Via dei pentosi

FASE NON OSSIDATIVA

Le reazioni della fase non ossidativa, di riarrangiamento, prevedono l'intervento di enzimi chiamati transaldolasi o transchetolasi. Si formano intermedi della glicolisi e della gluconeogenesi: fruttosio 6P e gliceraldeide 3P.

Gli enzimi sono chiamati così perché spostano frammenti a 2 o 3 atomi di carbonio. Sono reazioni reversibili.

Transchetolasi: trasferiscono frammenti a 2C.

Transaldolasi: trasferiscono frammenti a 3C.

Sempre allo stesso modo: chetosio o aldosio che si trasformano in aldosio e chetosio.

Le transchetolasi trasferiscono frammenti a 2C da un chetosio a un aldosio. Le transaldolasi fa la stessa cosa, solo con frammenti a 3C.

Il punto di partenza è la molecola di ribosio che va incontro a un'isomerasi o a un'epimerasi e si forma il ribosio o lo xilulosio, entrambi a 5C. Poi può intervenire una transchetolasi che trasferisce un frammento a 2C da xilulosio a ribosio e si formano due composti: C7 e C3.

La transaldolasi

trasferisce frammenti a 3C e si formano un C6 e un C4.Il C4 reagisce con una seconda molecola di C5, interviene un’altra transchetolasi e siforma un C6 e un C3.Alla fine se considero l’intero processo, parto da 3 molecole di C5 per ottenere inrealtà fruttosio 6P (C6) e gliceraldeide 3P (C3).Questa è la stechiometria minima.In casi particolari di necessità di NADPH molto elevata, questa stechiometria minimaviene raddoppiata: il C3 può reagire con un secondo C3 e forma un 6C.6 molecole di pentosi (5C) e si arriva alla sintesi di 5 esosi (6C).Questo avviene quando la cellula ha bisogno di tanto NADPH.Le 5 molecole che si formano sono di fruttosio 6P che possono essere ritrasformate inglucosio 6P nella gluconeogenesi. Possono essere rimesse nella fase ossidativa perprodurre altro NADPH.Ben 12 molecole di NADPH.Succede solo in condizioni particolari.Sono reazioni reversibili.Può succedere che la cellula abbia bisogno di ribosio ma non di

NADPH. La fase ossidativa e non si attivano entrambe oppure una o l'altra a seconda delle necessità della cellula. Ci sono 4 scenari metabolici: 1. La cellula ha bisogno di NADPH, non solo di ATP. Fa avvenire la fase ossidativa, si formano 2 NADPH e si formano composti a 5C. Questi vanno incontro alla fase non ossidativa. Stechiometria doppia!! Gli intermedi che si formano rientrano nella fase ossidativa passando per la gluconeogenesi. È il ciclo quasi inverso alla glicolisi. Gli intermedi possono essere usati per sintetizzare glucosio 6P. Le due molecole possono nuovamente essere ossidate e produrre altro NADPH. 2. La cellula ha bisogno di NADPH e ATP. Attiva entrambe le fasi, ossidativa e non. Gli intermedi vanno nella glicolisi (invece che nella gluconeogenesi) e formano ATP. 3. La cellula ha bisogno di NADPH e PENTOSI. Attiva soltanto la fase ossidativa. 4. La cellula ha bisogno di PENTOSI. Le reazioni della seconda fase non ossidativa sono reversibili, quindi possono essere utilizzate per sintetizzare pentosi.

Posso prendere gli intermedi della glicolisi e indirizzarli nella fase non ossidativa. Ho passaggi inversi e formo ribosio (zuccheri a 5C). Se è necessario più ribosio che NADPH, gli intermedi della glicolisi vengono trasformati in ribosio 5P attraverso le transaldolasie e le transchetolasi. Se il fabbisogno di NADPH e di ribosio sono bilanciati, è necessario più NADPH che ribosio.

Gluconeogenesi. Sono necessari sia NADPH che ATP. I due intermedi vanno nella glicolisi. NADPH è importante perché serve per le biosintesi riduttive, che sono reazioni citosoliche. Il NADPH si trova fuori e viene utilizzato per produrre lipidi, amminoacidi e desossiribonucleotidi. Interviene nelle reazioni monossigenasiche.

L'organismo possiede un meccanismo di detossificazione per eliminare i farmaci in eccesso o senobiotici dopo che sono stati introdotti durante la terapia che sfrutta l'ossigeno dei citocromi e il NADPH. Se non esistesse questo processo, le molecole

contenute nei farmaci assunti durante una terapia sarebbero moltopiù tossici di quelle che in realtà sono. Vengono perciò smaltiti.In questo processo di detossificazione vengono sfruttati il citocromo P-450 e l'ossigeno.L'ossigeno è in grado di detossificare perché interviene nelle reazioni monossigenasiche.L'ipotetico farmaco viene idrossilato: l'ossigeno molecolare cede un atomo di ossigeno al farmaco che diventa un composto più idrosolubile e quindi più facilmente eliminabile.Contemporaneamente, poiché si tratta di una reazione di ossidazione, il NADPH viene ossidato ad NADP.Senza NADPH questo processo non avverrebbe.Interviene nella protezione dai danni ossidativi.

Abbiamo già visto che nella fosforilazione ossidativa e nella catena respiratoria possono formarsi elettroni che a loro volta possono dare origine a radicali liberi dell'ossigeno.Ad esempio ossigeno singoletto, perossidi,

microperossidi sono radicali che hanno elettroni spaiati e quindi sono molto reattivi e possono portare danni ai lipidi, proteine e DNA (macromolecole dell'organismo).

L'organismo però possiede dei sistemi di protezione che sono alcuni enzimi come la SUPEROSSIDO DISMUTASI o la CATALASI. Un altro importante agente protettivo è il GLUTATIONE: viene indicato con GSH ed è un tripeptide, ovvero è formato da tre amminoacidi: l'acido glutammico, la cisteina e la glicina.

La cisteina ha un gruppo SH in catena laterale e quindi il glutatione può essere in forma ridotta o ossidata. In forma ridotta, il gruppo SH della cisteina è libero: in questo caso viene indicato come GSH. Se è in forma ossidata, il gruppo SH forma un ponte di solfuro con un'altra molecola e si forma il composto GSSG (praticamente sono due molecole di glutatione legate con il ponte di solfuro).