Via del pentosio fosfato - Schemi riassuntivi di Biochimica

Questa reazione è ad opera della ribulosio‐5‐fosfato isomerasi.

5. A questo punto interviene l’enzima transchetolasi che trasferisce gli atomi C‐1

e C‐2 dello xilulosio 5‐fosfato al ribosio 5‐fosfato, formando un prodotto a 7

atomi di C, il sedoeptulosio 7‐fosfato, mentre i restanti 3 atomi di C vengono

liberati sotto forma di gliceraldeide 3‐fosfato.

6. Quindi interviene la transaldolasi, che catalizza una reazione per cui dal

sedoeptulosio 7‐fosfato viene rimosso un frammento a 3 atomi di C, che poi è

condensato con la gliceraldeide 3‐fosfato, formando fruttosio 6‐fosfato ed

eritrosio 4‐fosfato.

7. A questo punto reinterviene la transchetolasi, che agisce formando fruttosio

6‐fosfato e gliceraldeide 3‐fosfato partendo dall’eritrosio 4‐fosfato e dallo

xilulosio 5‐fosfato.

Quindi in conclusione abbiamo 3 tipologie di reazioni:



1. FASE 1 reazioni ossidative: ossidazione di 3 molecole di glucosio 6‐fosfato

a 3 molecole di ribulosio 5‐fosfato, con resa netta di 6 molecole di NADPH e

mediante decarbossilazione ossidativa

rilascio di CO 2



2. FASE 2 isomerizzazione ed epimerizzazione del ribulosio 5‐fosfato: delle 3

molecole di ribulosio 5‐fosfato: 1 vengono convertite nell’isomero ribosio 5‐

fosfato e 2 viene convertita nell’epimero xilulosio 5‐fosfato



3. FASE 3 formazione dei prodotti: il ribosio 5‐fosfato e lo xilulosio 5‐fosfato

vanno incontro ad uno scambio di unità dicarboniose e tricarboniose che

portano alla formazione di fruttosio 6‐fosfato e gliceraldeide 3‐fosfato

Il processo descritto viene detto via della del pentosio fosfato. La prima e la terza

tappa sono di ossidazione con variazione dell’energia libera standard molto negativa

e nella cellula sono essenzialmente irreversibili. Le reazioni della parte non

ossidativa della via del pentosio fosfato sono facilmente reversibili.

In sintesi quindi:

Tutti gli enzimi della via del pentosio fosfato sono presenti nel citosol, così come

quelli della glicolisi e la maggior parte della gluconeogenesi. Infatti queste tre vie

sono interconnesse dalla condivisione di diversi intermedi ed enzimi.

REGOLAZIONE DELLA VIA DEL PENTOSIO FOSFATO

Sebbene i prodotti finali effettivi della via del pentosio fosfato siano NADPH,

fruttosio 6‐fosfato e gliceraldeide 3‐fosfato, il “reale” ruolo funzionale dello shunt è

quello di produrre:



‐ NADPH per le biosintesi riduttive e le difese antiossidanti



‐ Ribosio 5‐fosfato per la biosintesi dei nucleotidi

La funzione della transaldolasi e transchetolasi è quello di smaltire ribosio 5‐fosfato,

convertendolo in intermedi glicolitici, qualora la richiesta del NADPH ecceda quella

del ribosio 5‐fosfato e il flusso compensatorio, atto a produrre NADPH, crei un

eccesso di ribosio 5‐fosfato e xilulosio 5‐fosfato.

La principale tappa di controllo della via è quella catalizzata dalla glucosio 6‐fosfato

deidrogenasi la cui attività è governata dalla disponibilità di substrato.

+ a disposizione e il

Se NADPH viene consumato velocemente, l’enzima ha più NADPH

flusso metabolico aumenta.

La regolazione della via del pentosio fosfato quindi è dovuta alla richiesta di NADPH:

se non è necessario sintetizzare molecole si velocizzerà la reazione stimolando

l’enzima glucosio 6‐fosfato deidrogenasi e viceversa. Il NADPH è regolatore

allosterico, lui stesso si lega all’enzima e velocizza la reazione per sintetizzare

sempre NADPH.

In altre parole: l’entrata del glucosio 6‐fosfato nella glicolisi o nella via del pentosio

fosfato dipende dal fabbisogno momentaneo della cellula e dalla concentrazione del

+ nel citosol. In assenza di questo accettore di elettroni, la prima reazione della

NADP

via del pentosio fosfato non può procedere. +

Quando la cellula converte rapidamente il NADPH in NADP nelle biosintesi riduttive,

+ aumenta, la glucosio 6‐fosfato deidrogenasi viene stimolata e il

il livello di NADP

flusso del glucosio 6‐fosfato attraverso la via del pentosio fosfato tende ad

incrementare. + diminuisce, e il glucosio 6‐

Quando il livello del NADPH aumenta, il livello di NADP

fosfato viene usato per rifornire la glicolisi.

FUNZIONI DELLA VIA DEL PENTOSIO FOSFATO

Le funzioni della via del pentosio fosfato sono essenzialmente 3:

1. Ottenere più NADPH possibile

Se non abbiamo abbastanza NADPH la reazione di sintesi di NADPH viene

velocizzata.

2. Biosintesi di nucleotidi

Se in un determinato momento abbiamo bisogno di sintetizzare nucleotidi (es:

quando la cellula prolifera) e quelli che assumiamo con la dieta giornaliera

non bastano e ho quantità sufficienti di NADPH, devo cercare di non

continuare la via fino ad arrivare ai prodotti (fruttosio 6‐fosfato e gliceraldeide

3‐fosfato). Fruttosio e gliceraldeide procedono in senso inverso fino alla

formazione di ribosio 5‐fosfato, necessario nella biosintesi dei nucleotidi.

3. Antiossidante

Il NADPH prodotto è importante non solo nelle biosintesi riduttive, ma anche

come difesa dagli agenti ossidanti.

Il principale antiossidante endogeno del corpo è il glutatione (GSH), un

tripeptide antiossidante che dobbiamo sintetizzare a partire

dall’alimentazione. O ) in H O, passando dallo stato

Il glutatione trasforma il periossido (H 2 2 2

ossidato (GSSG) a quello ridotto GSH. Il ponte di solfuro è rotto da NADPH che

rigenera il glutatione in forma ridotta (GSH).

In altre parole il periossido di idrogeno viene ridotto ad acqua dalla reazione

catalizzata dalla glutatione perossidasi. Questa reazione richiede a sua volta

l’ossidazione del glutatione (un tripeptide antiossidante) che viene rigenerato

poi mediante riduzione, in una reazione catalizzata dalla glutatione reduttasi,

che richiede NADPH come donatore di elettroni.