Prof.Dr.Sabahattin MUHTAROĞLU
Tıp Fakültesi Biyokimya ve Klinik Biyokimya ABD
glucose
G6P
2 pyruvic acid2 ATP2 NADH
ATP
ADP
Glycolysis
HMPS
NADP2 NADPH
R 5-P
Fosfoglukonat yolu olarak bilinen HMY da, Glukoz metabolizması sonucunda , enerji eldesi için
değil, daha başka amaçlarla kullanılır. Asıl Amacı enerji üretmekten daha çok,
redüktif sentezler için indirgen güç (NADPH) ve nükleik asit sentezi için riboz üretmek olan bir glukoz (Glukoz 6P) yıkım yoludur.
İki irreverzibl oksidatif reaksiyondan oluşur ve bunu bir seri reversibl şeker fosfat dönüşümleri izler
Hekzos Monofosfat Yolu(HMY)
özellikleri
Katabolik olmaktan ziyade anaboliktir. Sitozolde işleyen bir yoldur Yağ Asidi, Kolesterol ve steroid sentezleri ve diğer redüktif
sentezler için NADPH üretir Nükleik asit sentezi için, glukozdan Riboz üretilir. Değişik sayıda (C3, C4, C7) karbon taşıyan
karbonhidratlar üretilir. Bazı doku ve organlar (KC, Meme bezi, Adipoz Doku,
Eritrositler, Adrenal korteks, Testis) için spesifiktir Özellikle eritrositleri hemolizden korumada glutation
peroksidaz ile birlikteliği vardır. G6PDH enzim eksikliği, metabolik bir hastalığa neden olur
NADPHPentoz fosfat yolunun oksidatif nitelikli ilk
aşamasında glukoz, ribuloz-5-fosfat ve CO2 ye parçalanırken NADPH+H+ sentezlenir.
Hücre sitozunda gerçekleşen bu yol da glukoz 6-fosfatın, 1.karbonu CO2 olarak salınır ve yolun oksidatif bölümüne giren her glukoz 6-fosfattan 2 NADPH oluşur.
Bu yolda oluşan NADPH biyokimyasal redüktan olarak hücre gereksiniminin büyük bir bölümünü karşılar.
HMY
Yağ asiti sentezinde aktif olan karaciğer ve meme dokusunda ve
steoidlerin NADPH-bağımlı sentezinde aktif olan adrenal kortekste özellikle önemlidir.
Ayrıca bu yol nükleotid sentezi için gerekli olan riboz fosfatları üretir ve diet ile alınan beş karbonlu ribozların metabolik kullanımlarını sağlar.
glucose
G6P
2 pyruvic acid2 ATP2 NADH
ATP
ADP
Glycolysis
HMPS
NADP2 NADPH
R 5-P
glucose
G-6-Pglycogen pyruvateglycolysis
NADP
NADPH
G-6-PD
6-Phospho-Gluconate
NADP
NADPH
6-PGD
Ribose-5-phosphate
G6P 6-P Gluconate
NADP+ NADPHH+
H2O
NADP+ NADPHH+
Ribulose 5-P
R 5 P ve NADPH
Beş karbonlu ribuloz-5-fosfat yeniden glukoz-6-fosfat sentezi için kullanıldığı gibi nükleik asitlerin sentezi için gerekli riboz kaynağını oluşturur.
NADPH+H+ ise oksidatif saldırıya karşı antioksidan sistem olarak kullanıldığı gibi yağ asidi, kolesterol ve steroid hormon sentezlerinde de kullanılır.
Pentoz fosfat yolunun genel reaksiyon denklemi aşağıda gösterilmiştir:
3 Glucose-6-P + 6NADP+ 2,5 glucose-6-P + 3CO2 + 6 NADPH +Pi
G6P
NADPH Ribose 5-P
Biosynthesis (fatty acids, steroid
hormones)
Nucleic acid synthesis (DNA, RNA)
Oksidatif/ reorganizasyon
Pentoz fosfat yolunun oksidatif aşamasında 3 glukoz-6-fosfattan 3 CO2, 6 NADPH+H+ ve 3 riboz meydana gelir.İkinci aşama reorganizasyon dönemidir. Burada 3 riboz kendi aralarında düzenlemeler
yaparak sonunda 2 glukoz-6-fosfat ve 1 gliseraldehid-3-fosfat oluştururlar.
Pentoz fosfat yolunun reaksiyonları
1- Metabolik yolun ilk ve en önemli reaksiyonu glukoz-6-fosfat dehidrogenaz
tarafından katalizlenir. Bu reaksiyonda glukoz-6-fosfat, 6-fosfo-
glukonata çevrilirken ilk NADPH+ H+ da oluşur. Reaksiyon 6-fosfoglukonolakton üzerinden
gerçekleşir.
G6PD eksikliği
Bakla birçok insanı favizm denilen ve ölümcül olabilen hastalığa uğratmıştır.
Favizmde, eritrositler bakla yedikten 24-48 saat sonra parçalanarak kana serbest hemoglobin salar.
Sarılık ve bazen böbrek yetmezliğine neden olabilir.Bu belirtilerin genetik bir temeli vardır.
G6PD eksikliği yaklaşık 400 milyon insanı etkilemektedir.
HMP
2 ADP
2 ATP
2 Lactate
G6P
Glucose
Glucose
G6P NADP
NADPH6-Phospho-gluconate
Glucose 6-phosphatedehydrogenase
GS-SG
2 GSH
2 H O
H O
Glutathionereductase
2 2
2
Glycolyticpathway
Glutathioneperoxidase
G6PD deficiency preventsthe production of NADPHin the erythrocyte. Lack ofNADPH results in hemolysis.
+ H +
Certain DrugsInfectionsFava Beans
Oxidant Stress
Erythrocyte
2- 6-fosfoglukonat, 6-fosfoglukonat dehidrogenaz tarafından oksidatif
dekarboksilasyonla ribüloz-5-fosfata çevrilirken ikinci NADPH + H+ da sentezlenir ve
CO2 açığa çıkar.
Pentoz fosfat yolunun oksidatif aşaması böylece tamamlandıktan sonra bu kez, oluşan ribüloz-5-fosfat molekülleri arasında reorganizasyon başlar.
3- Üç molekül ribüloz-5-fosfat, ribüloz-5-fosfat epimeraz ve ribüloz-5-fosfat keto
izomeraz ile epimeri olan ksilüloz-5-fosfat ve ketoizomeri olan riboz-5-
fosfata çevrilir.
4- Ksilüloz-5-fosfattaki ketol grubu transketolaz ile riboz-5-fosfata aktarılır ve böylece 7 karbonlu sedoheptüloz -7-fosfat oluşur.
Ksilüloz-5-fosfattan geriye kalan ise gliseraldehid-3-fosfattır.
5- Sedoheptüloz-7-fosfattaki aktif dihidroksiaseton grubu transaldolaz enzimi ile gliseraldehid-3-fosfata aktarılır.
Bu kez ürün olarak früktoz-6-fosfat ve eritroz-4-fosfat ortaya çıkar.
İkinci Transketolaz
6- Transketolaz reaksiyonu ikinci kez cereyan eder.
Reorganizasyon için yukarılarda sıra bekleyen ikinci ksilüloz-5-fosfatın keto
grubu eritroz-4-fosfata aktarılır. Sonuçta früktoz-6-fosfat ve gliseraldehid-3-fosfat
oluşur.
Bu şekilde pentoz fosfat yolunun ikinci aşaması olan reorganizasyon reaksiyonları da tamamlanmış olur.
Bu kademenin ürünleri olan 2 molekül früktoz-6-fosfat ve
1 molekül gliseraldehid-3-fosfat glikolize girerek pentoz fosfat yolunun oluşturduğu by pass olayını tamamlar.
Pentoz fosfat yolunun tüm reaksiyonları şekil de topluca görülmetedir
Pentoz fosfat yolunun kontrolü
G6PDH ve 6 fosfo glukonat Dehidrogenaz anahtar enzimlerdir.
Fizyolojik şartlarda hız sınırlayıcı ve kontrol edici enzim G6PDH dır.Enzim,
NADPH artışı, lipid sentezinin yavaşlaması, açlık ve diyabette inhibe
lipogenezin hızlanışı,NADP artışı ve insulinle aktive edilmektedir.