Via das Pentose-fosfato - Resumo

Prévia do material em texto

Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
 
VIA DAS PENTOSES FOSFATO 
Prof.ª: Marina Pereira Rocha 
 
 A via das pentoses-fosfato ou rota das pentoses é um caminho alternativo do metabolismo 
da glicose. Ou seja, durante as fases que ocorrem na via glicolítica, intermediários são desviados 
por essa via. Não é o objetivo desta via a geração de ATP, mas exerce algumas funções: 
 
1. Produz NADPH para as síntese redutivas, tais como: as biossínteses dos ácidos graxos e 
dos esteroides. Realiza a reciclagem do NADP. 
2. Produz ribose para as biossíntese dos nucleotídeos e dos ácidos nucléicos, que serão 
utilizados para a produção de DNA e RNA. 
3. Produz eritrose-4-fosfato que combina-se com o fosfoenolpiruvato (PEP) na reação inicial 
que produz compostos fenólicos vegetais, incluindo aminoácidos aromáticos e precursores de 
lignina, flavonoides e fitoalexinas gera intermediários do ciclo de Krebs. 
 
Relembrando... 
NADH: participa da conversão de energia liberada pela oxidação de metabólitos em ATP 
(fosforilação oxidativa). 
NADPH: Transfere elétrons da oxidação de processos de biossíntese redutora. 
 
 A via das pentoses-fosfato (desvio da hexose-monofosfato) é um percurso mais complexo do 
que a glicólise. Trata-se de um processo multicíclico no qual três moléculas de glicose-6-fosfato 
produzem três moléculas de CO2 e três resíduos de cinco carbonos. Estes resíduos se 
rearranjam para gerar duas moléculas de glicose-6-fosfato e uma molécula de um intermediário 
da glicólise, o gliceraldeído-3-fosfato. Desde que duas moléculas de gliceraldeído-3-fosfato 
possam regenerar a glicose-6-fosfato, a via pode conduzir a completa oxidação da glicose. 
 
3 Glicose-6-P + 6 NADP+ → 3 CO2 + 2 Glicose-6-P + Gliceraldeído-3-P + 6 NADPH + 6 H+ 
 
A sequência de reações da via pode ser dividida em duas fases (Figura 1) 
 
 Fase oxidativa, irreversível 
 
Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
A glicose 6-P sofre desidrogenação e descarboxilação formando uma pentose, a ribulose-5-P. A 
célula está precisando de ribose e reciclar o NADPH (Figura 2). 
 Fase não-oxidativa, reversível 
A ribulose-5-P é convertida a glicose-6-P por uma série de reações envolvendo principalmente 
duas enzimas: a transcetolase e a transaldolase. A célula não está precisando de ribose, mas 
precisa reciclar o NADPH (Figura 3). 
 Na via das pentoses, a glicose-6-fosfato que é produzida pela primeira etapa de oxidação 
da glicose é desviada para a produção de 6-fosfogliconato. Essa via das pentoses ocorre para a 
produção de ribose e reciclagem do NADP. No entanto, após a produção dos produtos de 
interesse há um rearranjo das moléculas para retorno a via glicolítica visando a produção de ATP. 
Figura 1: Esquema da via das pentoses 
 
 
Figura 2. Fase oxidativa da via das pentoses 
 
Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
 
Figura 3. Fase não-oxidativa da via das pentoses 
 
 
 
Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
 
 
 A duas principais vias do catabolismo da glicose são a glicólise e a rota das pentoses, no 
entanto, essas vias têm pouco em comum. Apesar de alguns metabólitos serem comuns (por 
exemplo, a glicose-6-P) a via das pentoses é marcadamente diferente da glicólise. Assim, na via 
das pentoses a oxidação ocorre nas primeiras reações utilizando o NADP ao invés do NAD, e o 
CO2, que não se forma em toda a via glicolítica, é um produto característico da via das pentoses 
fosfato, além disso ocorre formação de ribose-fosfato. 
 O fluxo da glicose 6-P depende da necessidade de NADPH, ribose 5-P e ATP e ocorre 
basicamente em quatro diferentes caminhos: 
 
1. Quando é necessário mais ribose-5-P do que de NADPH, a maior parte da glicose-6-P é 
convertida em frutose-6-P e gliceraldeído 3-P pela via glicolítica. Então a transaldolase e a 
transcetolase convertem duas moléculas de frutose-6-P e uma de gliceraldeído-3-P em três 
moléculas de ribose-5-P pela reversão das reações antes descritas. A estequiometria desse 
modo de via é: 
Glicose 6-P + ATP → 6 ribose 5-P + ADP + H+ 
 
 
Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
2. Necessidades equilibradas de NADPH e ribose 5-P. A reação predominante nessas 
condições é a formação de dois NADPH e uma ribose 5-P a partir de glicose 6-P pela via 
oxidativa da Via Pentose Fosfato. A estequiometria desse modo é: 
 
Glicose 6-P + 2 NADP+ + H2O → ribose 5-P + 2 NADPH + 2 H+ + CO2 
 
3. Necessidade muito maior de NADPH do que ribose 5-P, a glicose 6-P é completamente 
oxidada a CO2. Três grupos de reação estão ativos nessa situação. Primeiro, forma-se dois 
NADPH e uma ribose 5-P pela via oxidativa da via das pentoses. Então, a ribose 5-P é 
convertida em frutose 6-P e gliceraldeído 3-P pela transcetolase e transaldolase. Finalmente, 
a glicose 6-P é re-sintetizada a partir da frutose 6-P e do gliceraldeído 3-P pela via 
gliconeogênica. As estequiometrias desses três conjuntos de reações são: 
 
6 Glicose 6-P + 12 NADP+ + 6 H2O → 6 ribose 5-P + 12 NADPH + 12 H+ + 6CO2 
6 ribose 5-P → 4 Frutose 6-P + 2 gliceraldeído 3-P 
4 Frutose 6-P + 2 Gliceraldeído 3-P + H2O → 5 Glicose 6-P + Pi 
 
A soma dessa reações é: 
Glicose 6-P + 12 NADP+ + 7 H2O → 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+ + Pi 
 
Assim, o equivalente a uma glicose 6-P pode ser completamente oxidado a CO2 com a 
concomitante produção de NADPH. A essência dessas reações é que a ribose produzida pela via 
pentose-fosfato é reciclada para glicose 6-P por transcetolase, transaldolases e por algumas 
enzimas da via gliconeogênese. 
4. Necessidade muito maior de NADPH do que de ribose 5-P, a glicose 6-P é convertida a 
piruvato. A frutose 6-P e o gliceraldeído 3-P derivado da ribose 5-P entram na via glicolítica 
em vez de reverterem a glicose 6-P. Desse modo geram-se concomitantemente ATP e 
NADPH, e cinco dos seis carbonos da glicose 6-P emergem em piruvato: 
 
3 Glicose 6-P + 6 NADP+ + 5 NAD+ + 5Pi + 8 ADP → 5 piruvato + 3 CO2 + 6 NADPH + 5 NADH + 
8 ATP + 2 H2O + 8 H+ 
 
 
Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
 O pool de triose fosfato/pentose fosfato incluem diversos grupos intermediários de 
açúcares: ribulose 5-P, ribose 5-P, xilulose 5-P, diidroxiacetona fosfato, gliceraldeído 3-P, 
sedoheptulose 7-P, eritrose 4-P e frutose 1,6-bisfosfato. A frutose 1,6-bisfosfato é usualmente 
considerada como parte do pool de hexose fosfato, e também como um substrato para as 
enzimas transaldolase e transcetolase, funcionando como um componente de ambos pools 
metabólicos. 
 A glicólise e a via das pentoses fosfato são ligados por muitas partes intermediárias, não 
apenas para produzir co-fatores ricos em energia, mas também para gerar esqueleto de carbono 
requerido para reações biossintéticas. Em resumo, a glicólise, a via das pentoses fosfato e vários 
caminhos da biossíntese são integrados em plantas pela relação entre o pool de triose/ pentose 
fosfato. 
 Na glicólise, após a conversão da frutose 6-P para frutose 1,6-bisP, a reação catalisada 
pela aldolase da frutose 1,6 bifosfato e isomerase da triose-fosfato são reversíveis. Similarmente, 
parte da reação da via das pentoses fosfato é também reversível, incluindo o passo catalisado 
pela epimerase da ribulose 5-P, isomerase da ribose 5-P, transcetolase e transaldolase. Essas 
reações de reversibilidade serve para manter o pool de triose-P/ pentose-P localizado no citossol 
e plastídio em equilíbrio. 
 
Regulação da via das pentoses 
 
 A atividade da via das pentoses vai variar de acordo com tecido, sendo mais intensa em 
tecidos que ativam ácidos graxos ativamente, como é o caso do fígado e do tecido adiposo. As 
duas desidrogenases que participam da via convertem NADP a NADPH e vão ser inibidas 
competitivamente por NADPH. 
 A utilização da glicose-6-fosfato pela via das pentoses ou pela glicólise vai depender das 
relações ATP/ADP e NADPH/NADP existentes nas células. 
• Quando a relação ATP/ADP é baixa, a glicose vai ser degradada pela via glicolítica, 
produzindo ATP; não vai ocorrera síntese de ácidos gordos e a relação NADPH/NADP é alta, 
inibindo a via das pentoses. 
• Mas se a relação ATP/ADP é alta, a via glicolítica fica inibida e a síntese de ácidos gordos 
é favorecida, consumindo NADPH e eliminando a inibição das desidrogenases. 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADgado
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tecido_adiposo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Desidrogenase
 
Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
 Portanto quando a carga energética das células é alta, o consumo de glicose-6-fosfato pela 
via das pentoses é favorecida. A via das pentoses é ativa quando as taxas glicémicas são altas; 
os níveis altos de insulina resultantes acarretam, no tecido adiposo, aumento da permeabilidade 
à glicose e, no fígado, intensa síntese de glicocinase. Essas duas condições propiciam a síntese 
de ácidos graxos, que também é estimulada pela insulina. Então: A entrada de Glicose-6-P na via 
glicolítica ou na via das Pentoses-fosfato é basicamente determinada pelas concentrações 
relativas de NADP+ e NADPH (Figura 4). 
 
Figura 4: Regulação da via das pentoses-fosfato. 
 
 
Via das pentoses e as espécies reativas de oxigênio 
 
 O papel protetor da glutationa como antioxidante durante a atividade física tem sido 
extensivamente investigado. Há muitas evidências de que a glutationa é um dos principais 
antioxidantes do tecido muscular esquelético exercendo função vital na manutenção do estado 
redox intracelular durante a contração. A glutationa é composta de três aminoácidos: glutamato, 
cisteína e glicina. É uma molécula essencial o ambiente redutor numa célula. Ou seja, serve com 
um redutor. Pode ser conjugada a drogas (fármacos), aumentando sua solubilidade e 
biodisponibilidade (excreção) (Figura 5). 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Insulina
https://pt.wikipedia.org/wiki/Glicose
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Glicocinase&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=S%C3%ADntese_de_%C3%A1cidos_graxos&action=edit&redlink=1
https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=S%C3%ADntese_de_%C3%A1cidos_graxos&action=edit&redlink=1
 
Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
 As hemácias tem os seus 120 dias de vida. Ela tem um tripeptideo que está o tempo todo 
sendo oxidado, que é a glutationa. Usa via oxidativa pra converter glicose 6-P em ribose, gerando 
nadph pra glutationa redutase regenerar glutationa que volta pro estado reduzido. Glutationa 
peroxidase consegue neutralizar os peróxidos que vão sendo formados. NADPH atua como 
fornecedor de elétrons para regeneração da glutationa, para manter a proteção da célula contra 
espécies reativas de oxigênio. 
 Formação de espécies reativas de oxigênio podem levar a hemácia à morte. Molécula 
totalmente reduzida: não reage com nada. O NADPH gerado pela via pentose fosfato 
desempenha um papel vital em proteger as células de espécies reativas de oxigênio (ROS). As 
espécies químicas reativas de oxigênio geradas no metabolismo oxidativo infligem dano a todas 
as classes de macromoléculas e podem pôr fim conduzir à morte celular. 
 
Deficiência de glicose 6- fosfato desidrogenase 
 
 Doença hereditária que causa grave anemia (induzida por drogas) devido à falta de 
NADPH nas hemácias (redução de glutationa). Glutationa reduzida protege contra estresse 
oxidativo e manutenção da integridade da membrana do eritrócito. 
 Os sintomas mais evidentes são: urina escura, esplenomegalia, fadiga, pele amarela, 
frequência cardíaca aumentada. Pessoas com essa deficiência desenvolvem uma doença 
chamada Anemia induzida por agentes externos. Essa pessoa tem dificuldade de produzir 
NADPH (hemácia vive menos, pois não neutralizam-se os ROS que estão ali). Se a pessoa passa 
expõe a um tratamento onde envolve muita produção de ROS, passa por uma morta acelerada de 
hemácias, a chamada anemia induzida por drogas. Exemplo: antimalárico. 
 Pessoas que vivem em área agrícola e tem contato constante com pesticidas, e que tem 
deficiência da mesma enzima, também tem o mesmo tipo de coisas, pois causa envelhecimento 
celular. Os eritrócitos transportam oxigênio. Eles também são ficos em Fe(II) reduzido. Por isso, 
há uma grande quantidade de formas reativas de oxigênio formadas no eritrócito. O eritrócito não 
tem mitocôndria e depende da glicose com sua única fonte de energia. Até 10% da glicose na 
hemácia é utilizada pela via das pentoses para produção de NADPH para reduzir glutationa 
oxidada. 
 
Figura 5: Espécies reativas de oxigênio e glutationa. 
 
Fique por dentro! 
cursomeds.com.br 
 
Referência 
 
LEHNINGER, A.L.; NELSON, D.L.; COX, M.M. Princípios de Bioquímica. 6. ed. São Paulo: 
Artmed, 2014. 1328p.