Via dei pentoso fosfati

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.

La via dei pentoso fosfati (definita anche Shunt dell'Esosomonofosfato [HMP shunt] o PPP da Pentose phosphate pathway) è un processo metabolico citoplasmatico, parallelo alla glicolisi, in grado di generare NADPH e zuccheri pentosi (a 5 atomi di carbonio). Costituisce la via alternativa seguita da tutti quei batteri che non possiedono nel loro bagaglio enzimatico l'enzima aldolasi, fondamentale per proseguire nella glicolisi a livello della quarta reazione delle cinque della fase preparatoria.

Esistono due fasi distinte del pathway:

Fase ossidativa[modifica | modifica wikitesto]

Consiste nella generazione di 2 molecole NADPH e di una molecola di ribulosio-5-P.

  1. Ossidazione del C1 del glucosio-6-fosfato al NADP+ ad opera della glucosio-6-fosfato deidrogenasi per generare una molecola di 6-fosfoglucono-δ-lattone e produrre la prima molecola di NADPH.
  2. Idratazione dettata dalla 6-fosfoglucono-lattonasi si ottiene un 6-fosfogluconato
  3. Decarbossilazione ossidativa dalla 6-fosfogluconato deidrogenasi per generare il ribulosio-5-fosfato (Ru5P) e un secondo NADPH.
  4. Il Ru5P viene facilmente convertito in ribosio-5-fosfato da una fosfopentosio isomerasi oppure a xilulosio-5-fosfato (Xu5P) da una fosfopentosio epimerasi.

Fase non ossidativa[modifica | modifica wikitesto]

Vede la riconversione dei pentosi in esosi tramite due enzimi (transchetolasi e transaldolasi) che fanno rimaneggiamento dei primi.

  1. Il D-ribulosio-5-P produce xilulosio-5-P tramite l'enzima fosfopentosio epimerasi e D-ribosio-5-P tramite l'enzima fosfopentosio isomerasi
  2. Il D-xilulosio-5-P e il ribosio-5-P vengono ricombinati dall'enzima transchetolasi a dare D-gliceraldeide-3-P e D-sedoeptulosio-7-P
  3. La D-gliceraldeide-3-P e il D-sedoeptulosio-7-P vengono ricombinati dall'enzima transaldolasi a dare D-fruttosio-6-P e D-eritrosio-4-P
  4. Il D-eritrosio-4-P viene ricombinato dall'enzima transchetolasi con D-xilulosio-5-P (prodotto dal D-ribulosio-5-P) a dare D-gliceraldeide-3-P e D-fruttosio-6-P

Regolazione[modifica | modifica wikitesto]

La glucosio 6-fosfato deidrogenasi è l'enzima principale della via che è soggetto a regolazione endogena. Essa è inibita da ADP e AMP e attivata da ATP. Un altro suo regolatore endogeno è il palmitoil-coenzima A. È anche inibita da eccessive concentrazioni citosoliche di NADPH, suo prodotto di reazione; tanto che, un rapporto tra NADPH/NADP+ superiore a 10 inibisce lo shunt per più del 90%.

Dal punto di vista farmacologico, la G6PDH è inibita in modo non-competitivo ed abbastanza specifico dallo steroide deidroepiandrosterone e suoi derivati alogenati. L'anione vanadato invece inibisce l'enzima in modo competitivo. Il farmaco metformina usato nella terapia del diabete di tipo II è capace di attivare l'enzima con una modalità che non è stata ancora scoperta; comunque, potrebbe rappresentare un effetto secondario positivo dato che la via dei pentoso fosfati produce NADPH che rigenera il glutatione, antossidante naturale che si abbassa nella patologia diabetica.

Funzioni[modifica | modifica wikitesto]

Le funzioni primarie di questa via metabolica sono:

  • La generazione di equivalenti riducenti, sotto forma di NADPH, per le biosintesi riduttive all'interno delle cellule.
  • Rifornire la cellula di ribosio-5-fosfato (R5P) per la sintesi di nucleotidi e acidi nucleici.
  • Produzione di Eritrosio 4-fosfato, un precursore fondamentale nella sintesi degli amminoacidi e della Vitamina B6.

Gli zuccheri pentosi alimentari derivati dalla digestione degli acidi nucleici possono essere metabolizzati attraverso questa via metabolica e gli scheletri carboniosi dei carboidrati alimentari possono essere convertiti in intermedi glicolitici o gluconeogenici.

Questa via metabolica, che è localizzata esclusivamente nel citoplasma, è una delle tre vie principali attraverso cui il corpo crea le molecole tramite il potere riducente, con una produzione approssimativa di NADPH pari al 60% della produzione totale nell'uomo.

In conseguenza di quanto riportato, appare chiaro che oltre a rifornire la cellula di precursori per la sintesi dei nucleotidi, una delle funzioni delle via è anche quella di prevenire lo stress ossidativo.

Referenze bibliografiche[modifica | modifica wikitesto]

  • Wamelink MM, Struys EA, Jakobs C. The biochemistry, metabolism and inherited defects of the pentose phosphate pathway: a review. J Inherit Metab Dis. 2008 Dec; 31(6):703-17. Review.
  • Pashko LL et al. Inhibition of DNA synthesis in mouse epidermis and breast epithelium by dehydroepiandrosterone and related steroids. Carcinogenesis. 1981; 2(8):717-21.
  • Dworkin CR et al. Inhibition of growth of HeLa and WI-38 cells by dehydroepiandrosterone and its reversal by ribo- and deoxyribonucleosides. Life Sci. 1986 Apr 21;38(16):1451-57.
  • Rodriguez-Torres AM et al. Characterization of an inhibitor of glucose-6-phosphate dehydrogenase. Rev Esp Fisiol. 1987 Mar; 43(1):7-11.
  • Leverve XM et al. Mitochondrial metabolism and type-2 diabetes: a specific target of metformin. Diabetes Metab. 2003 Sep; 29(4 Pt 2):6S88-94.
  • Mailloux RJ, Harper ME. Glucose regulates enzymatic sources of mitochondrial NADPH in skeletal muscle cells; a novel role for glucose-6-phosphate dehydrogenase.F ASEB J. 2010 Jul; 24(7):2495-506.


Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]