Понятие пентозофосфатного цикла

LOGO

 

www.themegallery.com

 

Южно-Казахстанская государственная  фармацевтическая академия

Кафедра биохимии , биологии  микробиологии

www.themegallery.com

 

LOGO

 

www.themegallery.com

 

1

 

2

 

3

 

4

www.themegallery.com

 

LOGO

 

Понятие пентозофосфатного  цикла

 

• Термин пентозный цикл (гексозомонофосфатный шунт) означает набор реакций, происходящих в цитоплазме, в результате которых клетки животных получают NADPH, необходимый для реакций восстановления, и рибозо-5-фосфат-основное промежуточное вещество в синтезе нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Если таких превращений не происходит, промежуточные вещества пентозного цикла трансформируются в глицеральдегид-3-фосфат и фруктозо-6-фосфат и включаются таким образом в гликолиз.

 

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

История открытия

 

• Открытие пути прямого окисления углеводов, или, как его называют, пентозофосфатного цикла, принадлежит О.Варбургу, Ф.Липману, Ф.Диккенсу (1935) и В.А. Энгельгарду (1938).
• Расхождение путей окисления углеводов –классического (цикл тикарбоновых кислот, или цикл Кребса) и пентозофосфатного – начинается со стадии образования гексозамонофосфата. Если глюкозо-6-фосфат изомеризуется во фруктозо-6-фосфат, который фосфорилируется второй раз и превращается в фруктозо-1,6-бисфосфат, то в этом случае дальнейший распад углеводов происходит по обычному гликолитическому пути с образованием пировиноградной кислоты, которая, окисляясь до ацетил-КоА, затем «сгорает» в цикле Кребса.

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

• У млекопитающих активность пентозофосфатного цикла относительно высока в печени, надпочечниках, эмбриональной ткани и молочной железе в период лактации. Значение этого пути в обмене веществ велико. Он поставляет восстановленный НАДФН, необходимый для биосинтеза жирных кислот, холестерина и т.д. За счёт пентозофосфатного цикла примерно на 50% покрывается потребность организма в НАДФН.

 

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

www.themegallery.com

 

Другая функция пентозофосфатного цикла заключается в том, что он поставляет пентозофосфаты для синтеза нуклеиновых кислот и многих коферментов. При ряде патологических состояний удельный вес пентозофосфатного пути окисления глюкозы возрастает. Механизм реакций пентозофосфатного цикла достаточно расшифрован.

www.themegallery.com

 

LOGO

 

www.themegallery.com

 

Взаимопревращения

углеводов

www.themegallery.com

 

LOGO

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

Пентозофосфатный цикл

 

Для протекания всех стадий  пентозофосфатного цикла требуется  не менее трех молекул глюкозо-6-фосфата.

Реакции пентозофосфатного цикла протекают в цитозоле клетки.

1.Дегидрирование глюкозо-6-фосфата-реакция,направляющая  глюкозо-6-фосфат по пентозофосфатному   пути,катализируется глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой  по уравнению:

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

1стадия 

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

• 2.Гидролиз 6-фосфоглюконолактона с образованием 6-фосфоглюконата:

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

3стадия 

 

• Дегидрирование 6-фосфоглюконата с образованием рибулозо-5-фосфата.Эта реакция катализируется 6-фосфоглюконат-дегидрогеназой по уравнению:

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

4-стадия  
Взаимопревращения пентозофосфатов. 

 

• Рибулозо-5-фосфат может обратимо изомеризоваться в другие пентозофосфаты –ксилулозо-5-фосфат и рибозо-5-фосфат.Катализлируют эти реакции два разных фермента –пентозофосфат-эпимераза и пентозофосфат-изомераза по уравнениям:

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

5-стадия.Перенос гликолевого  альдегида с ксилуозо-5-фосфата  на рибозо-5-фосфат

 

• В этой реакции,катализируемой транскетолазой,используются образовавшиеся в предыдущей реакции пентозофосфаты:

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

5-стадия.Перенос гликолевого  альдегида с ксилуозо-5-фосфата  на рибозо-5-фосфат

 

• В транскетолазной реакции расходуются молекулы рибозо-5-фосфата.Другая молекула используется позднее,во второй транскетолазной реакции.
• Транкетолаза-димет с молекулярной массой 140000,коферментом ее является тимаинодифосфат.Реакция требует ионов магния.Оба продукта транскетолазной реакции используются на следующей стадии цикла в качестве субстратов.

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

6.Перенос дигироксиацетонового  фрагмента с седогептулозо-7-фосата  на глицеральдегид-3-фосфат.

 

• Эта обратимая реакция катализируется трансальдолазой по уравнению :

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

7.Перенос гликолевого  альдегида с ксилулозо-5-фосфата  на эритрозо-4-фосфат

 

www.themegallery.com

www.themegallery.com

 

LOGO

 

Суммарное уравнение пентозофосфатного  цикла:

 

3Глюкозо-6-фосфат + 6НАДФ = 2Фруктозо-6-фосфат  + глицеральдегид -3- фосфат  + 6НАДФ*Н2 +3СО2

 

www.themegallery.com

LOGO

 

www.themegallery.com

 

www.themegallery.com

 

Thank You !

 

10