Pentózový cyklus

Pentózový cyklus (pentózafosfátová cesta, hexózamonofosfátový zkrat) je oxidativní katabolická dráha v cytoplasmě, která poskytuje redukované kofaktory NADPH a pětiuhlíkaté sacharidy (pentózy). Jedná se o metabolickou přeměnu glukózy, jejíž cílem není tvorba ATP.

NADPH je spotřebováváno při anabolických reakcích, a to především při biosyntéze steroidních látek a mastných kyselin. Vytváření pentóz (ribóza-5-fosfát) je nezbytné pro syntézu nukleotidů a nukleových kyselin. Pentózový cyklus probíhá hlavně v cytosolu tkání vytvářejících steroidní látky nebo mastné kyseliny – játra, varlata, vaječníky, kůra nadledvin, mléčná žláza, adipocyty a erytrocyty (redukce glutathionu). Dále je také důležitý pro poskytování NADPH pro NADPH oxidázu ve fázi respiračního vzplanutí.

Schéma pentózového cyklu
Enzymy katalyzující jednotlivé reakce: 1 – hexokináza, 2 – glukóza-6-fosfátdehydrogenáza, 3 – 6-fosfoglukonolaktonáza, 4 – fosfoglukonátdehydrogenáza, 5 – ribulóza-5-fosfátepimeráza, 6 – ribulóza-5-fosfátisomeráza, 7– transketoláza, 8 – transaldoláza, 9 – transketoláza

Pentózový cyklus se rozděluje na dvě části:

• Oxidativní - přeměna hexózy na pentózu a redukci NADP⁺ na NADPH+H⁺.
• Nonoxidatívní (regenerační) - dochází k přeměně jednotlivých monosacharidů (C3, C4, C5, C6, C7).

Opakováním těchto reakcí se molekula glukóza-6-fosfát postupně oxiduje na 6 CO₂ a vzniká při tom 12 NADPH.

Oxidativní fáze

1. oxidace G-6-P pomocí glukóza-6-fosfátdehydrogenázy na 6-fosfoglukonolakton a vzniká první NADPH
2. Lakton se štěpí hydrolázou za vzniku 6-fosfoglukonátu s volnými karboxylovými konci.
3. enzym fosfoglukonátdehydrogenáza dekarboxyluje 6-fosfoglukonát na ribulóza-5-fosfát (pentóza), vzniká druhé NADPH a karboxylové skupiny se odštěpí jako CO₂
4. ribulóza-5-fosfát se izomerací mění na ribózo-5-fosfát
   

Během oxidativní fáze vzniknou 2 molekuly NADPH+H⁺ přeměnou G-6-P na lakton a 6-fosfoglukonátu na ribulóza-5-fosfát.

Nonoxidativní fáze

Přizpůsobuje častou produkci NADPH a pentózofosfátů aktuální spotřebě. Ribulóza-5-fosfát se přemění na fruktóza-6-fosfát a glyceraldehyd-3-fosfát, oba tyto produkty poté mohou vstoupit do glykolýzy. Anebo se z fruktózo-6-fosfát regeneruje glukózo-6-fosfát a může zpět do cyklu.

Donorem štěpů je u obou ketóza, akceptorem je aldóza. Přenosem štepů vznikají různé meziprodukty:

• sedoheptulóza-7-fosfát;
• erythróza-4-fosfát;
• fruktóza-6-fosfát;
• glyceraldehyd-3-fosfát.

Regulace

Rychlost je určena hlavně aktivitou enzymu glukóza-6-fosfátdehydrogenázy, která je zvýšena při přísunu NADP⁺. Nadbytek NADPH reakci zpomaluje.

Odkazy

Související články

• Glykolýza
• Glukóza
• NADPH
• Syntéza mastných kyselin
• Glutathion

Zdroj

• MATOUŠ, Bohuslav, et al. Základy lekárskej chemie a biochemie. 2010. vydání. Praha : Galen, 2010. 0 s. ISBN 978-80-7262-702-8.

• LEDVINA, Miroslav, et al. Biochemie pro studující medicíny. I. díl. 2. vydání. Praha : Karolinum, 2009. 269 s. ISBN 978-80-246-1416-8.