Bioquímica - Via das Pentoses

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MARIANA GOMES RODRIGUES, M1 2014.1 - UFRJ 
 
 
BIOQUÍMICA – BLOCO IV 2014.1 
 
VIA DAS PENTOSES-FOSFATO 
 
 Constitui outro caminho para a oxidação da glicose, sendo seus principais produtos NADPH e ribose-5P. 
 NADH e NADPH são moléculas diferentes. Ambos são reduzidos em reações de oxidação catalisadas por 
desidrogenases, mas que não são as mesmas, sendo capazes de distingui-los, o que permite que as reações de síntese 
e degradação sejam reguladas independentemente. 
>> NADH: utilizado no metabolismo energético para produção de ATP por fornecer elétrons a CTe-. 
>> NADPH: utilizado como poder redutor das reações biossintéticas redutivas. 
 Esta via pode ser dividida em duas fases: o ramo oxidativo e o ramo não-oxidativo. 
 
A VIA DAS PENTOSES EM DIFERENTES TECIDOS E DIFERENTES SITUAÇÕES FISIOLÓGICAS 
 
 As reações das enzimas transaldolases e transcetolases (do ramo não-oxidativo) servem para converter o 
excesso de ribose-5P em intermediários da glicólise, quando há mais requerimento de NADPH do que de ribose-5P. 
 A frutose-6P e o gliceraldeído-3P (intermediários) podem seguir a via glicolítica, sendo oxidados. Isto ocorre 
quando há predominância da síntese de ácidos graxos na célula em relação ao requerimento de nucleotídeos, nos 
principais tecidos que realizam a síntese de ácidos graxos, como o fígado, as glândulas mamárias em lactação e o 
tecido adiposo, ou tecidos que sintetizam hormônios esteroides (lipídeos), como os testículos ou o córtex da adrenal. 
 Por outro lado, o músculo, por exemplo, não realiza síntese de lipídeos, e não necessita de NADPH. Neste 
tecido, a ribose-5P necessária para a síntese de nucleotídeos é formada a partir de frutose-6P e gliceraldeído-3P, 
através das reações do ramo não-oxidativo da via das pentoses-fosfato, que ocorrem no sentido inverso. Importante: 
não há glicose-6P desidrogenase nos músculos, por isso ele utiliza esse mecanismo (?) 
 As hemácias dependem muito da via, pois ela fornece NADPH. Essas células apresentam altos níveis de 
glutationa, um antioxidante fundamental para a proteção dos fosfolipídios de sua membrana frente a danos 
oxidativos. A síntese de glutationa depende de NADPH e, por isso, a via das pentoses é muito ativa nas hemácias, 
garantindo a integridade destas células. 
 
OBS.: Estas informações serão mais bem compreendidas com o aprofundamento a seguir dos ramos da via. 
 
 DEFICIÊNCIA NA GLICOSE-6P DESIDROGENASE: quando algumas drogas aparentemente não perigosas, como 
as antimaláricas, antipiréticos ou antibióticos de sulfa são administradas em alguns pacientes, uma anemia hemolítica 
aguda pode ocorrer após 48 a 96 horas. Isso pode acontecer devido a uma deficiência genética na enzima glicose-6P 
desidrogenase. Estas drogas atacam a membrana das hemácias, cuja integridade depende da manutenção da 
glutationa reduzida, que, por sua vez, depende do NADPH produzido na via das pentoses. Assim, as hemácias de 
indivíduos com essa deficiência não são capazes de se proteger da hemólise causada pelas drogas em questão. 
 
ESQUEMA GERAL DE COMO O PROCESSO OCORRE DENTRO DA CÉLULA 
 
 
 
 
 
 MARIANA GOMES RODRIGUES, M1 2014.1 - UFRJ 
 
 
I. RAMO OXIDATIVO 
 
 Glicose-6P é desviada da via glicolítica e convertida a uma pentose-fosfato. 
 Tem como função: formar NADPH para as reações de biossíntese e pentoses-fosfato para a síntese de 
nucleotídeos, através da oxidação da glicose-6P. 
 A velocidade da via regulada pela glicose-6P desidrogenase, controlada basicamente pelos níveis de NADP+. 
 O processo ocorre assim: 
 
>> (1) a reação 1 (mais regulada da via) é catalisada pela glicose-6P desidrogenase (especifica para NADP+), que 
converte a glicose-6P em 6-fosfoglucono-δ-lactona por oxidação; 
>> (2) a reação 2 é catalisada pela 6- fosfogluconolactanase, que forma 6-fosfogluconato por hidrólise; 
>> (3) a reação 3 catalisada pela fosfogluconato desidrogenase, leva à redução de NADP+, à liberação de CO2 e à 
formação da pentose ribulose-5P, por descarboxilação oxidativa (reação irreversível em condições fisiológicas). 
 
Glicose-6P + 2NADP+ + H2O -> ribose-5P + CO2 + 2NADPH + 2H
+
 
 
 
II. RAMO NÃO-OXIDATIVO 
 
 É composto por reações reversíveis. 
 Permite a conversão das pentoses formadas em intermediários da via glicolítica. 
 O resultado final é a conversão de 3 pentoses-fosfato em duas moléculas de frutose-6P e uma molécula de 
gliceraldeído-3P, que podem seguir pela via glicolítica. Basicamente, ocorrem trocas de pedaços entre moléculas: 
 
>> (1) conversão da ribulose-5P em duas outras pentoses, ribose-5P ou xilulose-5P, por reações de rearranjo, 
que consistem na clivagem e na formação de ligações C-C. 
>> (2) um fragmento de 2 carbonos é transferido da xilulose-5P para a ribose-5P. Esta transferência resulta 
em uma molécula de 7 carbonos, a sedoheptulose-7P, e uma molécula de 3 carbonos, o gliceraldeído-3P, 
catalisado por uma transcetolase; 
>> (3) Então, um fragmento de 3 carbonos é transferido da sedoheptulose-7P para o gliceraldeído-3P, 
formando uma molécula de 4 carbonos, a eritrose-4P, e uma molécula de 6 carbonos, a frutose-6P, catalisado por 
uma transaldolase; 
>> (4) o fragmento de 2 carbonos é transferido de outra molécula de xilulose-5P para a eritrose-4P, formada 
na reação anterior, gerando mais uma molécula de gliceraldeído-3P e mais uma molécula de frutose-6P. 
 
OBS1: Em última análise, duas moléculas de xilulose-5P e uma de 
ribose-5P são convertidas em duas frutoses-6P e um gliceraldeído-3P, 
ambos intermediários da glicólise. Assim, os 15 carbonos são rearranjados 
como duas moléculas de 6 carbonos e uma de 3 carbonos. Estas reações são 
catalisadas por dois tipos de enzimas: 
-- Transaldolases, que transferem fragmentos de 3 carbonos. 
-- Transcetolases, que transferem fragmentos de 2 carbonos. 
 
OBS2: A ribose-5P é um componente de moléculas como NAD, FAD e 
ATP, além dos nucleotídeos, podendo ser usada na formação destes 
compostos. Entretanto, nem sempre o requerimento de poder redutor para 
as reações de biossíntese coincide com a necessidade de ribose-5P. Assim, 
as reações do ramo não-oxidativo são responsáveis pela conversão das 
pentoses formadas em intermediários comuns do metabolismo, que podem 
ser usados em outras vias metabólicas. 
 
 
 MARIANA GOMES RODRIGUES, M1 2014.1 - UFRJ 
 
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REAÇÕES DO RAMO NÃO-OXIDATIVO DA VIA DAS PENTOSES-FOSFATO 
 
 
 
 
REGULAÇÃO DA VIA DAS PENTOSES-FOSFATO 
 
 O fluxo através da via das pentoses-fosfato e, consequentemente, a taxa de redução de NADP+ a NADPH são 
regulados essencialmente pela atividade da glicose-6P desidrogenase. 
 Esta enzima é regulada pelos níveis de NADP+, um de seus substratos. Quando a célula consome NADPH, 
quando começa a sintetizar lipídeos, por exemplo, a concentração de NADP+ aumenta, favorecendo a atividade da 
glicose-6P desidrogenase, regenerando o NADPH. 
 Outro aspecto importante da regulação desta via requer uma visão mais integrada do metabolismo. Durante 
a síntese de ácidos graxos: o citrato, em excesso na mitocôndria, é transportado para o citoplasma, onde irá fornecer 
acetil-CoA para o início da síntese. Ao mesmo tempo, o citrato funciona como um regulador da atividade de duas 
enzimas citoplasmáticas: a acetil-CoA carboxilase, que se polimeriza na presença de citrato, se tornando ativa; e a 
fosfofrutocinase (PFK), enzima da glicólise, que é inibida por citrato. A inibição da PFK permite o acúmulo de glicose-
6P, que pode, então, seguir pela via das pentoses-fosfato. Ou seja, o excesso de citrato favorece indiretamente a ação 
da G6P desidrogenase. 
 
INTEGRAÇÃO DA VIA DAS PENTOSES-FOSFATO À GLICÓLISE E À SÍNTESE DE ÁCIDOS GRAXOS.