UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS FASE I,

UNIDAD DIDÁCTICA: BIOQUÍMICA MÉDICA

2º AÑO CICLO ACADÉMICO 2,013

VÍA DE PENTOSA –

FOSFATO

DR. MYNOR A. LEIVA ENRÍQUEZ

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

Fuente: Fundamentos de Bioquímica. 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt .

DEFINICIÓN:

Vía que utiliza una hexosa (glucosa)

para generar azúcares de 5 carbonos (pentosas) y

equivalentes reducidos.

Vía citosólica

Estimulada por la insulina y en estado

postprandial

30% de la oxidación de glucosa en el hígado y

10% en el eritrocito utiliza esta vía.

DEFINICION:

Via anabólica que utiliza una hexosa

(glucosa) para generar azúcares de 5

carbonos (pentosas), necesarias para

formar nucleótidos y equivalentes

reducidos NADPH, necesarios en la

lipogénesis, esteroidogénesis y

derivaciones.

30% de la oxidación de glucosa en el

hígado y 10% en el eritrocito utiliza esta

vía.

Se divide en 3 etapas:

Reacción de oxidación (produce NADPH y ribulosa 5-P)

Reacciones de isomerización epimerización (tranforma Ru5P en

ribosa 5-P o xilulosa 5-P .

Reacción de ruptura y formación enlace c-c. (convierte dos Xu5P y una

R5P en dos de F6P y una GAP.

FASE OXIDATIVA

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

FUNCIONES:

Generar equivalentes reductores

(NADPH) que participan en

reacciones de biosíntesis.

Proveer a la célula de ribosa 5-P

para la síntesis de nucleósidos y

nucleótidos.

¿PARA QUÉ SE USA EL NADPH?

En reacción de biosíntesis de ácidos grasos, esteroides y ác. biliares (hígado, glándula mamaria durante la lactancia, testículo, tejido adiposo y corteza suprarrenal).

En el eritrocito regenerar glutatión reducido y la reducción de la hemoglobina oxidada.

En hígado para desintoxicar y eliminar medicamentos.

ESTRUCTURA DEL

NADPH

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

Útil en reacciones de biosíntesis reductora.

Se divide en 3 etapas:

1. Reacción de oxidación (produce

NADPH y ribulosa 5-P)

2. Reacciones de isomerización

epimerización (tranforma Ru5P en

ribosa 5-P o xilulosa 5-P) .

3. Reacción de ruptura y formación

enlace c-c. (convierte dos Xu5P y una

R5P en dos de F6P y una GAP.

RUTA CITOSÓLICA

FASE OXIDATIVA

Fuente: Fundamentos de Bioquímica. 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt .

Fuente: Bioquímica Médica, MATHEWS, 3ª. Ed.

El estadío redox de la vía

de las pentosas – fosfato.

Una secuencia de tres

enzimas forman 2 moles

de NADPH por cada mol de

Glucosa-6-Fosfato, que se

convierte en RIBULOSA-5-

fosfato, con producción de

CO2.

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

Primera reacción: formación del primer NADPH.

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

LA REACCIÓN GLOBAL

3 G-6-P + 6 NADP

+ 3 H2O

6 NADPH + 6 H+ + 3 CO2

+ 2 F-6-P + 1 GAP

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

HIDRÓLISIS

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

LA FORMACIÓN DE

RIBULOSA-5-FOSFATO

COMPLETA LA ETAPA

OXIDATIVA DE LA VÍA

DE LAS PENTOSAS

FOSFATO.

Se generan

2 moléculas de NADPH

Por cada molécula de

Glucosa-6-P que se

Aprovecha en esta vía. Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

DESCARBOXILACIÓN OXIDATIVA DEL 6-FOSFOGLUCONATO.

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

FASE DE

INTERCONVERSIÓN

FASE DE INTERCONVERSIÓN

DE LA VÍA DE LA PENTOSA –

FOSFATO.

Isomerización y Epimerización:

Las estructuras carbonadas de

TRES MOLÉCULAS DE

RIBULOSA-5-FOSFATO son

utilizadas para formar:

2 moléculas de

FRUCTOSA-6-P y

1 molécula de

GLICERALDEHÍDO-3-P. Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

Transaldolasas

• catalizan transferencia de fragmentos de 2 carbonos.

Trancetolasas

• catalizan transferencia de fragmentos de 3 carbonos. Utilizan al pirofosfato de tiamina como coenzima.

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

Ribulosa 5- fosfato epimerasa

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

LA REACCIÓN

GLOBAL

3 G-6-P + 6

NADP

+ 3 H2O

6 NADPH + 6 H+

+ 3 CO2

+ 2 F-6-P + 1

GAP

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

La

TRANCETOLASA

cataliza las

reacciones de

transferencia de

2 carbonos

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

Transcetolasa

La enzima transcetolasa cataliza la transferencia de unidades de 2 carbonos. Tiene como cofactor al pirofosfato de TIAMINA.

Fuente: Bioquímica Médica, MATHEWS, 3ª. Ed.

La ETAPA 3

Reacciones de RUPTURA Y

FORMACIÓN DE ENLACE

CARBONO-CARBONO:

Corresponde a la conversión

de dos moléculas de

xilulosa-5-P y una molécula

de ribosa-5-P en dos

moléculas de fructosa-6-P y

una molécula de

Gliceraldehído-3-P.

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

Transaldolasa

La transaldolasa cataliza la transferencia de unidades de 3 carbonos:

LA REACCIÓN

GLOBAL

3 G-6-P + 6

NADP

+ 3 H2O

6 NADPH + 6 H+

+ 3 CO2

+ 2 F-6-P + 1

GAP

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

Última reacción…

Transcetolasa

Fuente: Bioquímica Médica, MATHEWS, 3ª. Ed.

LA REACCIÓN

GLOBAL

3 G-6-P + 6

NADP

+ 3 H2O

6 NADPH + 6 H+

+ 3 CO2

+ 2 F-6-P + 1

GAP

Fuente: Bioquímica Médica, MATHEWS, 3ª. Ed.

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

VÍA DE LAS PENTOSAS-FOSFATO:

REACCIONES EN EQUILIBRIO

Sustratos Productos Enzima

Ribulosa-5-P Ribosa-5-P Isomerasa

2 Ribulosa-5-P 2 Xilulosa-5-P Epimerasa

Xilulosa-5-P

+ Ribosa-5-P

Gliceraldehído-3-P

+ sedoheptulosa-7-P Transcetolasa

Sedoheptulosa-7-P

+ gliceraldehído-3-P

Eritrosa-4-P

+ Fructosa-6-P Transaldolasa

Xilulosa-5-P

+ eritrosa-4-P

Gliceraldehído-3-P

+ fructosa-6-P Transcetolasa

3 Ribulosa-5-P Gliceraldehído-3-P

+ 2 fructosa-6-P

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

RELACIÓN ENTRE LA GLUCÓLISIS Y LA VÍA DE LAS PENTOSAS FOSFATO: La vía de las pentosas fosfato, que comienza con la G6P producida en la etapa 2 de la glucólisis, genera NADPH que se utiliza en las reacciones reductoras y R5P para la síntesis de nucleótidos.

Si no se requiere seguir formando nucleótidos, los elementos pueden regresar al metabolismo glucolítico.

Fuente: Fundamentos de Bioquímica. 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt .

• Proveer a la célula de ribosa 5-P para la síntesis de nucleósidos y nucleótidos.

Generar equivalentes reductores (NADPH)

que participan en reacciones

de biosíntesis.

FUNCIONES:

Fuente: Bioquímica Médica, MATHEWS, 3ª. Ed.

FUNCIÓN DE LA VIA

PENTOSA FOSFATO EN

EL ERITROCITO

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

La función del glutatión en el eritrocito es eliminar en forma reductora el peróxido de hidrógeno e hidroperóxidos orgánicos, que son metabolitos reactivos del oxígeno,

capaces de producir daño en la hemoglobina y de

fosfolípidos de las membranas celulares, con lo que se presenta lisis celular. GSSG representa el glutatión oxidado

La función del glutatión en el eritrocito es eliminar en forma reductora el peróxido de hidrógeno e hidroperóxidos orgánicos, que son metabolitos reactivos del oxígeno,

capaces de producir daño en la hemoglobina y de

fosfolípidos de las membranas celulares, con lo que se presenta lisis celular. GSSG representa el glutatión oxidado

Fuente: Fundamentos de Bioquímica. 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt .

El suministro constante de NADPH es vital para la subsistencia del eritrocito.

Los pacientes con deficiencias de la enzima glucosa-6-fosfato deshidrogenasa son sensibles al daño

oxidativo. En ellos el consumo de PRIMAQUINA o de HABAS (favismo) puede inducir anemia hemolítica.

Fuente: Fundamentos de Bioquímica. 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt .

ACTIVIDADES ANTIOXIDANTES DEL

GLUTATIÓN

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

ESPECIES REACTIVAS

DE OXÍGENO

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

Pueden inducir daño al DNA (cáncer, envejecimiento), a proteínas y lípidos insaturados y propiciar apoptosis.

Acciones de las Enzimas antioxidantes: CATALASA, SUPERÓXIDO DISMUTASA Y GLUTATION PEROXIDASA

GLUTATION

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

REDUCCIÓN POR EL NADPH DEL PERÓXIDO DE HIDRÓGENO, MEDIANTE LA ACCIÓN DEL GLUTATION.

GLUTATIÓN

Fuente: Bioquímica Médica, Baynes – Dominiczak, 3ª. Ed.

CITOCROMO

P450

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

R-H + O2 + NADPH + H R-OH + H20 + NADP+

FORMACIÓN DE ESTEROIDES, ACIDOS BILIARES METABOLISMO DE VITAMINA D3 XENOBIÓTICOS

FAGOCITOSIS

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

1- UNIÓN DEL PATÓGENO A UNA CÉLULA FAGOCITARIA. 2- INGESTIÓN DEL MICROORGANISMO 3- DESTRUCCIÓN DEL MICROORGANISMO ACTIVIDAD DE “ESTALLIDO RESPIRATORIO”: NADPH OXIDASA SUPEROXIDO DISMUTASA MIELOPEROXIDASA (ÁCIDO HIPOCLOROSO)

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

OXIDO NITRICO

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

RELAJA EL MÚSCULO LISO EVITA LA AGREGACIÓN PLAQUETARIA FUNCIONA COMO NEUROTRANSMISOR EN EL CEREBRO MEDIA FUNCIONES TUMORICIDAS Y BACTERICIDAS DE LOS MACRÓFAGOS

DEFICIENCIA

Anemia hemolítica: deficiencia de

glucosa 6-P deshidrogenasa

Síndrome de Wernicke-korsakoff

por deficiente función de la

trancetolasa al no haber fosfato

de tiamina.

CARENCIA DE G6PD

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

Actividad normal Aun en celulas viejas Evita hemolisis y Daño oxidativo

v Variantes en enzimas defectuosas.

DEFICIENCIA DE G6DP

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

Fuente: Bioquímica, Harvey - Ferrier, 5ª. Ed.

ÉXITOS EN EL PRIMER

PARCIAL

HASTA LA PRÓXIMA… Dr. LEIVA