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1 Via das Pentoses fosfato Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br A via das pentoses fosfato é uma via alternativa de oxidação da glicose. Nessa via, ocorre a produção de dois produtos importantes: a ribose-5- fosfato e a forma reduzida de nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato (NADP). A ribose-5-fosfato é constituinte dos nucleotídeos que formam os ácidos nucléicos e várias coenzimas como, por exemplo, NAD, NADP, FAD, o ATP e etc. O NADP reduzido é o doador de hidrogênio, ou seja, irá funcionar como agente redutor em vias, como a síntese de ácidos graxos e de esteroides, e também de reações de proteção das nossas células contra danos oxidativos e infecção. O NAD e o NADP possuem no organismo papéis metabólicos opostos. O NAD é utilizado para oxidar uma molécula e o NADP utilizado quando uma molécula está sendo reduzida. O NADP reduzido não é utilizado na fosforilação oxidativa; ele servirá como substrato para vias de síntese de outros compostos como os ácidos graxos. Na via da pentose fosfato, a energia obtida pela a oxidação da glicose é armazenada exclusivamente sob a forma de poder redutor presente no NADP, diferentemente do que acontece na via glicolítica, onde o ATP também é observado ao final do processo. Essa via possui duas etapas ditas. São elas: • Uma etapa chamada de oxidativa, onde a glicose-6-fosfato sofre descarboxilação e forma ao final a molécula de ribulose-5-fosfato e o NADP reduzido. • Uma etapa dita como não oxidativa, que basicamente é o rearranjo estrutural que origina moléculas de açúcar fosforiladas com número de carbonos variados. Embora a via das pentoses possua uma ação diferente do que a via glicolítica, elas estão conectadas. Ambas ocorrem no citosol e compartilham alguns intermediários em comum. Por exemplo: glicose-6- fosfato, a frutose-6-fosfato e a molécula de gliceraldeído-3-fosfato. Na etapa não oxidativa, as reações são reversíveis e, como essas vias compartilham moléculas em comum, é possível direcionar os açúcares formados na via da pentose fosfato para a via glicolítica e vice-versa. 2 Vi a da s P en to se s f os fa to Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br Reações da via da pentose fosfato A glicose-6-fosfato sofre descarboxilação e origina uma pentose fosfato que a ribulose- 5- fosfato e reduz 2 moléculas de NADP. Essa transformação acontece através de duas reações de oxidação catalisadas por enzimas desidrogenases específicas para o NADP, intercaladas por uma reação de hidrólise. A reação catalisada pela lactonase é irreversível. A etapa oxidativa sempre ocorrerá no sentido de converter NADP oxidado em NADP reduzido. Na etapa não oxidativa, as enzimas isomerase ou epimerase transformam a ribulose-5- fosfato em xilose-5-fosfato ou ribose-5-fosfato. Depois, essas pentoses podem sofrer a ação de transcetolases ou transaldolases, que catalisam reações de transferência de uma cetose para uma aldose. Todas essas reações são reversíveis e, por isso, podem permitir a formação de diferentes açucares. O NADP possui outras funções no nosso organismo como, por exemplo, no combate a reações que geram danos oxidativos. O NADP reduzido atua junto com um tripeptídeo a glutationa, formando uma defesa antioxidantes para as células. Regulação da via das pentoses Primeiramente, o NADP reduzido atua como modulador negativo das desidrogenases da etapa oxidativa da via. O destino da glicose-6-fosfato para entrar na glicólise ou na via das pentoses fosfato dependerá da quantidade de ATP na célula. Quando a quantidade de ATP está elevada, a glicose-6-fosfato é direcionada para a via das pentoses fosfato. 3 Via das Pentoses fosfato EXERCÍCIOS. Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br 1. Por que quando a célula possui muito ATP (em outras palavras quando a relação ATP/ADP>1) a glicose-6-fosfato é direcionada para a via das pentoses fosfato e não para a via glicolítica? 2. Quais são os dois produtos principais produzidos na via das pentoses fosfato? 3. Quantas etapas possui a via das Pentoses Fosfato? 4. Durante a via das pentoses fosfato, a parte oxidativa produz necessariamente o que? a) Açucares fosforilados b) NADPH c) NADH d) Ribulose-5- fosfato e) Glicose-6- fosfato 5. O compartilhamento de compostos e a reversibilidade da via das pentoses fosfato ocorre com que via? a) Glicólise b) Ciclo de Krebs c) Lipólise d) Lipogênese e) Beta oxidação 6. Quais locais onde ocorrem a via das pentoses fosfato? 7. O destino da molécula de glicose 6-fosfato será determinado principalmente pelas demandas dentro da célula de que substratos? a) NADH e glicose b) NADH e acetil-CoA c) NADPH e glicose d) NADPH e ribose 5-fosfato e) NADPH e ATP 8. Explique como a deficiência de glicose 6-fosfato desidrogenase pode ser vantajosa? 9. As enzimas transcetolases convertem as pentoses originadas na parte não oxidativa da via das pentoses fosfato. Qual o grupo prostético dessas enzimas? a) Ferro protoporfirina IX b) NADH c) NADPH d) NADP+ e) Tiamina pirofosfato 10. As vias glicolítica e pentoses fosfatos ocorrem no citosol das células e são intimamente relacionadas. Essas duas vias compartilham alguns compostos intermediários em comum. Quais são eles? questão resolvida na aula 4 EX ER CÍ CI OS Estude com a gente! www.biologiatotal.com.br gabarito. Resposta da Questão 1: O excesso de ATP na célula modulará negativamente a atividade da enzima PFK-1 que por sua vez diminuirá a via glicolítica. Dessa forma a glicose-6 fosfato irá para avia da pentose fosfato. Resposta da Questão 2: Ribose-5- fosfato e a forma reduzida de nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato, conhecido como NADPH. Essas moléculas são importantes porque a ribose-5-fosfato é constituinte dos nucleotídeos que foram os ácidos nucleicos e várias coenzimas como por exemplo NAD, o próprio NADP, FAD, o ATP. O NADP reduzido será poderá funcionar como agente redutor em vias como a síntese de ácidos graxos e de esteroides e também de reações de proteção das nossas células contra danos oxidativos e infecção. Resposta da Questão 3: São duas etapas. Um conhecida como oxidativa e a segunda como não oxidatia. A chamada de oxidativa, a glicose-6-fosfato sofre descarboxilação e forma ao final a molécula de ribulose-5-fosfato e o NADP reduzido. A fase não oxidativa, é basicamente o rearranjo estrutural que origina moléculas de açúcar fosforiladas com número de carbonos variados. Resposta da Questão 4: [B] Resposta da Questão 5: [A] Resposta da Questão 6: Essa via é amplamente distribuída pelos tecidos. As reações químicas decorrentes da parte oxidativa são previstas em tecidos engajados nas sínteses de ácidos graxos, colesterol e ainda hormônios esteroides que utilizam como agente redutor a molécula de NADPH. Essas reações ocorrem principalmente no fígado, tecido adiposo, suprarrenal, testículos e etc. Resposta da Questão 7: [D] Resposta da Questão 8: De uma forma geral, a deficiência de uma enzima gera alterações graves para um indivíduo. No entanto, em alguns casos, genes ditos como defeituosos podem trazer alguma vantagem seletiva. A glicose-6-fosfato desidrogenase é a enzima de que catalisa a primeira etapa da reação da via das pentoses fosfato. Nessa reação ocorre a redução de NADPH essencial para reduzir o dano oxidativo em hemácias. A frequência de alguns portadores dessa deficiência parece conferir proteção contra o parasito causador da malária (Plasmodium falciparum). O parasito necessita completar uma das etapas de sua evolução biológica no interior das hemácias e a baixa concentração de NADPH cria um ambiente inóspito para seu desenvolvimento. Dessa forma a deficiênciade glicose-6-fosfato desidrogenase ocasionaria na menor produção de NADPH e consequentemente na proteção do indivíduo portador contra a malária. Resposta da Questão 9: [E] Resposta da Questão 10: Glicose-6-fosfato; frutose-6-fosfato e gliceraldeído -3-fosfato.
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