Aula via Das Pentoses

UNIVERSIDADE DO ESTADO ESTADO DO RIO GRANDE DO NORTE FACULDADE DE CIÊNCIAS DA SAÚDE  – FACS DEPART DEPARTAMENTO AMENTO DE CIÊNCIAS CIÊNCIAS BIOMÉDICAS - DCB CURSO DE MEDICINA DISCIPLINA: CITOLOGIA E ORGANIZAÇÃO BIOMOLECULAR

 V IA DAS PENTOSES Prof. Paula Moreira

FUNÇÕES DA VIA DAS PENTOSES 

Produzir: 

NADPH 

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Necessário p/ fornecimento de H nas biossínteses de AG, colesterol, neurotransmissores e nucleotídeos Detoxificação

Ribose-5-fosfato  

Necessário para síntese dos ácidos nucléicos Subprodutos/intermediários: Subprodutos/intermediários: (retornam à via glicolítica) Frutose-6-fosfato Gliceraldeído-3-fosfato  

TECIDOS COM VIA DAS PENTOSES FOSFATO  ATIVAS TECIDO Glândula adrenal Fígado Testículo Ovários Tecido adiposo Glândulas mamárias Células vermelhas

FUNÇÃO Síntese de esteroides Síntese de ácidos graxos e colesterol Síntese de esteroides Síntese de esteroides Síntese de ácidos graxos Síntese de ácidos graxos Manutenção da glutationa reduzida

 Via das pentoses-fosfato = via do 6-fosfogliconato = desvio da hexose-monofosfato

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Onde ocorre a via das pentoses fosfato? No citosol celular

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Desvio da via glicolítica Por que é chamada de desvio?

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 V IA GLICOLÍTICA E VIA DAS PENTOSES Glicose

Glicose-6-fosfato

Glicose-1-fosfato

Frutose-6-fosfato

6-Fosfogluconato NADPH

Glicogênio

Piruvato

Ribose-5-fosfato

Glicose-6-fosfato não é uma molécula comprometida c/ nenhuma via

Quem determina qual via a glicose-6-fosfato vai seguir são as necessidades da célula de ATP, NADPH e Ribose-5-fosfato

OXIDAÇÃO DA GLICOSE PELA VIA DAS PENTOSES-FOSFATO 

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Por necessidade (ou excesso de intermediários) a célula utiliza metabólitos da via glicolítica p/ a Via das Pentoses Intermediários da via das pentoses retornam à via glicolítica

o

o

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Reações de oxidação irreversíveis Série de interconversões reversíveis de açúcarfosfato

Consumo:  

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2 NADP+ 1H2O

Produtos:   

2 NADPHs produzidos/molécula glicose-6-fosfato que entra na fase oxidativa da via CO2 (C1 da glicose-6-fosfato) Ribose-5-fosfato (biossíntese de nucleotídeos)

REAÇÕES DE OXIDAÇÃO IRREVERSÍVEIS Ocorrem principalmente no Fígado, Glândulas mamárias lactantes e Tecido adiposo (NADPH p/ síntese de ácidos graxos) Testículos, ovários, placenta, córtex adrenal (NADPH p/ síntese de hormônios esteroides) Eritrócitos (NADPH p/ reduzir glutationa)

Células que se dividem rapidamente (medula óssea, pele, mucosa intestinal e tumores) utilizam a ribose-5-fosfato p/ síntese de RNA, DNA e coenzimas (ATP, NADH, FADH2 e Coenzima A).

1ª REAÇÃO: DESIDROGENAÇÃO DA GLICOSE-6-FOSFATO 

G6PD

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6-fosfoglicona-δ-lactona (éster intramolecular)

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NADPH + H+

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G6PD (enzima reguladora) NADPH potente inibidor competitivo 

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NADPH/NADP+ na maioria das condições metabólicas é alta o suficiente p/ inibir de forma substancial a atividade da enzima O aumento da demanda de NADPH diminui a relação NADPH/NADP+ e o fluxo ao longo do ciclo aumenta devido a maior atividade da enzima Insulina aumenta e expressão do gene da G6PD e o fluxo pela via cresce no estado alimentado

2ª REAÇÃO: HIDRÓLISE DA LACTONA

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Lactonase específica: 6fosfoglicolactona-hidrolase 6-fosfogliconato

3ª REAÇÃO: DESCARBOXILAÇÃO DA VIA 

HOCH

3 reação: Oxidação e descarboxilação 

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C=O

6-Fosfogliconato desidrogenase Ribulose-5-fosfato NADPH + H+ CO2

4ª REAÇÃO: ISOMERIZAÇÃO DA CETOSE EM ALDOSE

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4ª reação: Isomerização da cetose em aldose 



Fosfopentose-isomerase Ribose-5-Fosfato

F ASE OXIDATIVA PRODUZ PENTOSES-FOSFATO E NADPH Resultado líquido: NADPH Ribose-5-fosfato (precursor p/ síntese de nucleotídeos) 



Glicose-6-fosfato + 2NADP+ + H2O Ribose-5-fosfato + CO2 + 2NADPH + 2H+

F ASE NÃO OXIDATIVA RECICLA PENTOSESFOSFATO A GLICOSE-6-FOSFATO  As pentoses-fosfato produzidas na fase oxidativa da via são recicladas em glicose-6-fosfato (tecidos que requerem NADPH)

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Ribulose-5-fosfato é epimerizada a xilulose-5-fosfato

F ASE NÃO OXIDATIVA RECICLA PENTOSES-FOSFATO A GLICOSE-6-FOSFATO



6 moléculas de açúcar-fosfato de 5C são convertidas a 5 moléculas de açúcar-fosfato de 6C, completando o ciclo e permitindo a oxidação contínua de glicose-6-fosfato c/ produção de NADPH Todas as reações são reversíveis

F ASE NÃO OXIDATIVA Transcetolases Transferência de 2C da cetose doadora p/ aldose receptora

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Transfere C1 e C2 da xilulose-5-fosfato p/ ribose-5-fosfato

F ASE NÃO OXIDATIVA

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Transaldolase 

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Catalisa remoção de 3C da sedoeptulose-7-fosfato e condensa ao gliceraldeído-3-fosfato Formação de: eritrose-4-fosfato e frutose-6-fosfato



Transcetolase 

Forma frutose-6-fosfato e gliceraldeído-3-fosfato

O destino da frutose e do gliceraldeído é determinado pelas necessidades relativas das células por pentoses-fosfato e NADPH ou ATP: via das pentoses e via glicolítica

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Transcetolases e transaldolases permitem que a ribulose-5fosfato (produzida na fase oxidativa da via) seja convertida em: 



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Ribose-5-fosfato (síntese de nucleotídeos) Frutose-6-fosfato Gliceraldeído-3-fosfato

 VIA DAS PENTOSES FOSFATO

Proporciona maior parte do NADPH do organismo (redutor bioquímico)  A velocidade e o sentido das reações reversíveis são determinados pela oferta e demanda de intermediários do ciclo 

REGULAÇÃO DA VIA DAS PENTOSES FOSFATO 

Glicose-6-fosfato Desidrogenase (1ª enzima de comprometimento da via)

 Aumento da [NADPH] inibe a via das pentoses

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Mais Glicose-6-fosfato disponível p/ glicólise

CONDIÇÃO 1:

CÉLULAS QUE ESTÃO SE DIVIDINDO RAPIDAMENTE REQUEREM MAIS RIBOSE-5-FOSFATO DO QUE NADPH 

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

Intermediários da glicólise serão desviados para a fase não oxidativa da via das pentoses

Fase oxidativa inibida (NADPH inibe G6PD) Fase não oxidativa é revertida p/ gerar ribose-5-fosfato (REAÇÕES REVERSÍVEIS)

CONDIÇÃO 2: NECESSIDADES EQUILIBRADAS DE NADPH E RIBOSE-5FOSFATO 

Ocorre somente a fase oxidativa da via das pentoses 

Não é necessário reciclar a glicose-6-fosfato

CONDIÇÃO 3: NECESSIDADE MAIOR DE NADPH DO QUE RIBOSE-5FOSFATO 

Síntese de ácidos graxos em adipócitos 

Ocorre fase oxidativa 

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NADPH (necessidade do poder redutor p/ síntese de AG)

Ocorre a fase não oxidativa 

Frutose-6-fosfato e gliceraldeido-3-fosfato serão usados para síntese de glicose p/ produção de mais NADPH (reciclar glicose)

CONDIÇÃO 4: NECESSIDADE DE NADPH E ATP 

Ocorre a fase oxidativa 

Ocorre a fase não oxidativa Frutose-6-fosfato e gliceraldeido-3-fosfato (usados para síntese de  ATP pela via glicolítica)

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USO DO NADPH: REDUÇÃO DO PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO NADPH reduz H2O2 formado a partir da redução parcial do O2 molecular

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EROs: espécies reativas de oxigênio formadas em consequência do estresse oxidativo 

Subprodutos do metabolismo aeróbio a partir de:  

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Causam danos químicos graves ao (às):   

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Destoxifica H2O2 a partir de glutationa reduzida (G-SH)

Glutationa redutase 

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DNA Proteínas e lipídios insaturados Morte celular

Glutationa peroxidase 

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Reações c/ drogas e toxinas Nível reduzido de antioxidantes

Usa NADPH p/ reduzir glutationa

Catalase e Superóxido-dismutase Convertem EROs

USO DO NADPH: ERITRÓCITOS 

 Via das pentoses é a única fonte de NADPH nos eritrócitos 

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NADPH importante p/ reduzir glutationa 

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Outros tecidos tem fontes alternativas p/ produzir NADPH (malato-piruvato no citosol)

Glutationa reduzida é essencial p/ catalisar H 2O2 em H2O

 Atividade de G6PD  

reduz formação de NADPH (grave nos eritrócitos)

Glutationa reduzida destoxificação celular de radicais livres e peróxidos formados na célula

Mantém um ambiente redutor p/ impedir ou recuperar o dano oxidativo

Glutationa oxidada induz desnaturação de proteínas (hemoglobina) e os eritrócitos são removidos da