El ciclo de las pentosas

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cuatro carbonos y un azúcar fosfato de

seis carbonos: la eritrosa-4-fosfato y la fructosa-6-fosfato, respectivamente. Las

acciones combinadas de la transcetolasa y la transaldolasa convierten 2 azucares fosfato de cinco carbonos en un azúcar fosfato de cuatro carbonos y un azúcar fosfato de seis carbonos.

En la Figura 14.24 se muestra con mayor detalle la reacción de la transaldolasa. La enzima activa el sustrato cetosa mediante la formación de una base de Schiff con un residuo de lisina de la enzima (paso 1). La protonación de la base de Schiff conduce a la ruptura del enlace carbono-carbono, de forma muy parecida a lo que ocurre en la reacción de la fructosa-bisfosfato aldolasa de la glucolisis, con la liberación de una aldosa fosfato de cuatro carbonos (paso 2). La unidad dihidroxiacetona permanece unida en forma de carbanión estabilizado por resonancia, que ataca luego al carbono carbonílico del gliceraldehido-3-fosfato, en una reacción de condensación aldólica (paso 3). La hidrolisis de la base de Schiff da lugar al producto de seis carbonos fructosa-6-fosfato (paso 4). En la reacción final del catabolismo de las pentosas fosfato, la transcetolasa actúa sobre otra molécula de xilulosa-5-fosfato, transfiriendo un fragmento glicolaldehído a la eritrosa-4-fosfato y generando un producto de tres carbonos y un producto de seis carbonos, el gliceraldehido-3-

fosfato y la fructosa-6-fosfato, respectivamente.

Hasta el momento, la ruta ha necesitado la entrada de tres moléculas de pentosa.

Fosfato: dos para la primera reacción de la transcetolasa y una para la segunda.

Así pues, para resumir la ruta hasta este punto, debemos considerar el paso de tres moléculas de glucosa-6-fosfato a través de la fase oxidativa.

Ahora, los reordenamientos de la fase no oxidativa dan lugar a la conversión de tres pentosas fosfato en 2 azucares fosfato de seis carbonos y 1 de tres carbonos.

Despues, podemos escribir una ecuación equilibrada de toda la ruta tal como sigue.

En la ecuación correspondiente a la reacción global, tres hexosas fosfato producen dos hexosas fosfato, una triosa fosfato y tres moléculas de CO2, con una oxidación neta de tres carbonos a CO2. Así pues, en un sentido formal, la ruta puede considerarse una forma de oxidar los seis carbonos de la glucosa-6-fosfato a CO2, de la misma forma que ocurre en la glucolisis y en el ciclo del ácido cítrico.

Sin embargo, como se ha señalado antes, la ruta de las pentosas fosfato no es

fundamentalmente una ruta de generación de energía. El destino real de los azucares fosfato depende de las necesidades metabólicas de la célula en la que se está produciendo la ruta. Si la necesidad principal radica en la síntesis de nucleótidos y ácidos nucleicos, el principal producto es la ribosa-5-fosfato, y no se producen la mayor parte de los reordenamientos de la fase no oxidativa

Si la necesidad principal es la generación de NADPH (para la síntesis de ácidos grasos o de esteroides), la fase no oxidativa genera compuestos que pueden reconvertirse con facilidad en glucosa-6-fosfato, para el paso posterior por la fase oxidativa. En este modo, las vueltas repetidas del ciclo dan lugar finalmente a la oxidación completa de la glucosa-6-fosfato a CO2 y agua, con la máxima generación de equivalentes reductores.

Por último, en una célula con unas necesidades moderadas de NADPH y de

Pentosas fosfato, la fructosa-6-fosfato y el gliceraldehido-3-fosfato producidos en la fase no oxidativa pueden catabolizarse en mayor medida mediante la glucolisis y el ciclo del ácido cítrico. Dadas las múltiples necesidades metabólicas de una célula para la biosíntesis, es improbable que ninguno de estos tres modos de actuación se emplee de manera exclusiva en una determinada célula.

Trastornos Genéticos Humanos Que Afectan

A Enzimas De La Ruta De Las Pentosas Fosfato

La ruta de las pentosas fosfato es especialmente activa en la generación de poder reductor en los eritrocitos de los vertebrados. La importancia de esta actividad se puso de manifiesto mediante la investigación de un trastorno genético humano bastante frecuente, el déficit de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa.

Durante la Segunda Guerra Mundial, se administró profilácticamente el fármaco antipalúdico primaquina a los miembros de las fuerzas armadas. Como consecuencia de ello, una parte importante de los militares, en los que posteriormente se comprobó que existía un déficit de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa, presentaron una anemia hemolítica grave (destrucción masiva de los eritrocitos).

Estas personas eran sensibles también a diversos compuestos que, como la primaquina, generan un estrés oxidativo, que se manifiesta por la aparición de peróxido de hidrogeno y peróxidos orgánicos en los eritrocitos. Posteriormente se vio que estas personas eran deficitarias de la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa.

Figura De Arriba:

Rutas alternativas de las pentosas fosfato. La ruta de las pentosas fosfato tiene diversos modos de funcionamiento para satisfacer diferentes necesidades metabólicas. (a) Cuando la necesidad principal es la biosíntesis de nucleótidos, el producto principal es la ribosa-5-fosfato.Los equivalentes reductores del NADPH se utilizan para reducir los ribonucleótidos a los desoxirribonucleótidosos . (b) Cuando la necesidad principal es el poder reductor (NADPH), la fructosa fosfato se reconvierte en glucosa-6-fosfato para su reoxidación en la fase oxidativa.(c) Cuando tan solo son necesarias cantidades moderadas de pentosas fosfato y NADPH, la ruta puede utilizarse también para el aporte de energía, de tal manera que los productos de la reacción se oxidan mediante la glucolisis y el ciclo de ácido cítrico.

En condiciones normales, los peróxidos se inactivan a través de la reducción por el glutatión, que es el tripéptido y-glutamilcisteinilglicina.

El glutatión es abundante en la mayoría de las células, y gracias al grupo tiol libre, constituye un importante mecanismo de protección frente al estrés oxidativo.

Así por ejemplo, el glutatión ayuda a mantener en el estado reducido los grupos tiol de las cisternas de las proteínas. Si dos grupos tiol se oxidan, pueden reducirse sin intervención enzimática por el