3 Пентозофосфатный путь обмена углеводов, его биологическая роль. Окислительная и неокислительная стадии пентозофосфатного пути.

Пентозофосфатный путь

Значение пентозофосфатного пути (ПФП):

1).Образуется НАДФН*Н+ (50% всей потребности организма), который используется в востановительных реакциях биосинтеза веществ, в реакциях микросомального окисления и как антиоксидант.

2).Снабжает клетку рибозо-5-фосфатом, который используется для синтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот.

Большое количество НАДФН*Н+ используется для синтеза жирных кислот, холестерола, желчных кислот и стероидных гормонов, поэтому в клетках печени, жировой ткани, лактирующей молочной железе имеется высокий уровень ферментов для ПФП.

Кроме того, эритроциты используют ПФП для получения большого количества НАДФН*Н+, который используется в восстановлении глутатиона.

Превращение рибонуклеотидов в дезоксирибонуклеотиды через активацию рибонуклеотид редуктазы (смотри синтез нуклеотидов) требует НАДФН*Н+ как источник электронов. Следовательно, в быстро пролиферирующих клетках необходимо большое количество НАДФН*Н+.

Превращение углеводов по ПФП не требует присутствия О2.

Реакции ПФП идут исключительно в цитоплазме.

Окислительный этап главным образом предназначен для синтеза НАДФН*Н+.

Неокислительный этап ПФП предназначен главным образом для получения рибозо-5-фосфата. Также на этом этапе идёт превращение 5-углеродных сахаров в 6-и (фруктозо-6-фосфат) и 3-углеродные (3-ФГА) сахара, которые могут быть использованы в гликолизе.

Основные ферменты неокислительного этапа - это трансальдолаза и транскетолаза:

-транскетолаза переносит 2х-углеродные группы (для этого требуется тиамин пирофосфат как кофактор - смотри витамин В1.

-трансальдолаза переносит 3х-углеродные группы.

Трансальдолазные и транскетолазные реакции обратимы.

В конечном счёте 3 моля 5-углеродных сахара превращаются в 2 моля 6-углеродных и 1 моль 3-углеродных. Следовательно, 6 моль 5-углеродных сахара превращаются в 4 моля 6-угл. и 2 моля 3-угл. Но 2 моля 3-угл. - это 1 моль 6-угл., поэтому в сумме получается 5 моль 6-угл.

Общая реакция:

6 Гл-6-ф + 7Н2О + 12НАДФ+ = 5 Гл-6-ф + 6СО2 + 12 НАДФН*Н+ + 12Н+ + Фн

Значение неокислительного этапа:

-стабилизирует концентрацию фосфопентоз в клетке;

-синтез фосфопентоз в клетке при тормржении окислительного этапа.

Регуляция

Уровень регуляции - глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы.

1). Регуляция активности:

-изостерический ингибитор - НАДФН*Н+. Ингибирование снимается окислительным глутатионом.

-аллостерический ингибитор - ацилКоА.

-простагландины стимулируют активность ДГ окислительного этапа.

2). Регуляция количества фермента:

-инсулин стимулирует синтез.

Эритроциты и ПФП

Всего 3 пути обмена углеводов в эритроцитах:

1).Гликолиз

2).ПФП

3).Метаболизм 2,3-дифосфоглицерата.

Гликолиз снабжает эритроциты энергией АТФ для мембранных насосов и НАДНЧН+ для реокисления метгемоглобина ( Fe2+ = Fe3+).

ПФП снабжает эритроциты НАДФН*Н+ для поддержание уровня глутатиона. Невозможность поддерживать уровень глутатиона в эритроцитах ведёт к ослаблению клеточной стенки и гемолизу. Глутатион удаляет Н2О2 через активность глутатион пероксидазы.

2,3-дифосфоглицерат взаимодействует с гемоглобином, при этом понижается его сродство к О2.