Ciclo dei pentoso fosfati

Il ciclo dei pentoso fosfati

Il ciclo dei pentoso fosfati è una via metabolica che fa parte del metabolismo dei carboidrati, perché parte dal glucosio e termina con la produzione di intermedi della glicolisi e della gluconeogenesi, che potranno perciò rigenerare il glucosio, come la gliceraldeide-3-fosfato e il fruttosio-6-fosfato. Ma non solo, questa via è fondamentale soprattutto perché genera dei composti specifici, i pentosi, che saranno poi utilizzati per la biosintesi dei nucleotidi, RNA e DNA.

Produzione di ribosio-5-fosfato

Questa via ha perciò come scopo principale quello di andare a produrre il capostipite della biosintesi degli acidi nucleici, il ribosio-5-fosfato, da cui si deriverà direttamente l’RNA e attraverso una conversione da ribosio a desossiribosio il DNA.

Produzione di NADPH

Oltre a generare pentosi, questa via genera anche un dinucleotide fondamentale per tutte le vite metaboliche, il NADPH, donatore di elettroni di tutte le vie anaboliche e delle reazioni di riduzione. Il NADP è un dinucleotide, in particolare il nicotinammide dinucleotide fosfato, e si differenzia dal NAD per la presenza di un fosfato in più legato con un legame fosfoesterico al carbonio 2 dell’adenoside (ribosio + adenina); enzimi specifici riconoscono alternativamente o il NAD o il NADP, fatta eccezione per la isocitrico-deidrogenasi che riconosce entrambi.

Utilizzo del NADPH

• In tutte le vie anaboliche, di sintesi; fa eccezione la gluconeogenesi che usa il NADH
• Per la biosintesi del colesterolo
• Per la biosintesi di acidi grassi
• Per la biosintesi di ormoni steroidei
• Nelle vie di detossificazione epatiche, che dipendono dal citocromo P-540
• Per la risposta immune, che è influenzata da formazione di ione superossido, O₂^-, ossidante forte che si produce a partire da NADPH
• Per l’eliminazione di ossidanti, e si basa su un sistema che utilizza elettroni ceduti dal NADPH al glutatione, che poi ricederà a molecola ossidata per ridursi

Rapporto tra NADP+ e NADPH

Il rapporto tra NADP+ e NADPH è il regolatore principale della via; quando NADP+ è alto si ha la stimolazione della via, mentre quando è alto il NADPH questa viene inibita.

Rapporto tra glutatione ridotto e glutatione ossidato

Questo rapporto fondamentale può essere visto anche come il rapporto tra glutatione ridotto e glutatione ossidato, perché NADPH cede i suoi elettroni al glutatione che a sua volta fa da trasportatore di elettroni e perciò regola anche lui la via dei pentoso fosfati.

Fasi del ciclo dei pentoso fosfati

Fase ossidativa

La fase ossidativa è una fase irreversibile in cui il glucosio-6-fosfato viene convertito in ribulosio-5-fosfato con la formazione di NADPH. Si ha quindi un arricchimento di potere riducente. Da uno zucchero a 6 carboni si passa ad uno a 5 carboni, grazie alla perdita di un atomo di carbonio sotto forma di CO₂, si ha infatti ossidazione.