5.7C:ペントースリン酸シャント

学習目標

  • 概要ペントースリン酸シャントの二つの主要な相:酸化および非酸化相

ペントースリン酸経路(PPP;ホスホグルコン酸経路およびヘキソース一リン酸シャントとも呼ばれる)は、グルコース-6-リン酸をNADPHおよびヘキソース一リン酸シャントに分解するプロセスである。下流の生物学的プロセスの使用のためのpentoses(5カーボン砂糖)。 酸化相と非酸化相:経路には二つの異なる相があります。, 第一は、グルコース-6-リン酸がリブロース-5-リン酸に変換される酸化相である。 このプロセスの間に、NADP+の二つの分子がNADPHに還元される。 このプロセスの全体的な反応は次のとおりです。

図:図1ペントースリン酸経路:ペントースリン酸経路はNADPHの形で還元 それは細胞内の還元的生合成反応(例えば脂肪酸合成)に使用されます。 それはヌクレオチドの統合で使用されるribulose-5隣酸塩を作り出します。, それはまた芳香のアミノ酸の統合で使用される核酸およびerythrose-4隣酸塩を作り出します。

グルコース6-リン酸+2NADP++H2O→リブロース-5-リン酸+2NADPH+2H++CO2

この経路の第二段階は、5炭素糖の非酸化合成である。 体の状態に応じて、リブロース-5-リン酸塩は可逆的にリボース-5-リン酸塩に異性化することができる。, リブロース-5-リン酸は、フルクトース-6-リン酸、エリスロース-4-リン酸、グリセルアルデヒド-3-リン酸(解糖における中間体)を含む他のペントースリン酸塩の生産をもたらすトランスアルドール化およびトランスケトール化と同様に、一連の異性化を受けることができる。 これらの化合物は、ヌクレオチドおよび核酸(リボース-5-リン酸)の産生、ならびに芳香族アミノ酸(エリスロース-4-リン酸)の合成を含む様々な異なる生物学的プロセスにおいて使用される。,

グルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼは、この経路における律速酵素である。 それはNADP+によってallosterically刺激されます。 脂肪酸合成などのNADPH利用経路はNADP+を生成し、グルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼを刺激してより多くのNADPHを産生する。 哺乳動物では、PPPは細胞質のみに存在し、肝臓、乳腺、および副腎皮質で最も活性であることが見出されている。 NADPH:NADP+の比率は通常、肝臓サイトゾルにおいて約100:1であり、サイトゾルを高度に還元する環境にする。,

PPPは、身体が還元力を持つ分子を作り出す三つの主要な方法の一つであり、ヒトにおけるNADPH産生の約60%を占めています。 PPPはグルコースの酸化を伴うが、その主な役割は異化作用ではなく同化作用であり、NADPHに貯蔵されたエネルギーを使用して小さな前駆体から大きく複雑な分子を合成する。さらに、NADPHは、酸化ストレスを防止するために細胞によって使用することができる。 NADPHはグルタチオンのペルオキシダーゼによってh2oに反応H2O2を変えるグルタチオンの還元酵素によってグルタチオンを減らします。, 例えば、赤血球は、グルタチオンの還元に使用するペントースリン酸経路を介して大量のNADPHを生成する。

図:脂肪酸合成:直鎖飽和脂肪酸の合成

キーポイント

  • 経路には、酸化相と非酸化相の二つの異なる相があります。,
  • 酸化相では、NADP+の二つの分子は、グルコース-6-リン酸のリブロース-5-リン酸への変換からのエネルギーを利用して、NADPHに還元されます。 これらのNADPH分子は、細胞内の他の場所でエネルギー源として使用することができます。
  • 非酸化相は、ヌクレオチド、核酸、およびアミノ酸の合成に使用することができる5炭素糖を生成する。
  • ペントースリン酸経路は解糖の代替である。

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