TEMA 15: VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO: FUNCIONES Y LOCALIZACIÓN CELULAR.
ETAPAS OXIDATIVA Y NO OXIDATIVA
1. RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO O DEL FOSFOGLUCONATO O VHM
La oxidación de la glucosa por esta ruta es necesaria en aquellos tejidos que sintetizan
ácidos grasos, isoprenoides o esteroides: hígado, glándula mamaria, ovarios, glándula adrenal,
tejido adiposo y, sobretodo, en los eritrocitos por su necesidad de “poder reductor” en forma de
NADPH, para mantener el grupo hemo de la hemoglobina en estado Fe2+. En cambio, apenas
tiene lugar en el tejido muscular.
Es una ruta citoplasmática, ya que las enzimas que catalizan las sus reacciones se
encuentran localizadas en el citosol. Sus funciones son:
● Generar “poder reductor” en el citoplasma (NADPH): El NADPH es el poder
reductor metabólico más importante, y necesario, para los procesos anabólicos de
las células (biosíntesis de ácidos grasos, colesterol, neurotransmisores, etc...),
además de formar parte de los potentes sistemas antioxidante en células, con
elevado riesgo de daño oxidativo (ej.: los eritrocitos). Mientras el NADH se
reoxida a través de la cadena respiratoria, para generar ATP, el NADPH es el
dador de electrones para las biosíntesis reductoras, sin formación de ATP. Para la
reoxidación del NADPH necesita glutation, en su forma oxidada (GSSG).
● Sintetizar monosacáridos-P de entre 3 y 7 C: Uno de los principales azúcares
generados por esta vía son las ribosas 5-P, necesarios para la síntesis de
nucleótidos (ATP, GTP...) y para gran cantidad de cofactores enzimáticos
(CoA-SH, NAD+, FAD+, etc...)
2. FASES DE LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
La ruta de las pentosas fosfato clásicamente se divide en dos fases, estas fases son las
siguientes:
1) Fase oxidativa (Fase redox): en ella la glucosa 6-P se transforma en ribulosa 5-P
mediante 3 reacciones, en las que se produce “poder reductor” en forma de 2
NADPH, el 1º en la primera reacción, la catalizada por la glucosa 6-P DH, y el 2º
en la última reacción, catalizada por la 6-fosfogluconato DH.
2) Fase no oxidativa (Fase regenerativa): en esta fase se producen diversos
monosacáridos monofosfato, fundamentalmente ribosa 5-P, para la síntesis de
nucleótidos, o se canalizan para su degradación glucolítica, generando
Gliceraldehido 3-P y Fructosa 6-P. En esta fase participan inicialmente enzimas de
tipo isomerasas y epimerasas y posteriormente, implica una serie de
reorganizaciones moleculares entre monosacáridos de distintos tipos, que
intercambian fragmentos de 2 ó 3 C, mediante dos tipos de enzimas, las
transcetolasas y las transaldolasas.
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ETAPAS OXIDATIVA Y NO OXIDATIVA
1. RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO O DEL FOSFOGLUCONATO O VHM
La oxidación de la glucosa por esta ruta es necesaria en aquellos tejidos que sintetizan
ácidos grasos, isoprenoides o esteroides: hígado, glándula mamaria, ovarios, glándula adrenal,
tejido adiposo y, sobretodo, en los eritrocitos por su necesidad de “poder reductor” en forma de
NADPH, para mantener el grupo hemo de la hemoglobina en estado Fe2+. En cambio, apenas
tiene lugar en el tejido muscular.
Es una ruta citoplasmática, ya que las enzimas que catalizan las sus reacciones se
encuentran localizadas en el citosol. Sus funciones son:
● Generar “poder reductor” en el citoplasma (NADPH): El NADPH es el poder
reductor metabólico más importante, y necesario, para los procesos anabólicos de
las células (biosíntesis de ácidos grasos, colesterol, neurotransmisores, etc...),
además de formar parte de los potentes sistemas antioxidante en células, con
elevado riesgo de daño oxidativo (ej.: los eritrocitos). Mientras el NADH se
reoxida a través de la cadena respiratoria, para generar ATP, el NADPH es el
dador de electrones para las biosíntesis reductoras, sin formación de ATP. Para la
reoxidación del NADPH necesita glutation, en su forma oxidada (GSSG).
● Sintetizar monosacáridos-P de entre 3 y 7 C: Uno de los principales azúcares
generados por esta vía son las ribosas 5-P, necesarios para la síntesis de
nucleótidos (ATP, GTP...) y para gran cantidad de cofactores enzimáticos
(CoA-SH, NAD+, FAD+, etc...)
2. FASES DE LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
La ruta de las pentosas fosfato clásicamente se divide en dos fases, estas fases son las
siguientes:
1) Fase oxidativa (Fase redox): en ella la glucosa 6-P se transforma en ribulosa 5-P
mediante 3 reacciones, en las que se produce “poder reductor” en forma de 2
NADPH, el 1º en la primera reacción, la catalizada por la glucosa 6-P DH, y el 2º
en la última reacción, catalizada por la 6-fosfogluconato DH.
2) Fase no oxidativa (Fase regenerativa): en esta fase se producen diversos
monosacáridos monofosfato, fundamentalmente ribosa 5-P, para la síntesis de
nucleótidos, o se canalizan para su degradación glucolítica, generando
Gliceraldehido 3-P y Fructosa 6-P. En esta fase participan inicialmente enzimas de
tipo isomerasas y epimerasas y posteriormente, implica una serie de
reorganizaciones moleculares entre monosacáridos de distintos tipos, que
intercambian fragmentos de 2 ó 3 C, mediante dos tipos de enzimas, las
transcetolasas y las transaldolasas.
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● Transcetolasas: catalizan la transferencia de un fragmento de 2 C, de una
cetosa a una aldosa. Esta enzima requiere como coenzima al TPP, que
actúa de transportador intermediario.
● Transaldolasas: catalizan la transferencia de un fragmento de 3 C de una
cetosa a una aldosa.
2.1. Fase Oxidativa de la Ruta de las Pentosas Fosfato
En esta fase se genera poder reductor (NADPH+H+). En ella, se oxida la Gluc 6-P hasta
Ribulosa 5-P, generando: 2 NADPH+H+ y 1 CO2.Esta fase consta de 3 reacciones:
● Oxidación de Gluc 6-fosfato, por la Gluc 6-fostato DH (G6PDH), produciendo
6-Fosfoglucono-δ-lactona, reacción muy dependiente de NADP+ como coenzima.
Esta enzima está fuertemente regulada por la relación NADPH/NADP+ celular.
● Hidrólisis de 6-fosfogluconolactona, por la Lactonasa, produciendo
6-Fosfogluconato
● Oxidación y descarboxilación del 6-fosfogluconato, por la enzima
6-fosfogluconato DH, produciendo Ribulosa-5-fosfato, NADPH y CO2
2.2. Fase No Oxidativa de la Ruta de las Pentosas Fosfato
Dependiendo de las necesidades celulares, esta fase tiene 3 posibles variantes, son las
siguientes:
● Necesidad de ribosa para la síntesis de nucleótidos: Ribulosa 5-P Ribosa 5-P
● Necesidad de más poder reductor (NADPH): Ribulosa 5-P Fructosa 6-P
● Necesidad de ATP (o glucosa): Ribulosa 5-P Gliceraldehido 3-P y Fructosa 6-P
3. BALANCE Y REGULACIÓN DE LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
El punto clave para el control de esta ruta es la primera reacción de la fase oxidativa,
catalizada por la G6PDH, enzima inducible y alostérica, que es fuertemente inhibida por
NADPH, que compite con el NADP+ por el mismo sitio de unión, y es activada por GSSG
(glutatión oxidado) y su propio sustrato G6P. El flujo de G6P por esta ruta depende de las
necesidades celulares:
● Síntesis de nucleótidos: el producto final será Rib 5-P.
● Demanda de poder reductor (NADPH): la Ribulosa 5-P se convertirá en F6P o en G6P,
que iniciará de nuevo la ruta.
● Demanda de energía (ATP): cuando las necesidades de nucleótidos, o de poder reductor,
son moderadas los productos de reacción se oxidan en la glucólisis y posteriormente en el
Ciclo de Krebs, generando ATP.
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cetosa a una aldosa. Esta enzima requiere como coenzima al TPP, que
actúa de transportador intermediario.
● Transaldolasas: catalizan la transferencia de un fragmento de 3 C de una
cetosa a una aldosa.
2.1. Fase Oxidativa de la Ruta de las Pentosas Fosfato
En esta fase se genera poder reductor (NADPH+H+). En ella, se oxida la Gluc 6-P hasta
Ribulosa 5-P, generando: 2 NADPH+H+ y 1 CO2.Esta fase consta de 3 reacciones:
● Oxidación de Gluc 6-fosfato, por la Gluc 6-fostato DH (G6PDH), produciendo
6-Fosfoglucono-δ-lactona, reacción muy dependiente de NADP+ como coenzima.
Esta enzima está fuertemente regulada por la relación NADPH/NADP+ celular.
● Hidrólisis de 6-fosfogluconolactona, por la Lactonasa, produciendo
6-Fosfogluconato
● Oxidación y descarboxilación del 6-fosfogluconato, por la enzima
6-fosfogluconato DH, produciendo Ribulosa-5-fosfato, NADPH y CO2
2.2. Fase No Oxidativa de la Ruta de las Pentosas Fosfato
Dependiendo de las necesidades celulares, esta fase tiene 3 posibles variantes, son las
siguientes:
● Necesidad de ribosa para la síntesis de nucleótidos: Ribulosa 5-P Ribosa 5-P
● Necesidad de más poder reductor (NADPH): Ribulosa 5-P Fructosa 6-P
● Necesidad de ATP (o glucosa): Ribulosa 5-P Gliceraldehido 3-P y Fructosa 6-P
3. BALANCE Y REGULACIÓN DE LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFATO
El punto clave para el control de esta ruta es la primera reacción de la fase oxidativa,
catalizada por la G6PDH, enzima inducible y alostérica, que es fuertemente inhibida por
NADPH, que compite con el NADP+ por el mismo sitio de unión, y es activada por GSSG
(glutatión oxidado) y su propio sustrato G6P. El flujo de G6P por esta ruta depende de las
necesidades celulares:
● Síntesis de nucleótidos: el producto final será Rib 5-P.
● Demanda de poder reductor (NADPH): la Ribulosa 5-P se convertirá en F6P o en G6P,
que iniciará de nuevo la ruta.
● Demanda de energía (ATP): cuando las necesidades de nucleótidos, o de poder reductor,
son moderadas los productos de reacción se oxidan en la glucólisis y posteriormente en el
Ciclo de Krebs, generando ATP.
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