Glicogênio, amido e sacarose Ribose-5-fosfato Piruvato

Glicogênio, amido
e sacarose
armazenamento
Glicose
oxidação pela via
das pentoses-fosfato
Ribose-5-fosfato
oxidação
pela glicólise
Piruvato
ADPH atua no sistema antioxidante celular e também como um
agente redutor em vias anabólicas como por exemplo, a síntese de
ácidos graxos e esteróides (fígado, tecido adiposo, glândulas
mamárias e córtex da supra-renal).
ATP
Ribose
Ribose
Ribose
Ribose
Acetil-CoA
6CH2OPO32−
5
H
4
Glucose-6-phosphate
Dehydrogenase
O
H
OH
OH
3
H
H
2
OH
glucose-6-phosphate
+
NADPH + H
+
H
OH NADP
1
4
H
OH
6-Phospho- O O−
glucono1C
lactonase
6CH2OPO32−
5
O
H
OH
H2O H
O
H
1
3
H
2
OH
6-phoshogluconolactone
+
HC
OH
2
HO 3CH
HC OH
4
HC
OH
5
CH2OPO32−
6
6-phosphogluconate
Glicose-6-fosfato Desidrogenase catalisa a oxidação
do aldeído (hemiacetal) no C1 da glicose-6-fosfato,
para um ácido carboxílico, numa ligação éster
(lactona).
ADP+ serve como aceptor de elétrons.
6CH2OPO32−
5
H
4
O
H
OH
H
6 CH OPO 2−
2
3
+
NADPH + H
5
+
O
OH NADP
H
OH
3
6-Phosphogluconolactonase
Glucose-6-phosphate
Dehydrogenase
2
OH
H 2 O H+
H
1
4
H
OH
H
OH
O
H
1
3
H
2
OH
O−
O
1C
HC
OH
2
HO 3CH
HC OH
4
HC
OH
5
CH2OPO32−
6
glucose-6-phosphate
6-phoshogluconolactone
6-phosphogluconate
6-Fosfogluconolactonase catalisa a hidrólise da ligação
éster, resultando na abertura do anel.
O produto é o 6-fosfogluconato.
O−
O
1C
HC
OH
2
Phosphogluconate
Dehydrogenase
NADP+
HO 3CH
HC OH
4
HC
OH
CH OH
NADPH + H+ 1 2
C O
2
HC
CO2
HC
5
4
6
5
CH2OPO32−
6-phosphogluconate
OH
3
OH
CH2OPO32−
ribulose-5-phosphate
Fosfogluconato Desidrogenase catalisa a
descarboxilação oxidativa do 6-fosfogluconato, para
formar uma cetose de 5-C ribulose-5-fosfato.
A OH do C3 (C2 do produto) é oxidada a uma cetona.
O carboxil do C1 sai como CO2.
ADP+ serve como oxidante.
Regulação da Glicose-6-fosfato Desidrogenase:
Glicose-6-fosfato Desidrogenase é o ponto de
regulação da Via das Pentoses Fosfato.
Essa enzima é regulada pela disponibilidade de
ADP+.
Como o NADPH é utilizado nas vias sintéticas
redutivas, o aumento na concentração de NADP+
estimula a via para reconstituir o NADPH.
O restante da via converte a ribulose-5-P em ribose-5-P
(5-C) , ou gliceraldeído-3-P (3-C) e frutose-6-P (6-C).
As enzimas adicionais incluem uma Isomerase,
Epimerase, Transcetolase, e Transaldolase.
Epimerase interconverte os
estereoisomeros
ribulose-5-P and
xilulose-5-P.
Isomerase converte a
cetose ribulose-5-P na
aldose ribose-5-P.
Ambas reações são
reversíveis.
CH2OH
Epimerase
CH2OH
C
C
O
HO
C
H
H
C
OH
CH2OPO32−
O
H
C
OH
H
C
OH
CH2OPO32−
xylulose-5phosphate
HC
O
H
C
OH
ribulose-5H
phosphate Isomerase
C
OH
H
C
OH
CH2OPO32−
ribose-5phosphate
CH2OH
Transketolase
CH2OH
HC
O
C
O
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
+
CH2OPO32−
CH2OPO32−
HC
H
C
O
OH
+
CH2OPO32−
C
O
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
CH2OPO32−
xyluloseriboseglyceraldehyde- sedoheptulose5-phosphate 5-phosphate 3-phosphate 7-phosphate
Transcetolase transfere um fragmento de 2-C da
xilulose-5-P para a ribose-5-P.
A transferência do fragmento de 2-C para a ribose-5fosfato forma a sedoheptulose-7-fosfato.
CH2OH
C
HO
Transaldolase
O
H2C
CH
C
HC
OH
HC
OH
HC
OH
H2C
+
OPO32−
HC
O
HC
O
HC
OH
HC
OH
HC
OH
H2C
OPO32−
H2C
HO
+
OPO32−
OH
O
CH
HC
OH
HC
OH
H2C
OPO32−
sedoheptulose- glyceraldehyde- erythrose- fructose7-phosphate
3-phosphate
4-phosphate 6-phosphate
Transaldolase catalisa a transferência de 3-C da
sedoheptulose-7-fosfato para o gliceraldeído-3-fosfato,
formando a frutose 6-fosfato.
Resumo da
interconversão de
açúcares de 5-C a
açúcares de 3-C e
6-C na Via das
Pentoses.
IS = Isomerase
EP = Epimerase
TK = Transcetolase
TA = Transaldolase
(3) ribulose-5-P
EP
IS
ribose-5-P
(2) xylulose-5-P
TK
glyceraldehyde-3-P
sedoheptulose 7 P
fructose-6- P
TA
erythrose-4-P
TK
fructose-6-P
glyceraldehyde-3-P
Dependendo das necessidades da célula por ribose-5fosfato, ADPH, e ATP, a Via das Pentoses Fosfato pode
operar de vários modos, para maximizar diferentes
produtos. São três cenários principais:
2 NADP+ 2 NADPH + CO2
glucose-6-P
ribulose-5-P
ribose-5-P
Pentose Phosphate Pathway producing
NADPH and ribose-5-phosphate
Ribulose-5-P pode ser convertida a ribose-5-fosfato, um
substrato para a síntese de nucleotídeos e ácidos
nucléicos.
A via também produz ADPH.
2 NADP+ 2 NADPH + CO2
glucose-6-P
ribulose-5-P
ribose-5-P
fructose-6-P, &
glyceraldehyde-3-P
Pentose Phosphate Pathway producing
maximum NADPH
Gliceraldeído-3-P e frutose-6-P podem ser
convertidos em glicose-6-P para reentrar na
porção linear da Via das Pentoses Fosfato,
maximizando a formação de ADPH.
2 NADP+ 2 NADPH + CO2
glucose-6-P
ribulose-5-P
ribose-5-P
fructose-6-P, &
glyceraldehyde-3-P
to Glycolysis
for production of ATP
Pentose Phosphate Pathway producing
NADPH and ATP
Gliceraldeído-3-P e frutose-6-P, formados a partir dos
açúcares-fosfato de 5-C, podem entrar na Glicólise para a
síntese de ATP.
A via também produz ADPH.
Fase Preparatória
hexoquinase
fosfoglicoisomerase
fosfofrutoquinase
aldolase
triose
fosfato
isomerase
Fosforilação da glicose
e sua conversão em
gliceraldeído 3-fosfato
Fase de Pagamento
gliceraldeído-3-P
desidrogenase
fosfoglicerato
quinase
fosfoglicerato
mutase
enolase
piruvato
quinase
Conversão oxidativa do
gliceraldeído 3-fosfato
em piruvato e formação
de ATP e NADH
Sistema Antioxidante
O
+
H3N
H
C
CH2
COO−
CH2
C
O
N
H
CH
C
N
H
CH2 COO−
CH2
SH
γ-glutamyl-cysteinyl-glycine
Glutathione
Glutationa é um tripeptídeo que inclui um Glu ligado por
uma ligação isopeptídica envolvendo o grupo carbonil da
sua cadeia lateral.
O seu grupo funcional é o grupo tiol da cisteína.
O
+
H3N
H
C
CH2
COO−
CH2
C
O
N
H
CH
C
N
H
CH2 COO−
CH2
SH
γ-glutamyl-cysteinyl-glycine
Glutathione
Glutationa Peroxidase catalisa a degradação de
hidroperóxidos orgânicos por redução, e assim, duas
moléculas de GSH são oxidadas a um dissulfeto (GSSG).
2 GSH + ROOH GSSG + ROH + H2O
A regeneração da glutationa reduzida requer NADPH,
produzido na Via das Pentoses Fosfato.
Glutationa Redutase catalisa:
GSSG + ADPH + H+ 2 GSH + ADP+