Što je pentozofosfatni put?

Put pentozofosfata slijed je događaja koje stanica koristi za pretvaranje vrste glukoze u druge molekule. Put koristi nekoliko koraka i različite enzime kako bi se to postiglo. Proizvodi pentozofosfatnog puta uključuju molekule poznate kao NADPH, koje doniraju elektrone drugim molekulama u redukcijskim reakcijama, i molekule pentoze, koje se koriste kao građevni blokovi za nukleinski materijal.

Pentozofosfatni put se može podijeliti u dvije odvojene faze. Prva faza je nepovratna i uključuje uzimanje elektrona i atoma ugljika iz glukoza-6-fosfata. Ova faza ima dva koraka reakcije. Druga faza je reverzibilna i pretvara proizvod iz prvog koraka u zamjenske molekule šećera.

Put počinje molekulom glukoza-6-fosfata. Ovu molekulu enzim glukoza-6-fosfat dehidrogenaza pretvara u 6-fosfoglukonolakton, pri čemu gubi dva elektrona. Elektroni se koriste za promjenu molekule nikotinamid adenin dinukleotid fosfata (NADP) u njegov reducirani oblik, NADPH, kroz proces koji se naziva oksidacija. U drugom koraku koristi se molekula vode (H2O) koja pomaže u uklanjanju ugljika iz 6-fosfoglukonolaktonskog proizvoda iz prvog koraka. Tijekom ove reakcije, katalizirane enzimom 6-fosfoglukonolakton-dehidrogenazom, oslobađa se molekula ugljičnog dioksida (CO2), a drugi NADP dobiva elektrone i pretvara se u NADPH.

Produkt prve faze pentozofosfatnog puta je ribuloza-5-fosfat. Ova se molekula može promijeniti u nekoliko korisnih tvari u drugoj fazi puta. Ribuloza-5-fosfat se može strukturno promijeniti, bez promjene molekularne težine, u ribozu-5-fosfat, koji se koristi u proizvodnji nukleotida i deoksinukleotida, koji su građevni blokovi genetskog materijala. Ribuloza-5-fosfat se također može pretvoriti u ksiluloza-5-fosfat, koji se također koristi za izradu nukleinskog materijala.

Ove molekule šećera s pet ugljika mogu se dalje koristiti za proizvodnju šećera sa šest ili tri atoma ugljika koji se nazivaju fruktoza-6-fosfat i gliceraldehid-3-fosfat. To se događa ako stanica treba NADPH više nego što joj treba riboza-5-fosfat. Ovi šećeri sa šest i tri ugljika također se mogu koristiti za ponovno proizvodnju glukoze ako stanica to zahtijeva. Put također može funkcionirati obrnuto, pri čemu se šećeri sa šest i tri ugljika pretvaraju u riboza-5-fosfat, ako je potrebno.

Pentozofosfatni put je prilično aktivan u masnom tkivu i crvenim krvnim stanicama sisavaca. Aktivan je u masnom tkivu jer je za razgradnju izvora energije u glukozu neophodna donacija NADPH elektrona, pa se razine NADPH moraju održavati. Krvne stanice sisavaca koriste taj put iz malo drugačijeg razloga. Proizvedeni NADPH zadržava molekulu zvanu glutation u obliku koji pomaže u sprječavanju oksidacije željeza u hemoglobinu. Redukovani oblik hemoglobina je učinkovitiji u vezivanju kisika od oksidiranog oblika.