Via del pentosio fosfato - Schemi riassuntivi di Biochimica

Via del pentosio fosfato

La via del pentosio fosfato è un canale alternativo del catabolismo glucidico che ricopre un ruolo fondamentale nella sintesi di NADPH, imprescindibile nei processi di biosintesi riduttiva (es. sintesi degli acidi grassi e colesterolo).

La via del pentosio fosfato è quindi attiva nei tessuti coinvolti nella sintesi degli acidi grassi e degli steroli (fegato, tessuto adiposo, corteccia surrenale, ghiandola mammaria) ed è assente in tessuti quali il muscolo scheletrico.

Una seconda funzione della via del pentosio fosfato è di generare pentosi essenziali, in particolare il D-ribosio, per la biosintesi degli acidi nucleici.

Nella cellula, la concentrazione di [NADP⁺] è mantenuta a livelli molto più alti della [NADH] (circa 1000 volte), mentre la [NAD⁺] è circa 1/100 della [NADPH].

Il rapporto [NADP⁺]/[NADPH] = 1000 favorisce l'ossidazione dei substrati durante le vie cataboliche ossidative.

Il rapporto [NAD⁺]/[NADPH] = 0,01 favorisce le riduzioni dei substrati coinvolti nelle biosintesi riduttive.

Dunque lo scopo principale della via del pentosio fosfato non è tanto quello di trasformare il glucosio in ribosio 5-fosfato, che non è un prodotto, bensì un intermedio (che possiamo fare in caso di necessità), quanto quello di sintetizzare NADPH.

Le reazioni della via del pentosio fosfato

La reazione netta della via del pentosio fosfato è:

3 Glucosio 6-fosfato + 6 NADP⁺ + 3 H₂O → 6 NADPH + 6 H⁺ + 3 CO₂ + 2 Fruttosio 6-fosfato + Gliceraldeide 3-fosfato

• La prima reazione della via del pentosio fosfato è l'ossidazione, catalizzata dalla glucosio 6-fosfato deidrogenasi (G6PD), del glucosio 6-fosfato a 6-fosfoglucono-δ-lattone. L'accettore degli elettroni è il NADP⁺, con conseguente formazione di NADPH.
• Il lattone viene idrolizzato a 6-fosfogluconato libero da una specifica lattonasi.
• Il 6-fosfogluconato va poi incontro a una reazione di decarbossilazione ossidativa, catalizzata dalla 6-fosfogluconato deidrogenasi, formando il ribulosio 5-fosfato, un cheto pentosio. Questa reazione genera una seconda molecola di NADPH.
• Dei 3 ribulosio 5-fosfato, 2 vengono isomerizzati in xilulosio 5-fosfato (suo epimero) e 1 viene convertito nel suo isomero, il ribosio 5-fosfato. Questa reazione è ad opera della ribulosio-5-fosfato isomerasi.
• 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 carbonio, il sedoeptulosio 7-fosfato, mentre i restanti 3 atomi di carbonio vengono ulteriormente trasformati.