA VIA DAS PENTOSES 
Como mencionado anteriormente, a atividade da via das pentoses varia de 
acordo com o tecido, ocorrendo de forma mais intensa naqueles com grande 
formação de ácidos graxos como fígado e tecido adiposo. 
As duas desidrogenases que atuam no processo convertem NADP a NADPH, 
sendo, portanto, inibidas competitivamente por NADH. 
A utilização da glicose-6-fosfato pela via das pentoses ou pela glicólise depen-
de das relações ATP/ADP e NADPH/NADP existentes nas células. Basicamen-
 
 
 
 
 
te, quando a carga energética celular está alta, o excesso de glicose-6-fosfato 
no citoplasma da célula, favorece a via das pentoses á favorecida. 
Sendo assim, quando a relação ATP/ADP é baixa e a relação NADPH/NADP é 
alta, a glicose tenderá a ser degrada na via glicolítica (produzindo ATP) e a sín-
tese de ácidos graxos será inibida, assim como a via das pentoses. 
Por outro lado, quando a relação ATP/ADP é alta e a NADPH/NADP é baixa, a 
via glicolítica ficará inibida enquanto a via de formação de ácidos graxos é favo-
recida, havendo maior consumo de NADPH, impedindo que este iniba as desi-
drogenases. 
A via das pentoses também é estimulada quando a glicemia está alta. Altos 
níveis de insulina aumenta a permeabilidade da glicose no tecido adiposo e, no 
fígado, intensifica a síntese de glicoquinase. Essas condições propiciam a sínte-
se de ácido graxos, também estimulada pela insulina. 
As etapas oxidativa e não-oxidativa da via das pentoses podem ser reguladas 
separadamente, como por exemplo: 
• Em situações em que há necessidade tanto de NADPH quanto de ribo-
se-5-fosfato, predomina-se a etapa oxidativa da via. 
 
• Em alguns tecidos como no músculo, que não se encarregam de vias re-
dutoras embora necessitem de ribose-5-fosfato para a síntese de nucle-
otídeos, pode ocorrer da necessidade de ribose-5-fosfato estar maior 
que a de NADPH. Nesse caso, a etapa oxidativa não é acionada, e a ri-
bose-5-fosfato é obtida pela glicólise a partir da frutose-6-fosfato e gli-
ceroaldeído-3-fosfato. 
 
• Em tecidos com alta produção de ácido graxo, por outro lado, a demanda 
de NADPH pode estar maior do que a de ribose-5-fosfato, de modo que 
esta, obtida na etapa oxidativa, é convertida a gliceroaldeído-3-fosfato e 
frutose-6-fosfato na etapa não-oxidativa. A frutose-6-fosfato pode re-
 
 
 
 
 
tornar à via das pentoses quando convertida à glicose-6-fosfato, en-
quantoo gliceroaldeído-3-fosfato pode originar glicerol-3-fosfato, utili-
zado na estratificação de ácidos graxos e formação de triacilgliceróis. 
Seu excedente é, então, conduzido para a via glicolítica. 
DEFICIÊNCIA DE GLICOSE-6-FOSFATO DESIDROGENASE 
A deficiência de glicose-6-fosfato desidrogenase é uma doença recessiva liga-
da ao cromossomo X. 
Como anteriormente descrito, a enzima glicose-6-fosfato desidrogenase 
(G6PD) tem o importante papel de produzir o NADPH ao catalisar a primeira 
reação da via das pentoses. O NADPH, por sua vez possibilita que a glutationa 
volte à sua forma reduzida, protegendo as membranas celulares contra a ação 
deletéria de radicais livres. 
Em pacientes portadores da deficiência da enzima glicose-6-fosfato desidroge-
nase, a produção de NAPH fica diminuída e detoxificação de radicais livres, 
como o H2O2 é inibida, visto que a glutationa não voltará a sua forma reduzida. 
De um modo geral, a deficiência da enzima é assintomática e só demonstra sin-
tomas quando associadas a condições (como infecções) e/ou drogas (antimalá-
ricos, sulfametoxazol, azul de toluidina) que aumentem a tensão oxidativa (pe-
róxidos) que já é característica na deficiência da enzima. Assim, quando o paci-
ente entra em contato com alguma substância que induz um estresse oxidativo, 
instala-se um quadro de anemia hemolítica resultante da oxidação do DNA e 
de proteínas e peroxidação de lipídios com consequente rompimento da mem-
brana dos eritrócitos. 
 
	VIA DAS PENTOSES
	INTRODUÇÃO
	ETAPAS DA VIA DAS PENTOSES
	O NADPH e a GLUTATIONA
	REGULAÇÃO DA VIA DAS PENTOSES
	DEFICIÊNCIA DE GLICOSE-6-FOSFATO DESIDROGENASE