LA VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO

En el metabolismo, el ATP es la principal moneda energética, pero también lo es el poder reductor presente en las células. El NADH utiliza la energía libre de oxidación para la formación de ATP por fosforilación oxidativa, el NADPH utiliza la energía libre de oxidación para la biosíntesis reductora, como la síntesis de ácidos grasos y colesterol, por ejemplo. Ambas coenzimas, a pesar de su similitud, no son intercambiables dada la especifidad de las enzimas deshidrogenasas, de hecho, la relación [NAD+][NADH] es cercana a 1000, por lo que se favorece la oxidación de los metabolitos (NAD+ es oxidante), mientras que la relación [NADP+][NADPH] es cercana a 0,01, por lo que se propicia la biosíntesis reductora.

Dicho esto, sabemos la importancia del NADPH, el cual se genera mediante la oxidación de G6P mediante la vía de las pentosas fosfato (desvío de las hexosas monofosfato). Las enzimas de esta vía están presentes en tejidos que sintetizan lípidos, a nivel hepático, el 30% de la oxidación de la glucosa se da por esta vía.

ETAPA 1: REACCIONES DE OXIDACIÓN PARA PRODUCIR NADPH

3G6P + 6NADP+ + 3H2O ↔ 6NADPH + 6H+ + 3CO2 + 3Ru5P

La G6P es el comienzo de la vía de las pentosas fosfato, puede ser producida por degradación de glucosa o directamente por degradación de glucógeno, solo las primeras 3 reacciones de esta vía están involucradas en la producción de NADPH.

La glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PD) cataliza la transferencia de un hidruro a un NADP+ a partir del C1 de la G6P para formar 6-fosfoglucono-δ-lactona. La enzima es específica para NADP+ y es inhibida por NADPH.
La 6-fosfogluconolactonasa cataliza la hidrólisis de 6-fosfoglucono-δ-lactona a 6-fosfogluconato.
La 6-fosfogluconato deshidrogenasa cataliza la descarboxilación oxidativa del 6-fosfogluconato a Ribulosa-5-fosfato (Ru5P) y CO2.

La formación de Ru5P completa la etapa oxidativa de esta vía, generando 2 moléculas de NADPH por cada molécula de G6P que ingresa a la vía.

ETAPA 2: ISOMERIZACIÓN Y EPIMERIZACIÓN DE Ru5P

3Ru5P ↔ R5P + 2Xu5P

La Ru5P se convierte a ribosa-5-fosfato (R5P) por acción de la enzima ribulosa-5-fosfato isomerasa, o se convierte a xilulosa-5-fosfato (Xu5P) por la ribulosa-5-fosfato epimerasa.

La producción de R5P aumenta bastante en células con alta división, mientras que, si se utiliza sólo para la producción de NADPH, se produce el doble de Xu5P que R5P, para funcionar de intermediarios en la siguiente etapa.

ETAPA 3: REACCIONES DE RUPTURA Y FORMACIÓN C-C

En esta etapa, las 3 azúcares C5 se transforman a dos azúcares C6 y un azúcar C3 mediante las enzimas transcetolasa y transaldolasa.

La transcetolasa cataliza la transferencia de una unidad C2 de una Xu5P a R5P produciendo GAP y sedoheptulosa7-fosfato (S7P).

La transaldolasa cataliza la transferencia de una unidad C3 de S7P a GAP, produciendo eritrosa-4-fosfato (E4P) y F6P, una segunda reacción de esta enzima transfiere una unidad C2 de lo segunda Xu5P a una E4P formando GAP y otra F6P. De esta forma, estas tres etapas generan dos moléculas de F6P y una de GAP en base a 2 Xu5P y una R5P.

CONTROL DE LA VÍA DE LAS PENTOSAS

Los productos principales de esta vía son el NADPH y R5P, el exceso de R5P es convertido en intermediarios glucolíticos GAP y F6P, que pueden ser consumidos por glucólisis y fosforilación oxidativa, o bien reciclados por gluconeogénesis para formar G6P.

Si la necesidad de R5P sobrepasa la de NADPH, se puede generar R5P en base a GAP y F6P por las reacciones inversas de las enzimas transcetolasa y transaldolasa.

GLUTATION

El glutatión reducido (GSH) es un tripéptido que contiene Cys, su función es eliminar de forma reductora especies reactivas de oxígeno (ERO) que pueden conducir daños irreversibles en la hemoglobina y escindir enlaces C-C en fosfolípidos de membranas celulares conllevando a lisis celular temprana.

Algunas ERO como peróxidos se eliminan mediante la reacción con glutatión catalizada por la enzima glutatión peroxidasa, esta reacción produce glutatión oxidado (GSSG), para volver a reducir el glutatión y hacerlo funcional, reacciona GSSG y NADPH para producir GSH y NADP+, reacción catalizada por la enzima glutatión reductasa.

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Referencias: Voet, Donald; Judith G. Voet; Charlotte Prat - 2° ed. 3° reimp.- Buenos Aires: Médica Panamericana, 2011

CATABOLISMO DE LA GLUCOSA