via de las pentosas fosfato

Ruta de degradación con función de biosíntesis: proporciona NADPH y ribosa-5-fosfato para reaccionesde biosíntesis, pero también puede degradar glucosa, o pentosas de los nucleótidos procedentes de la hidrólisisde los ácidos nucleicos de la dieta, hasta CO2 y agua. Tiene dos fases:La fase oxidativa genera por cada molécula de glucosa; 2 moléculas de NADPH, 1molécula deribulosa-5-fosfato y una molécula de CO2. Consta de tres reacciones:

Reacción 1. Oxidación de la glucosa-6-fosfato a 6-fosfogluconolactona (glucosa-6-fosfato deshidrogenasa)

Reacción 2. Hidrólisis de la lactona a fosfogluconato (lactonasa).

Reacción 3. Descarboxilación oxidativa a ribulosa-5-fosfato (6-fosfogluconato deshidrogenasa).

La oxidación del grupo hidroxilo origina un β-cetoácido que se descarboxila con facilidadLa fase no oxidativa convierte 3 azúcares fosfato de 5 carbonos en 2 azúcares fosfato de 6 carbonos y 1 azúcarfosfato de 3 carbonos
Isomerización y epimerización de la ribulosa 5-fosfatoLas reacciones de la ribulosa 5-fosfato isomerasa y epimerasa tienenlugar con intervención deintermediarios enediol. En la reacciónde la isomerasa, una base situada en elenzima elimina un protón de C1 deRu5P a fin de formar un 1,2-enediolatoy después adiciona un protón a C2 paraformar R5P. En la reacción de laepimerasa, una base situada en elenzima elimina un protón en C3 paraformar un 2,3-enediolato. Acontinuación se añade un protón almismo átomo de carbono pero coninversión de la configuración pararendir Xu5P3Diagrama esquemático simplificado que muestra laruta de seis pentosas (5C) a cinco hexosas (6C).Balance global3 glucosa 6-P + 6 NADP+ + 3 H2O → 2 fructosa 6-P + gliceraldehído 3-P + 6 NADPH + 6 H+ + 3 CO2Esquema de las reacciones no oxidativas de la ruta de las pentosas fosfato. Estas reacciones conviertenpentosas fosfato de nuevo en hexosas fosfato, permitiendo que continúen las reacciones de oxidación.Los enzimas transaldolasa y transcetolasa son específicos de esta ruta; los otros enzimas tambiénactúan en las rutas glucolítica o gluconeogénica. Cada reacción es reversible; las flechasunidireccionales sólo se utilizan para clarificar la dirección durante la oxidación constante de laglucosa 6-P.4La rotura de un enlace carbono-carbono deja amenudo un par de electrones libre o carbanión en unode los productos y la fuerte tendencia del carbanión aformar un nuevo enlace da lugar generalmente a unintermedio inestable. El anillo de tiazolio de la TPPestabiliza el intermedio carbanión al proporcionar unaestructura electrofílica (deficiente en electrones) en laque los electrones del carbanión pueden deslocalizarsepor resonancia. A las estructuras con estaspropiedades se las llama frecuentemente “sumiderosde electrones”La transcetolasa utiliza como coenzima al pirofosfatode tiamina con objeto de estabilizar el carbaniónformado en la ruptura del enlace C2-C3 de la Xu5P.La reacción ocurre con los siguientes pasos:1) Ataque nucleofílico del radical TPP al carbonocarbonilito y posterior protonación.2) desprotonación de C3 y rotura del enlace C2-C3,que da como productos G3P y el enzima unido a 2-(1,2-dihdroxietil)-TPP, que es un carbaniónestabilizado por resonancia.3) El carbanión C2 ataca al carbono aldehído de laR5P formando un aducto S7P-TPP.4) Se elimina TPP con producción de S7P.5El centro activo de la aldolasa (clase I), esta formadopor un residuo de lisina para formar una base deSchiff con el carbono carbonilo, un residuo de cisteinaque acepta un protón del grupo hidroxilo en el C4, quelo devuelve a un residuo de histidina tras la rupturaentre C3 y C4Mecanismo de reacción1) El grupo ε-amino del resto de Lys forma unabase de Schiff con el grupo carbonilo de 7SP.2) Se forma un carbanión en C3 que es una base deSchiff estabilizada, en la ruptura aldólica entre C3y C4 que elimina E4P.3) El carbanión estabilizado por resonancia unidoal enzima se adiciona al átomo de C carbonilico deGAP formando F6P ligado al enzima a través deuna base de Schiff.4) La base de Schiff se hidroliza regenerando elenzima activo y se libera F6P.