1. Lehninger Principles of Biochemistry Pentose Phosphate Pathway
David L. Nelson and Michael M. Cox
Lehninger Principles of Biochemistry
Fourth Edition
Chapter 14:
Glycolysis, Gluconeogenesis, and the
Pentose Phosphate Pathway
Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company

2. Hvert er hlutverk þess og hvar gerist það?
Hvað er pentósaferli?
Hvert er hlutverk þess og hvar gerist það?
Glúkósi er oxaður, NADPH og pentósafosfat myndast –
ferlið er ekki orkugæft
Ferlið leggur til NADPH til afoxandi efnasmíðar,
t. d. fitusýrusmíðar, kólesterólsmíðar og
umbreytinga lyfja og aðskotaefna
NADPH er einnig notað til oxunarvarna,
m. a. með því að viðhalda glútaþíóni á afoxuðu formi
Ferlið leggur til ríbósa til smíðar á kjarnsýrum og kóensímum

3. Hvar gerist pentósaferli?
Ferlið gerist í frymi
Ferlið er mjög virkt í fituvef og lifur
Ferlið er einnig virkt í rauðum blóðfrumum og í auga,
en oxunarskrefin eru lítt virk í vöðva

4. Hvernig gerist pentósaferli?
Skipta má pentósaferli í tvennt:
oxunarskref og uppstokkunarskref
Öll millistigsefni ferlisins eru einsykrufosföt

6. Oxunarskref pentósaferlis
Oxunarskrefin eru þrjú, en heildarjafna þeirra er:
G-6-P NADP+ + H2O →
pentósa-P + 2 NADPH + H+ + CO2
Fyrsta ensímið er glúkósa-6-fosfatdehýdrógenasi

11. Uppstokkunarskref pentósaferlis
Millistigsefni í uppstokkunarskrefum eru sykrufosföt
með 3, 4, 5, 6 og 7 kolefnisatóm
Heildarjöfnu uppstokkunarskrefa má lýsa svo:
6 pentósa-P ↔ 5 hexósa-P

12. Hvernig gerast uppstokkunarskrefin?
Ketósafosfat hvarfast við aldósafosfat
Ketósafosföt styttast, aldósafosföt lengjast
Ensímið transketólasi flytur 2ja C-einingu
Ensímið transaldólasi flytur 3ja C-einingu
Önnur nauðsynleg ensím
eru úr glýkólýsu og nýmyndun glúkósa
Einnig ísómerasar (aldósi ↔ ketósi)
og epimerasar (aldósi ↔ aldósi, ketósi ↔ ketósi)

16. Ísómerasar í pentósaferli
Hvarfagangur ísómerasa er sami
og þegar glúkósa-6-fosfat
hvarfast í frúktósa-6-fosfat
og þegar díhýdróxýasetónfosfat
hvarfast í glýseraldehýð-3-fosfat í glýkólýsuferli
En-díól er millistigsefni í öllum tilvikum

17. Smáatriði eða stóru línurnar?
Ekki er þörf á formúlukunnáttu
til að lýsa uppstokkunarskrefum
eða skilja þau

27. Hve mikill hluti glúkósa
fer eftir oxunarskrefum pentósaferlis?
Ísótópatilraunir sýna hvort glúkósi
fer eftir glýkólýsu eða pentósaferli
Pentósaferli: C-1 á glúkósa losnar sem CO2
Glýkólýsa: C-1 og C-6 eru jafngild
Nokkuð erfitt er að túlka slíkar ísótópatilraunir
Oxunarskrefin eru lítt virk í vöðva,
en uppstokkunarskrefin gerast þar
Um 30-50% glúkósa í fituvef og lifur
eru talin ganga inn í oxunarskref pentósaferlis

28. Glúkósa-6-fosfatdehýdrógenasaskortur
Þetta ensím erfist kynbundið í rauðum blóðfrumum,
en á öðrum litningi í öðrum vefjum
Skert virkni á þessu ensími er nokkuð algeng
meðal karlmanna af afrískum uppruna,
en einnig í körlum frá Miðjarðarhafslöndum
Yfirleitt eru þeir einkennalitlir, en þola illa mörg lyf,
einkum lyf við malaríu, en einnig súlfalyf
Afleiðingar eru rauðkornarof (haemolysis), blóðleysi og gula

29. Glúkósa-6-fosfatdehýdrógenasaskortur 2
Mörg lyf afoxast af völdum glútaþíóns
Ef virkni ensímsins minnkar,
skerðast oxunarvarnir rauðu blóðfrumunnar
Þetta leiðir til oxunarálags á frumurnar og þeim er eytt
Talið er að malaríusníkillinn
reiði sig á glútaþíónframleiðslu í rauðum blóðfrumum
Skert glútaþíónframleiðsla minnkar lífsmöguleika sníkilsins
Þeir sem hafa skerta virkni þessa ensíms,
eru taldir hafa meiri vörn gegn malaríu

31. Stýring pentósaferlis
Oxunarskrefin í heild eru ógagnhverf
vegna dekarboxýleringar.
Uppstokkunarskrefin eru í heild gagnhverf,
þ. e. sex pentósar geta breyst í fimm hexósa
og fimm hexósar geta breyst í sex pentósa.
Upphafsskref oxunarskrefa er stýriskref þeirra
Uppstokkunarskrefum er stýrt af framboði og eftirspurn

32. Pentósaferli

33. Sykruflæði í pentósaferli fer eftir þörfum
fyrir NADPH, ríbósa-5-fosfat og ATP
Það fer eftir þörfum líffæra og vefja fyrir NADPH
afoxandi efnasmíð: fitusýrusmíð, kólesterólsmíð,
oxunarvarnir: viðhald afoxaðs glútaþíóns
og ríbósafosfat (til kjarnsýru- og kóensímasmíðar),
í hvaða átt sykruflæðið er.
Jöfnurnar eru ekki til að læra þær,
frekar til að átta sig á því sem er að gerast.

34. •1. Jafnmikil þörf er á ríbósa-5-fosfati og NADPH
Heildarjafnan er:
Glúkósa-6-fosfat + 2 NADP+ + H2O →
ríbósa-5-fosfat NADPH + 2 H+ + CO2
Oxunarskref eru notuð til þess að framleiða
NADPH og ríbúlósa-5-fosfat
Pentósafosfatið sem myndast í oxunarskrefunum er
ríbúlósa-5-fosfat
Það ísómeriserast í ríbósa-5-fosfat
í einu skrefa uppstokkunarferlisins

35. Uppstokkunarskref koma ekki við sögu að öðru leyti
Þetta gerist t. d. í lifur, þar sem er próteinsmíð,
fitusýrusmíð og þörf á oxunarvörnum
Lifrin notar einnig NADPH til hýdoxýleringa
lyfja og aðskotaefna í sýtókróm P-450 kerfinu

36. •2. Meiri þörf er á ríbósa-5-fosfati en NADPH
Heildarjafnan er:
5 glúkósa-6-fosfat + ATP →
6 ríbósa-5-fosfat + ADP + H+

37. Uppstokkunarskref eru notuð til þess að breyta
frúktósa-6-fosfati og glýseraldehýð-3-fosfati,
sem eru tekin úr glýkólýsuferli, í ríbósa-5-fosfat
Oxunarskref koma ekki við sögu
Þetta gerist t. d. í vöðva þar sem mikil próteinsmíð fer fram

38. •3. Miklu meiri þörf er fyrir NADPH en ríbósa-5-fosfat
Glúkósa-6-fosfat fulloxast í koldíoxíð í ferlinu
Heildarjafnan er:
Glúkósa-6-fosfat NADP H2O →
6 CO NADPH + 12 H+ + Pi

39. Oxunarskref eru notuð til þess að
framleiða NADPH og ríbúlósa-5-fosfat
Uppstokkunarskref eru notuð til þess að
breyta öllu ríbósa-5-fosfati í glúkósa-6-fosfat
Þetta gerist t. d. í fituvef
sem notar NADPH til afoxandi efnasmíðar
og í hornhimnu augans
sem notar NADPH til oxunarvarna

40. •4. Miklu meiri þörf er fyrir NADPH en ríbósa-5-fosfat
Einnig er þörf á ATP
Glúkósa-6-fosfat hvarfast í pýrúvat
Heildarjafnan er:
3 glúkósa-6-fosfat NADP NAD Pi ADP →
5 pýrúvat + 3 CO NADPH + 5 NADH + 8 ATP + 2 H2O + 8H+

41. Oxunarskref eru notuð til þess að framleiða
NADPH og ríbúlósa-5-fosfat
Uppstokkunarskref eru notuð til þess að breyta ríbósa-5-fosfati
í frúktósa-6-fosfat og glýseraldehýð-3-fosfat,
sem ganga inn í glýkólýsuferli
Pýrúvat og NADH má nota til meiri ATP myndunar,
eða afoxa pýrúvatið í laktat með NADH
Þetta gerist t. d. í rauðum blóðfrumum og augasteini,
þar sem er þörf á orku og oxunarvörnum