Download Vía de Pentosa-fosfato - Bioquímica

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS FASE I,
UNIDAD DIDÁCTICA: BIOQUÍMICA MÉDICA
2º AÑO
CICLO ACADÉMICO 2,013
VÍA DE PENTOSA –
FOSFATO
DR. MYNOR A. LEIVA ENRÍQUEZ
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
Fuente: Fundamentos de Bioquímica. 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt .
DEFINICIÓN:
Vía que utiliza una
hexosa (glucosa)
para generar azúcares
de 5 carbonos
(pentosas) y
equivalentes reducidos.
Vía citosólica
Estimulada por la
insulina y en estado
postprandial
30% de la oxidación de
glucosa en el hígado y
10% en el eritrocito
utiliza esta vía.
DEFINICION:
Via anabólica que utiliza una hexosa
(glucosa) para generar azúcares de 5
carbonos (pentosas), necesarias para
formar nucleótidos y equivalentes
reducidos NADPH, necesarios en la
lipogénesis, esteroidogénesis y
derivaciones.
30% de la oxidación de glucosa en el
hígado y 10% en el eritrocito utiliza esta
vía.
Se divide en 3 etapas:
Reacción de oxidación (produce
NADPH y ribulosa 5-P)
Reacciones de isomerización
epimerización (tranforma Ru5P en
ribosa 5-P o xilulosa 5-P .
Reacción de ruptura y formación
enlace c-c. (convierte dos Xu5P y una
R5P en dos de F6P y una GAP.
FASE OXIDATIVA
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
FUNCIONES:
Generar equivalentes reductores
(NADPH) que participan en
reacciones de biosíntesis.
Proveer a la célula de ribosa 5-P
para la síntesis de nucleósidos y
nucleótidos.
¿PARA QUÉ SE USA EL NADPH?
En reacción de biosíntesis de ácidos
grasos, esteroides y ác. biliares (hígado,
glándula mamaria durante la lactancia,
testículo, tejido adiposo y corteza
suprarrenal).
En el eritrocito regenerar glutatión
reducido y la reducción de la hemoglobina
oxidada.
En hígado para desintoxicar y eliminar
medicamentos.
ESTRUCTURA DEL
NADPH
Útil en
reacciones
de
biosíntesis
reductora.
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
RUTA CITOSÓLICA
Se divide en 3 etapas:
1. Reacción de oxidación (produce
NADPH y ribulosa 5-P)
2. Reacciones de isomerización
epimerización (tranforma Ru5P en
ribosa 5-P o xilulosa 5-P) .
3. Reacción de ruptura y formación
enlace c-c. (convierte dos Xu5P y una
R5P en dos de F6P y una GAP.
FASE OXIDATIVA
Fuente: Fundamentos de Bioquímica. 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt .
Fuente: Bioquímica Médica, MATHEWS, 3ª. Ed.
El estadío redox de la vía
de las pentosas – fosfato.
Una secuencia de tres
enzimas forman 2 moles
de NADPH por cada mol de
Glucosa-6-Fosfato, que se
convierte en RIBULOSA-5fosfato, con producción de
CO2.
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
Primera reacción: formación del primer NADPH.
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
LA REACCIÓN GLOBAL
3 G-6-P + 6 NADP
+ 3 H2O

6 NADPH + 6 H+ + 3 CO2
+ 2 F-6-P + 1 GAP
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
HIDRÓLISIS
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
LA FORMACIÓN DE
RIBULOSA-5-FOSFATO
COMPLETA LA ETAPA
OXIDATIVA DE LA VÍA
DE LAS PENTOSAS
FOSFATO.
Se generan
2 moléculas de NADPH
Por cada molécula de
Glucosa-6-P que se
Aprovecha en esta vía.
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA
DEL 6-FOSFOGLUCONATO.
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
FASE DE
INTERCONVERSIÓN
FASE DE INTERCONVERSIÓN
DE LA VÍA DE LA PENTOSA –
FOSFATO.
Isomerización y Epimerización:
Las estructuras carbonadas de
TRES MOLÉCULAS DE
RIBULOSA-5-FOSFATO son
utilizadas para formar:
2 moléculas de
FRUCTOSA-6-P y
1 molécula de
GLICERALDEHÍDO-3-P.
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
Transaldolasas
• catalizan transferencia de fragmentos
de 2 carbonos.
Trancetolasas
• catalizan transferencia de fragmentos
de 3 carbonos. Utilizan al pirofosfato
de tiamina como coenzima.
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
Ribulosa 5- fosfato
epimerasa
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
LA REACCIÓN
GLOBAL
3 G-6-P + 6
NADP
+ 3 H2O

6 NADPH + 6 H+
+ 3 CO2
+ 2 F-6-P + 1
GAP
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
La
TRANCETOLASA
cataliza las
reacciones de
transferencia de
2 carbonos
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
Transcetolasa
La enzima transcetolasa cataliza la
transferencia de unidades de 2 carbonos.
Tiene como cofactor al pirofosfato de
TIAMINA.
Fuente: Bioquímica Médica, MATHEWS, 3ª. Ed.
La ETAPA 3
Reacciones de RUPTURA Y
FORMACIÓN DE ENLACE
CARBONO-CARBONO:
Corresponde a la conversión
de dos moléculas de
xilulosa-5-P y una molécula
de ribosa-5-P en dos
moléculas de fructosa-6-P y
una molécula de
Gliceraldehído-3-P.
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
Transaldolasa
La transaldolasa cataliza la
transferencia de unidades de 3
carbonos:
LA REACCIÓN
GLOBAL
3 G-6-P + 6
NADP
+ 3 H2O

6 NADPH + 6 H+
+ 3 CO2
+ 2 F-6-P + 1
GAP
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
Última reacción…
Transcetolasa
Fuente: Bioquímica Médica, MATHEWS, 3ª. Ed.
LA REACCIÓN
GLOBAL
3 G-6-P + 6
NADP
+ 3 H2O

6 NADPH + 6 H+
+ 3 CO2
+ 2 F-6-P + 1
GAP
Fuente: Bioquímica Médica, MATHEWS, 3ª. Ed.
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
VÍA DE LAS PENTOSAS-FOSFATO:
REACCIONES EN EQUILIBRIO
Sustratos
Productos
Enzima
Ribulosa-5-P

Ribosa-5-P
Isomerasa
2 Ribulosa-5-P

2 Xilulosa-5-P
Epimerasa

Gliceraldehído-3-P
+ sedoheptulosa-7-P
Transcetolasa
Eritrosa-4-P
+ Fructosa-6-P
Transaldolasa

Gliceraldehído-3-P
+ fructosa-6-P
Transcetolasa

Gliceraldehído-3-P
+ 2 fructosa-6-P
Xilulosa-5-P
+ Ribosa-5-P
Sedoheptulosa-7-P

+ gliceraldehído-3-P
Xilulosa-5-P
+ eritrosa-4-P
3 Ribulosa-5-P
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
Si no se requiere
seguir formando
nucleótidos, los
elementos pueden
regresar al
metabolismo
glucolítico.
RELACIÓN
ENTRE LA
GLUCÓLISIS Y
LA VÍA DE LAS
PENTOSAS
FOSFATO:
La vía de las
pentosas
fosfato, que
comienza con
la G6P
producida en
la etapa 2 de la
glucólisis,
genera NADPH
que se utiliza
en las
reacciones
reductoras y
R5P para la
síntesis de
nucleótidos.
Fuente: Fundamentos de Bioquímica. 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt .
FUNCIONES:
Generar
equivalentes
reductores
(NADPH)
que
participan en
reacciones
de
biosíntesis.
• Proveer a la
célula de
ribosa 5-P
para la
síntesis de
nucleósidos y
nucleótidos.
Fuente: Bioquímica Médica, MATHEWS, 3ª. Ed.
FUNCIÓN DE LA VIA
PENTOSA FOSFATO EN
EL ERITROCITO
La función del glutatión en el eritrocito es eliminar en
forma reductora el peróxido de hidrógeno e hidroperóxidos
orgánicos, que son metabolitos reactivos del oxígeno,
capaces de producir daño en la hemoglobina y de
fosfolípidos de las membranas celulares, con lo que se
presenta lisis celular. GSSG representa el glutatión
oxidado
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
La función del glutatión en el eritrocito es eliminar en
forma reductora el peróxido de hidrógeno e hidroperóxidos
orgánicos, que son metabolitos reactivos del oxígeno,
capaces de producir daño en la hemoglobina y de
fosfolípidos de las membranas celulares, con lo que se
presenta lisis celular. GSSG representa el glutatión
oxidado
Fuente: Fundamentos de Bioquímica. 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt .
El suministro constante de NADPH es vital para la
subsistencia del eritrocito.
Los pacientes con deficiencias de la enzima glucosa-6fosfato deshidrogenasa son sensibles al daño
oxidativo.
En ellos el consumo de PRIMAQUINA o de HABAS
(favismo) puede inducir anemia hemolítica.
Fuente: Fundamentos de Bioquímica. 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt .
ACTIVIDADES ANTIOXIDANTES DEL
GLUTATIÓN
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
ESPECIES REACTIVAS
DE OXÍGENO
Pueden inducir daño al DNA (cáncer, envejecimiento), a
proteínas y lípidos insaturados y propiciar apoptosis.
Acciones de las Enzimas antioxidantes:
CATALASA, SUPERÓXIDO DISMUTASA Y GLUTATION PEROXIDASA
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
GLUTATION
REDUCCIÓN POR EL
NADPH DEL
PERÓXIDO DE
HIDRÓGENO,
MEDIANTE LA
ACCIÓN DEL
GLUTATION.
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
GLUTATIÓN
Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.
CITOCROMO
P450
R-H + O2 + NADPH + H

R-OH + H20 + NADP+
FORMACIÓN DE ESTEROIDES,
ACIDOS BILIARES
METABOLISMO DE VITAMINA D3
XENOBIÓTICOS
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
FAGOCITOSIS
1- UNIÓN DEL PATÓGENO A UNA
CÉLULA FAGOCITARIA.
2- INGESTIÓN DEL
MICROORGANISMO
3- DESTRUCCIÓN DEL
MICROORGANISMO
ACTIVIDAD DE “ESTALLIDO
RESPIRATORIO”:
NADPH OXIDASA
SUPEROXIDO DISMUTASA
MIELOPEROXIDASA
(ÁCIDO HIPOCLOROSO)
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
OXIDO NITRICO
RELAJA EL MÚSCULO LISO
EVITA LA AGREGACIÓN
PLAQUETARIA
FUNCIONA COMO
NEUROTRANSMISOR EN EL
CEREBRO
MEDIA FUNCIONES TUMORICIDAS
Y BACTERICIDAS DE LOS
MACRÓFAGOS
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
DEFICIENCIA
Anemia hemolítica: deficiencia de
glucosa 6-P deshidrogenasa
Síndrome de Wernicke-korsakoff
por deficiente función de la
trancetolasa al no haber fosfato
de tiamina.
CARENCIA DE G6PD
Actividad normal
Aun en celulas viejas
Evita hemolisis y
Daño oxidativo
v
Variantes en
enzimas
defectuosas.
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
DEFICIENCIA DE G6DP
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.
HASTA LA PRÓXIMA…
ÉXITOS EN EL PRIMER
PARCIAL
Dr. LEIVA