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T ÍT U LO: Via das Pentoses N OM E: Luciano Feitosa P 2 - 2 0 2 1 .1 • Objetivos da Aula: - Compreender a bioquímica da vida das pentoses - Correlacionar as funções da via das pentoses - Identificar o local de ocorrência da via das pentoses - Relação da via das pentoses com a glutationa e o poder redutor das células - Correlação clínica ➢ Deficiência de G-6-P-D (glicose-6-fosfato desidrogenase) • Objetivo Geral: - Produzir ribose-5-fosfato para síntese de ácidos nucléicos e NADPH - Glicose-6-fosfato (destinos) ➢ Síntese de polímeros estruturais (MEC) ➢ Armazenamento em forma de glicogênio ➢ Obtenção de piruvato por meio da glicólise ➢ Síntese de pentoses (ribose-5-fosfato) o Foco da aula (via das pentoses) • Definição da Via das Pentoses: - É uma via de pentoses fosfato ➢ Também é chamada de desvio das pentoses, pois uma parte das G-6-P pode ser reciclada (quando entram 6 G-6-P, 5 podem ser recicladas) - É uma via alternativa de quebra da G-6-P - Não produz ATP - Produz NADPH - Regula a glicemia - Funções ➢ Produzir pentoses (ribose-5-fosfato) ➢ Produzir NADPH - Localização ➢ Citosol - Dependência ➢ Enzimática - Áreas de maior atuação ➢ Fígado (muitas reações de oxirredução) ➢ Glândulas mamárias ➢ Adipócitos ➢ Hemácias ➢ Córtex suprarrenal • Tipos de Células Envolvidas: - Células em divisão celular ➢ Medula óssea, pele e epitélio intestinal ➢ Necessidade de duplicar o DNA ➢ Necessidade de muita R-5-P - Demais células ➢ Necessidade de NADPH para combater o estresse oxidativo • Ribose-5-Fosfato: - Precursor de diversas biomoléculas essenciais • : - Poder redutor importante - Essencial na síntese de ácidos graxos, colesterol e esteroides - No fígado, entre 20~30% da glicose é oxidada pela via das pentoses fosfato - Em vias degradativas (glicólise, ciclo de Krebs e CTE), o substrato é oxidado ➢ Gera coenzimas reduzidas (NADH e FADH2) ➢ Oxidadas em NAD+ e FAD o Para produção de ATP - Para a síntese de compostos biológicos, o substrato é reduzido ➢ Utiliza a coenzima NADPH e ATP ➢ Oxidada em NADP+ - OBS: o NADP+ é reciclado pela via das pentoses • : - São produções distintas e dependem de vias metabólicas distintas - Produção de NADH → energia - Produção de NADPH → biossíntese - A célula não corre risco de ficar sem NADH (sem energia) enquanto sintetiza ribose, duplica DNA, etc ➢ Separando o poder oxidativo dos alimentos • Fases da Via das Pentoses: - Podem ocorrer separadamente ➢ Não há uma relação de dependência • Fase Oxidativa - Irreversível: - Primeira Reação ➢ Glicose-6-Fosfato → glicose-6-fosfato desidrogenase (produz NADPH) → 6- Fosfogluconolactona - Segunda Reação ➢ 6-Fosfogluconolactona → lactonase → 6-Fosfogluconato - Terceira Reação ➢ 6-Fosfogluconato → 6-fosfogluconato desidrogenase (produz NADPH e CO2) → D-Ribulose-5-Fosfato - Quarta Reação ➢ D-Ribulose-5-Fosfato → fosfopentose isomerase → D-Ribose-5-fosfato - Saldo ➢ 2 NADPH ➢ 1 R-5-P ➢ 1 CO2 • Fase Não Oxidativa - Reversível: - Parte das ribuloses-5-fosfato continua a se isomerizar a ribose-5-fosfato - Parte das ribuloses-5-fosfato se epimeriza a xilulose-5-fosfato - Essas 2 pentoses fosfato reciclam e regeneram 5 moléculas de glicose-6-fosfato, permitindo a formação contínua de NADPH - Geram compostos intermediários da via glicolítica (gliceraldeído-3-fosfato e frutose-6- fosfato) - Enzimas ➢ Transaldolases ➢ Transcetolases - 1) Isomerase - 2) Epimerase - 3) Transcetolases - 4) Transaldolases • Panorama das Fases: - Fase Oxidativa (Irreversível) ➢ Oxidação de 6 G-6-P ➢ Formação de 6 NADPH ➢ Oxidação de 6 6-fosfogluconato o Formação de mais 6 NADPH ➢ Liberação de 6 CO2 ➢ Geração de 6 ribuloses-6-fosfato o Se transformarão em 6-ribose-5- fosfato - Fase Não Oxidativa (Reversível) ➢ Parte das ribuloses-5-fosfato continua a se isomerizar a ribose-5-fosfato ➢ Parte das ribuloses-5-fosfato se epimeriza a xilulose-5-fosfato ➢ Essas 2 pentoses fosfato reciclam e regeneram 5 moléculas de glicose-6- fosfato, permitindo a formação contínua de NADPH • Regulação: - A proporção de NADPH para NADP+ é normalmente de 100 para 1 no citosol das células hepáticas ➢ Ambiente altamente redutor - Uma via utilizadora de NADPH forma NADP+, que estimula a glicose-6-fosfato desidrogenase para produzir mais NADPH - Quando o NAPDH é formado mais rapidamente do que é consumido nas reações de biossíntese em que participa, a sua concentração aumenta - Portanto, mais G-6-P estará disponível para a glicólise - Por conseguinte, inibe alostericamente a primeira enzima da via, a glicose-6-fosfato desidrogenase • : - Prevenção de danos oxidativos • Glutationa: - Definição ➢ É um tripeptídeo, formado por o Ácido glutâmico o Cisteína o Glicina ➢ GSH - forma reduzida da glutationa ➢ GSSG – forma oxidada da glutationa - Importância geral ➢ Defesa contra radicais livres ➢ Atua como um redutor ➢ Torna fármacos solúveis em água ➢ Transporte de AA nas membranas plasmáticas ➢ Cofator enzimático ➢ Rearranjo de pontes dissulfeto (impede que as formem) o Previne a agregação de proteínas - Importância específica ➢ O radical sulfidrila da GSH é usado para reduzir peróxidos e ROS (espécies reativas de oxigênio), que são formados durante o transporte de O2 ➢ Esses peróxidos podem levar à morte celular ➢ GSH é de extrema importância, particularmente no ambiente altamente oxidante das hemácias - Relação com o NADPH ➢ A glutationa redutase usa NADPH como cofator para o GSSG → Redução → 2x GSH ➢ Dessa forma, a via das pentoses fosfato está ligada ao fornecimento de quantidades suficientes de GSH • Deficiência na : - Glicose-6-fosfato desidrogenase com defeito - Produção insuficiente de NADPH - Glutationa insuficiente - Relação de dependência da GSH com o ambiente altamente oxidante das hemácias ➢ Hemácias maduras não possuem mitocôndrias, ou seja, dependem de NADPH ➢ A glutationa redutase usa NADPH como cofator para o GSSG → Redução → 2x GSH ➢ 10% do consumo de glicose por hemácias é mediado pela via das pentoses fosfato ➢ GSH serve como uma solução de sulfidrila ➢ Essa solução mantém os resíduos de cisteína em hemoglobina e outras proteínas em um estado reduzido (ideal para o metabolismo) ➢ GSH é fundamental para estrutura normal de RBC e Fe+2 ➢ Redução de peróxidos o 2 GSH + ROOH → GSSG + H2O + ROH ➢ Baixos níveis de GSH induzem a hemólise celular ➢ Diagnóstico de urina preta • Anemia Hemolítica: - Ingestão de agentes oxidativos que geram peróxidos ou ROS - Antimaláricos - Purina de glicosídeo de feijão - Deficiência de G-6-P-D - Leva à hemólise
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