Investigación sobre pentosas vía fosfato, Lecture notes of Biochemistry

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TIJUANA

Bioquímica

Unidad 3

Investigación de Vía de las Pentosas Fosfato

INGENIERÍA BIOQUÍMICA

Alumno:

MORENO REYES ROSANGEL

Maestro: LUIS ERNESTO SOLIS DELGADO

TECNM

Junio 2025 Índice Portada……………………………………………………………………………………………………………………. 1 Índice………………………………………………………………………………………………………………………. 2 Introducción a la vía de las pentosas fosfato…………………………………………………………………. Funciones oxidativas y no oxidativas……………………………………………………………………………. Las principales funciones de las vías Fosfato………………………………………………………………… Fases de la vía de las pentosas fosfato…………………………………………………………………………. 4.1. Fase oxidativa……………………………………………………………………………………………………..……

• Reacción 1: Oxidación de glucosa-6-fosfat
• Reacción 2: Apertura del anillo lactona
• Reacción 3: Formación de ribulosa-5-fosfato 4.2. Fase no oxidativa (Interconversión de azúcares) ……………………………………………………………
• Isomerización y epimerización
  • Ribulosa-5-fosfato →Ribosa-5-fosfato
  • Ribulosa-5-fosfato →Xilulosa-5-fosfato
• Reacciones de transcetolización…………………………………………………………………………………….
• Reacciones de transcetolización……………………………………………………………………………………. Conclusión………………………………………………………………………………………………………………. 6

Vía de las Pentosas Fosfato La vía de pentosa fosfato (PPP, también conocida como la derivación de hexosa monofosfato) es una vía citosólica que interactúa con la glucólisis. En esta vía, no se produce ATP directamente a partir de la oxidación de la glucosa 6-fosfato; en cambio, la porción oxidativa del PPP se acopla a la producción de NADPH. Además de generar NADPH, que es esencial para las reacciones de desintoxicación y la síntesis de ácidos grasos, también produce azúcares de cinco carbonos requeridos para la síntesis de nucleótidos.

Funciones oxidativas y no oxidativas

Hay dos partes de la vía que son distintas y pueden regularse de forma independiente. La primera fase, o fase oxidativa, consiste en dos oxidaciones irreversibles que producen NADPH. Como se señaló anteriormente, se requiere NADPH para la desintoxicación reductora y la síntesis de ácidos grasos. (El NADPH no se oxida en la ETC.) En el glóbulo rojo, esto es extremadamente importante ya que la vía PPP proporciona la única fuente de NADPH. El NADPH es esencial para mantener niveles suficientes de glutatión reducido en el glóbulo rojo. El glutatión es un tripéptido comúnmente utilizado en los tejidos para desintoxicar los radicales libres y reducir la oxidación celular. La fase no oxidativa de la vía permite la conversión de ribulosa 5-fosfato en ribosa 5-fosfato, la cual es necesaria para la síntesis de nucleótidos (figura 7.1). Todas estas interconversiones en la vía no oxidativa son reversibles y utilizan las enzimas transcetolasa o transaldolasa para mover unidades de dos o tres carbonos a otros restos de azúcar para generar una variedad de intermedios de azúcar. La transcetolasa requiere pirofosfato de tiamina (TPP) como cofactor. Esto es de relevancia clínica ya que los niveles de TPP se pueden medir abordando la actividad de la transcetolasa en una muestra de sangre. Una reducción en la actividad transcetolasa es un indicador de una deficiencia de tiamina.

Las principales funciones de la vía de las pentosas fosfato son:

 Generar NADPH y sintetizar azúcares de cinco carbonos (PENTOSAS-P).  La unidad del poder reductor más provechosa con fines biosintéticos en las células es el NADPH.  El NADH se oxida mediante la cadena respiratoria para generar ATP, mientras que el NADPH sirve como dador de electrones en las biosíntesis reductoras, sin generar ninguna energía como consecuencia.

FASES : Esta vía metabólica se compone de dos fases, una primera oxidativa y otra de

interconversión de azúcares. 4.1 FASE OXIDATIVA: La oxidación de glucosa-6-P hasta ribulosa-5-P se produce en dos reacciones que además generan CO2 y 2 NADPH Reacción 1 : La glucosa-6-fosfato se oxida en el carbono 1 (el - OH se convierte en un grupo cetona/cetoácido) gracias a la enzima glucosa-6-fosfato deshidrogenasa. Esta oxidación genera NADPH, una molécula esencial para procesos biosintéticos y defensa antioxidante en la célula. El producto se convierte en un anillo lactona: 6-fosfoglucono-δ-lactona, que es un éster interno entre el grupo ácido en C1 y el hidroxilo en C5. Reacción 2: La enzima lactonasa cataliza la apertura del anillo de lactona añadiendo una molécula de agua. El enlace entre el carbono 1 y el oxígeno del grupo hidroxilo se rompe, formando un grupo ácido carboxílico, generando el 6- fosfogluconato en su forma lineal. Reacción 3: El 6-fosfogluconato se oxida, convirtiendo el grupo hidroxilo del carbono 3 en un grupo cetona. Esto es catalizado por la enzima 6-fosfogluconato deshidrogenasa. Inmediatamente después, el grupo carboxilo del carbono 1 se elimina como CO₂, lo que acorta la cadena de 6 a 5 carbonos. El producto final es una ceto-pentosa fosforilada: la ribulosa-5-fosfato, que se usará en la fase no oxidativa de la vía para producir ribosa o intermediarios de la glucólisis. Se genera una segunda molécula de NADPH, que, junto con la primera formada en la oxidación de glucosa-6-fosfato, suma dos NADPH por cada glucosa-6P que entra a la vía. 4.2 FASE DE INTERCONVERSIÓN DE AZÚCARES (NO OXIDATIVA) : Se producen un conjunto de reacciones de:  Isomerización y epimerización  Transaldolizaciones y transcetolizaciones  Reaciones glicolíticas-gluconeogénicas

Reacción de transcetolización: Sustratos: cetosa y aldosa Productos: aldosa y cetosa Reacción: la cetosa cede C Enzima: transcetolasa Coenzima: tiamina pirofosfato Reacción de transaldolización : Sustratos: cetosa y aldosa Productos: aldosa y cetosa Reacción: la aldosa acepta C Enzima: transaldolasa C7 + C3 ---> C4 + C C5 + C4 ---> C3 + C En conclusión, a vía de las pentosas fosfato, o PPP como se le conoce en inglés, es una ruta clave en el metabolismo celular. No solo ayuda a mantener el equilibrio del carbono en la célula, sino que también produce compuestos esenciales para la formación de nucleótidos, que son los bloques de construcción del ADN y ARN, así como algunos aminoácidos. Además, genera moléculas como el NADPH, que es crucial para las reacciones de síntesis (anabolismo) y para proteger a la célula del daño que puede causar el estrés oxidativo.

Bibliografía:

 Stincone, A., Prigione, A., Cramer, T., Wamelink, M. M. C., Campbell, K., Cheung, E., Olin-Sandoval, V., Grüning, N.-M., Krüger, A., Tauqeer Alam, M., Keller, M. A., Breitenbach, M., Brindle, K. M., Rabinowitz, J. D., & Ralser, M. (2015). The return of metabolism: biochemistry and physiology of the pentose phosphate pathway: The pentose phosphate pathway. Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society, 90(3), 927–963. https://doi.org/10.1111/brv.  Holde.-cap., V. (n.d.). Tema 31.-Ruta de las pentosas fosfato. Funciones y significación biológica. Fases y Reacciones. Relación entre la glucolisis y la ruta de las pentosas. Edu.Ar. Retrieved July 2, 2025, from https://exa.unne.edu.ar/biologia/fisiologia.vegetal/Ciclo%20pentosas%20fosfato.pdf  (N.d.). Sciencedirect.com. Retrieved July 2, 2025, from https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/ pentose-phosphate-pathway  (N.d.). Www.Uv.Es. Retrieved July 2, 2025, from https://www.uv.es/marcof/Tema18.pdf