View
57
Download
1
Category
Preview:
DESCRIPTION
Ciklus Pentoza Fosfata-07
Citation preview
DIREKTNA OKSIDACIJA GLUKOZE DIREKTNA OKSIDACIJA GLUKOZE PUT PENTOZA FOSFATAPUT PENTOZA FOSFATA
Kolegij: BIOKEMIJATIHANA ŽANIĆ GRUBIŠIĆ i KARMELA BARIŠIĆZavod za medicinsku biokemiju i hematologiju
FUNKCIJE PUTA
� SINTEZA NADPH i RIBOZA-5-FOSFATA
sastavni dio važnih biomolekula ATP, CoA, NAD+, FAD, RNA, DNA
� MEĐUSOBNA PRETVORBA ŠEĆERA SA 3, 4, 5, 6 ili 7 C-ATOMA
PUT PENTOZA FOSFATAPUT PENTOZA FOSFATAHEKSOZAHEKSOZA--MONOFOSFATNI PUTMONOFOSFATNI PUT
PENTOZNI PENTOZNI ŠŠANTANT
METABOLIČKI VAŽNI DIJELOVI PUTA
� OKSIDATIVNI DIO PUTA sinteza NADPH i RIBOZA-5-FOSFATA
� NEOKSIDATIVNI DIO PUTA međusobna pretvorba šećera sa 3, 4, 5, 6 ili 7 C-ATOMA
PUT PENTOZA FOSFATAPUT PENTOZA FOSFATAHEKSOZAHEKSOZA--MONOFOSFATNI PUTMONOFOSFATNI PUT
PENTOZNI PENTOZNI ŠŠANTANT
TKIVO FUNKCIJA - sinteza
NADBUBREŽNA ŽLIJEZDA steroida (NADPH)JAJNICI steroida (NADPH)TESTISI steroida (NADPH)
MASNO TKIVO masnih kiselina (NADPH)MLIJEČNA ŽLIJEZDA masnih kiselina (NADPH)JETRA masnih kiselina i
kolesterola (NADPH)
ERITROCITI održavanje glutationa ureduciranom stanju (NADPH)
TKIVA S AKTIVNIM PUTOMPENTOZA-FOSFATA
GLIKOGEN,ŠKROB, SAHAROZA
PIRUVATRIBOZA 5-FOSFAT
pohranjivanje
oksidacijaglikolizom
oksidacija putompentoza-fosfata
PUTOVI METABOLIZMA GLUKOZE U ORGANIZMU
GLUKOZA
Glukoza-6-fosfatdehidrogenaza
6-FOSFO-GLUKONO- δδδδ-LAKTONGLUKOZA 6-FOSFAT
OKSIDATIVNE REAKCIJEPENTOZA-FOSFATNOG PUTA
*GLUKOZA-6-FOSFAT DEHIDROGENAZAenzim visoko specifičan za NADP+
6-FOSFO-GLUKONAT DEHIDROGENAZAoksidativna dekarboksilacija - NADPH
6-FOSFO-GLUKONAT D-RIBULOZA 5-FOSFAT
6-fosfo-glukonat dehidrogenaza
fosfopentoza- izomeraza
D-RIBOZA-5-FOSFAT
D-RIBULOZA-5-FOSFAT
IZOMERIZACIJA RIBULOZE U RIBOZU
IZOMERIZACIJE - KETOZA : ALDOZA ODVIJAJU SE UZENDIOLNI MEĐUPRODUKT
glukoza-6-fosfat fruktoza-6-fosfatdihidroksiacetonfosfat gliceraldehid-3-fosfat
1,2-endiolnimeđuprodukt
STEHIOMETRIJSKA REAKCIJA PUTA
GLUKOZA-6-FOSFAT + 2 NADP+ + H2O
RIBOZA-5-FOSFAT + 2 NADPH + 2H++ CO2
NADPH – DONOR VODIKA I ELEKTRONA U REDUKTIVNIM BIOSINTEZAMA
NADH – oksidacija u respiratornom lancu povezana sa sintezom ATPa
SHEMATSKI PRIKAZ NEOKSIDATIVNIH REAKCIJA
donor C-2 i C-3 jedinica je uvijek ketozaakceptor C-2 i C-3 jedinica je uvijek aldoza
PRENOSI SE TRANSALDOLAZOMPRENOSI SE TRANSKETOLAZOM
RIBOZA5-FOSFAT
GLUKOZA6-FOSFAT
FRUKTOZA6-FOSFAT
SEDOHEPTULOZA7-FOSFAT
NEOKSIDATIVNE REAKCIJEPENTOZA-FOSFATNOG PUTA
transaldolazatransketolaza
epimeraza
fosfoheksoza-izomeraza
transketolaza
KSILULOZA5-FOSFAT GLICERALDEHID
3-FOSFATERITROZA4-FOSFAT
FRUKTOZA-6-FOSFAT
KSILULOZA 5-FOSFAT GLICERALDEHID 3-FOSFAT
fruktoza-1,6-bisfosfataza
triozafosfat-izomeraza
ketoza
aldoza
ZA POVEZIVANJE METABOLIZMA PENTOZA I GLIKOLIZEPOTREBNA JE PRETHODNA
EPIMERIZACIJA RIBULOZE U KSILULOZU
Fosfopentoza -epimeraza
RIBULOZA -5-FOSFAT KSILULOZA -5- FOSFAT
stereospecifičnost transketolaze
TRANSKETOLAZNA REAKCIJAveza s glikolizom (1)
KSILULOZA-5-FOSFAT
SEDOHEPTULOZA-7-FOSFAT
GLICERALDEHID-3-FOSFAT
RIBOZA-5-FOSFAT
++
supstrat transketolaze mora imati C-3 konfiguraciju ksiluloze
KOFAKTOR TRANSKETOLAZA JE TIAMINPIROFOSFAT
AMINOPIRIMIDINSKIPRSTEN
TIAZOLNIPRSTEN
KISELI PROTON
AKTIVNIALDEHID
HIDROKSIETIL-TIAMINPIROFOSFATmeđuprodukt
TPP,DEPROTONIRANI OBLIK
KSILULOZA-5-FOSFAT
GLICERALDEHID-3-FOSFAT
H+
RIBOZA -5-FOSFAT
SEDOHEPTULOZA-7-FOSFAT
MEHANIZAM DJELOVANJA TRANSKETOLAZE
adicioni spoj 1
adicioni spoj 2
+
međuprodukt
+ H+
Neke reakcije ovisne o tiaminpirofosfatu (TPP)
Enzim Put Veza koja se kida Veza koja nastaje
Piruvat-dekarboksilaza Alkoholno vrenje
Piruvat-dehidrogenaza Sinteza acetil-CoAαααα-ketoglutarat-dehidrogenaza Ciklus limunske kiseline
Transketolaze Reakcije fiksacije ugljikau fotosintezi
Acetolaktat-sintetaza Sinteza valina i leucina
RIBOZA5-FOSFAT
GLUKOZA6-FOSFAT
FRUKTOZA6-FOSFAT
SEDOHEPTULOZA7-FOSFAT
NEOKSIDATIVNE REAKCIJEPENTOZA-FOSFATNOG PUTA
transaldolazatransketolazaepimeraza
fosfoheksoza-izomeraza
transketolaza
KSILULOZA5-FOSFAT GLICERALDEHID
3-FOSFATERITROZA4-FOSFAT
FRUKTOZA6-FOSFAT
KSILULOZA 5-FOSFAT GLICERALDEHID 3-FOSFAT
fruktoza-1,6-bisfosfataza
triozafosfat-izomeraza
TRANSALDOLAZNA REAKCIJAveza s glikolizom (2)
GLICERALDEHID3-FOSFAT
FRUKTOZA6-FOSFAT
ERITROZA 4-FOSFAT
SEDOHEPTULOZA 7-FOSFAT
+ +
TRANSALDOLAZA KATALIZIRA PRIJENOS 3-C JEDINICE
RIBOZA5-FOSFAT
GLUKOZA6-FOSFAT
FRUKTOZA6-FOSFAT
SEDOHEPTULOZA7-FOSFAT
NEOKSIDATIVNE REAKCIJEPENTOZA-FOSFATNOG PUTA
transaldolazatransketolazaepimeraza
fosfoheksoza-izomeraza
transketolaza
KSILULOZA5-FOSFAT GLICERALDEHID
3-FOSFATERITROZA4-FOSFAT
FRUKTOZA6-FOSFAT
KSILULOZA 5-FOSFAT GLICERALDEHID 3-FOSFAT
fruktoza-1,6-bisfosfataza
triozafosfat-izomeraza
TRANSKETOLAZNA REAKCIJAveza s glikolizom (2)
KSILULOZA5-FOSFAT
ERITROZA4-FOSFAT
GLICERALDEHID3-FOSFAT
FRUKTOZA6-FOSFAT
+ +
SHEMATSKI PRIKAZ NEOKSIDATIVNIH REAKCIJA
PENTOZA-FOSFATNOG PUTA
NEOKSIDATIVNE REAKCIJE POVEZUJU PUT S GLIKOLIZOM,ODVIJAJU SE KADA STANICI TREBA VIŠE NADPH NEGO Rib-5-fosfata
STEHIOMETRIJA NEOKSIDATIVNIH REAKCIJA
2 KSILULOZA-5-FOSFAT + RIBOZA-5-FOSFAT 2 FRUKTOZA-6-FOSFAT+ GLICERALDEHID 3-FOSFAT
3 RIBOZA 5-FOSFAT 2 FRUKTOZA 6-FOSFAT + GLICERALDEHID 3-FOSFAT
� SUVIŠAK RIBOZA 5-FOSFATA nastao pentoza - fosfatnim putem može se kvantitativno prevesti U GLIKOLITIČKE MEĐUPRODUKTE
REGULACIJA
BRZINU PENTOZA FOSFATNOG PUTA KONTROLIRA RAZINA NADP+
(osigurava povezanost sinteze i trošenja NADPH)
3 GLUKOZA-
6-FOSFAT
3 RIBULOZA
-5-FOSFAT
3 C-5ŠEĆERA
2 C-6
ŠEĆERA
1 C-3
ŠEĆER
+
3 CO26 NADPH
RIBOZA-
5-FOSFAT
NUKLEOTIDI
NEOKSIDATIVNANEOKSIDATIVNANEOKSIDATIVNANEOKSIDATIVNA
FAZAFAZAFAZAFAZA
OKSIDATIVNAOKSIDATIVNAOKSIDATIVNAOKSIDATIVNA
FAZAFAZAFAZAFAZA
1
2
3
4
METABOLIZAM GLUKOZA 6-FOSFATAOVISI O POTREBI ZA
NADPH, RIBOZA 5-FOSFATOM i ATP-om
1. POTREBE ZA NADPH I RIBOZA 5-FOSFATOM SU URAVNOTEŽENE
GLUKOZA-6-FOSFAT
RIBULOZA-5-FOSFAT
RIBOZA-5-FOSFAT
2 NADP+ 2 NADPH
CO2
GLUKOZA-6-FOSFAT+2 NADP+ +H2O RIBOZA-5-FOSFAT+2 NADPH+2H++ CO2
2. POTREBNO JE ZNATNO VIŠE RIBOZA 5-FOSFATA NEGO NADPH
RIBOZA5-FOSFAT
GLUKOZA6-FOSFAT
FRUKTOZA6-FOSFAT
FRUKTOZA1,6-BISFOSFAT
DIHIDRIKSIACETONFOSFAT
GLICERALDEHID3-FOSFAT
5 GLUKOZA-6-FOSFAT + 5 ATP 6 RIBOZA-5-FOSFAT + 5 ADP + 5H+
GLIKOLIZA
3. POTREBNO JE ZNATNO VIŠE NADPH NEGO RIBOZA-5-FOSFATA
GLUKOZA-6-FOSFAT+12 NADP++7 H2O 6 CO2+ 12 NADPH+12 H++Pi
GLUKOZA6-FOSFAT
FRUKTOZA6-FOSFAT
FRUKTOZA1,6-BISFOSFAT
RIBULOZA5-FOSFAT
RIBOZA5-FOSFAT
2 NADP+ 2 NADPH
CO2
DIHIDROKSIACETONFOSFAT
GLICERALDEHID3-FOSFAT
GLUKONEOGENEZA
glukoza-6-fosfat se potpuno oksidira do 6 CO2
SVA nastala RIBOZA-5-FOSFAT reciklizira u GLUKOZU-6-FOSFAT
GLUKOZA-6-FOSFAT
RIBULOZA-5-FOSFAT
2 NADP+ 2 NADPH
CO2
RIBOZA-5-FOSFAT
FRUKTOZA-6-FOSFAT
FRUKTOZA-1,6-BISFOSFAT
DIHIDRIKSIACETON-FOSFAT
GLICERALDEHID-3-FOSFAT
PIRUVAT
2ATP
4. POTREBNO JE STVORITI NADPH i ATP
3 GLU-6-FOSFAT + 6 NADP+ + 5NAD+ + 5Pi + 8ADP 5 PIRUVAT + 3CO2 + 6 NADPH + 5NADH + 8 ATP + 2H2O + 8H+
GLIKOLIZA
PENTOZA-FOSFATNI PUT JE ZNATNO AKTIVNIJIU MASNOM TKIVU NEGO U MIŠIĆU
pentoza-fosfatni put – dekarboksilacija C-1
glikoliza
ciklus limunske kiseline – dekarboksilacija C-1 i C-6
U MASNOM TKIVU SE VELIKE KOLIČINE NADPH TROŠE
PRI REDUKTIVNOJ SINTEZI MASNIH KISELINA
WERNICKE – KORSAKOFF SINDROM
neuropsihijatrijski poremećajparaliza očnih pokreta, poremećaj mentalne funkcije, dezorijentacija, oštećena memorija
UZROK
TRANSKETOLAZA VEŽE TPP 10 PUTA SLABIJE
enzim ima manji afinitet od onoga kod normalnih osoba
bolest se ispoljava u kronično neishranjenih ljudi (npr. alkoholičara) kada razina TPP nije dovoljna da zasiti enzim.
NEDOSTATAK GLUKOZA-6-FOSFAT – DEHIDROGENAZEUZROKUJE HEMOLITIČKU ANEMIJU UZROKOVANU LIJEKOVIMA - PAMAQUIN (antimalarik )
SIMPTOMI:
ŽUTICA, MASIVNO RAZARANJE ERITROCITA, PAD Hb U KRVI, SMRT
bolest je spolno vezana (X) - obolijeva 11% crnih amerikanaca
poremećaj se ispoljava djelovanjem induktora (neenzimsko stvaranje ROS)
UZROK:
� MANJAK NADPH U ERITROCITIMA, ZBOG NEDOSTATKA GLUKOZA6-FOSFAT DEHIDROGENAZE - G6P DH
� NEDOSTATAK G6P DH U ERITROCITIMA JE GENETSKA PRILAGODBA
� takva je osoba zaštićena od infekcije s uzročnikom malarije Pl.falciparumkoji za optimalan razvoj zahtijeva PENTOZA-FOSFATNI PUT i GSH
GLUTATIONjedan od najvažnijih staničnih reducensa
H3N–CH–CH2–CH2–C –NH–CH–C– NH–CH2–COO–
ICOO–
+ IIO
IIO
ICH2I
SH
γγγγ -Glu Cys Gly
FUNKCIJA� ODRŽAVANJE CISTEINSKIH OSTAKA u Hb i DRUGIM PROTEINIMA
U REDUCIRANOM STANJU
� ODRŽAVANJE ŽELJEZA U Fe2+ - OBLIKU u Hb� ODRŽAVANJE NORMALNA STRUKTURE ERITROCITARNE MEMBRANE
DJELOVANJE GLUTATIONADJELOVANJE GLUTATIONA
oksidirani oblik proteinskog lanca
reducirani oblik proteinskog lanca
reducirani glutation oksidirani glutation
ROS-reaktivni kisikovi spojevi
DJELOVANJE GLUTATIONADJELOVANJE GLUTATIONA
OMJER GSH / GSSG U ERITROCITIMA ~ 500
R–OOH + 2 γγγγ-Glu–Cys–Gly γγγγ-Glu–Cys–Gly + H2 + ROHI
SHI
SI
S
γγγγ-Glu–Cys–GlyI
reaktivni kisikovi spojevi - organski peroksidi
oksidirani glutation
2GSH GS–SG
glutation reduktaza
NADP+ NADPH + H+
G -6-fosfat6-P-glukono-δδδδ-
lakton
oksidativno oštećenje lipida, proteina, DNA
˙OHhidroksilni slobodni radikal
H2O2
˙O2–superoksidni radikal
mitohondrijska respiracija, ionozirajuće zračenje, sulfo-lijekovi, herbicidi....
glutation peroksidaza 2H2O
ULOGA NADH i GLUTATIONAU ZAŠTITI OD VISOKO REAKTIVNIH
PRODUKATA KISIKA
glukoza-6-fosfat - dehidrogenaza
Recommended