Материал: 1_2_Lektsia_Obmen_uglevodov_chast_2

ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП ПФП

В окислительной части ПФП глюкозо-6-фосфат подвергается окислительному декарбоксилированию, в результате которого образуются пентозы. Этот этап

фосфатдегидрогеназой и сопровождается окислением альдегидной группы у первого атома углерода (образовавшаяся карбоксильная группа сразу вступает в реакцию этерификации, приводящей к внутримолекулярному сложному эфиру – лактону) и образованием одной молекулы восстановленного кофермента NADPH.

Далее глюконолактон-6-фосфат быстро превращается в 6-фосфоглюконат при

участии фермента глюконолактонгидратазы.

Фермент 6-фосфоглюконатдегидрогеназа катализирует вторую реакцию дегидрирования, в ходе которой происходит также и декарбоксилирование. При этом углеродная цепь укорачивается на один атом углерода, образуется рибулозо-

5-фосфат, СО2 и вторая молекула NADPH

Восстановленный NADPH ингибирует первый фермент окислительного этапа ПФП

– глюкозо-6-фосфатдегидрогеназу. Окисление NADPH в NADP+ ослабляет это ингибирование. При этом скорость соответствующей реакции возрастает, и образуется большее количество NADPH.

Суммарное уравнение окислительного этапа ПФП можно представить в виде:

Глюкозо-6-фосфат + 2 NADP++ Н2О→Рибу-лозо-5-фосфат + 2(NADPH+Н+)+СО2.

Реакции окислительного этапа служат основным источником NADPH, необходимого в качестве восстановителя в биосинтетических процессах, антиокисидантной защите, образовании стероидных гормонов, жѐлчных кислот, катаболизме ксенобиотиков, образовании активных форм кислорода (АФК) при фагоцитозе*.

Несмотря на то, что NADPH образуется также при окислении малата до ПВК и диоксида углерода (при участии NADP+-зависимой малат-дегидро- геназы) и дегидрировании изоцитрата (при участии NADP+-зависимой изоцитрат-дегидрогеназы)*, в большинстве случаев потребности клеток в восстановительных эквивалентах удовлетворяются за счѐт ПФП.

Реакции окислительного пути протекают только в том случае, если NADPH возвращается в исходное окисленное состояние NADP+ при участии NADPH-зависимых дегидрогеназ (т.е. при условии использования гидрированного NADPH в восстановительных процессах). Если потребности клетки в NADPH незначительны, рибозо-5-фосфат образуется в результате обратимых реакций неокислительного этапа ПФП, используя в качестве исходных веществ метаболиты гликолиза: глицеральдегид-3-фосфат и фруктозо-6-фосфат.

* См. разделы «Обмен липидов», «Гормоны», «Биохимия печени», «Биохимия крови».

ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ЦИКЛ

Окислительный этап образования пентоз и неокислительный этап (путь возвращения пентоз в гексозы) составляют вместе циклический процесс:

6 Глюкозо-6-фосфат+12 NADP+ +2 H2O →

→ 5 Глюкозо-6-фосфат+12 (NADPH+H+) + 6CO2.

Это означает, что из 6 молекул глюкозы образуются 6 молекул рибулозо-5-фосфата (пентозы) и 6 молекул СО2. Ферменты неокислительной фазы превращают 6 молекул рибулозо-5-фосфат в 5 молекул глюкозы. Такой процесс называют пентозофосфатным циклом.

Протекание пентозофосфатного цикла позволяет клеткам продуцировать NADPH, не накапливая пентозы.

Энергия, выделяющаяся при распаде глюкозы, запасется в химических связях NADPH и затем используется в указанных выше процессах.

ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ЦИКЛ