Pentosefosfaatcyclus

Pentose phosphate pathway

Hexose-monofosfaat-shunt

 

welkom op de homepage van Benno Beukema

 

 

Pentosefosfaatcyclus:

 

 

pentosefosfaatcyclus

 

Het doel van deze cyclus is:

  • De productie van NADPH; NADPH is nodig bij de opbouw van vele stoffen in de biosynthese
     
  • De productie van ribose-5-fosfaat voor de biosynthese van DNA, RNA, ATP, NAD+, FAD, CoA, etc.
     

De cyclus vindt plaats:

  • in het cytosol
     
  • De reacties van de vetzuur biosynthese en de steroiden biosynthese gebruiken grote hoeveelheden NADPH en als gevolg daarvan bevatten vooral vetweefsel,  lever, testikels en dergelijke veel enzymen van de pentosefosfaatcyclus.  Feitelijk gebeurt 30% van de oxidatie van glucose in de levercellen via de pentosefosfaatcyclus. In erytrocyten worden de reacties van de pentosefosfaatcyclus gebruikt om grote hoeveelheden NADPH te genereren voor de reductie van glutathion.

 

De cyclus bevat 2 delen:

  1. Een oxidatief deel voor de productie van NADPH en en ribulose-5-fosfaat.

    ► In dit deel zijn de reacties onomkeerbaar.
     
  2. Een niet-oxidatief deel voor de productie van pentose-suikers voor de biosynthese van nucleotiden en nucleïnezuren

    ► In dit deel zijn de reacties omkeerbaar.

 

Welk deel van de cyclus gebruikt wordt, hangt af van de vraag naar NADPH en ribose-5-fosfaat.

  • Wanneer er meer ribose-5-fosfaat nodig is dan NADPH, dan wordt het niet-oxidatieve deel gebruikt vanaf de glycolyse tot R-5-P.
    5 glucose-6-fosfaat + ATP => 6 ribose-5-fosfaat + ADP + H+ 
     
  • Wanneer er vraag naar beide is; dan wordt het oxidatieve deel gebruikt van G-6-P tot R-5-P waarbij 2 NADPH wordt gegenereerd.
     
  • Wanneer er meer NADPH nodig is dan R-5-P; dan wordt het oxidatieve deel gebruikt om NADPH te maken waarbij de overmaat aan R-5-P teruggebracht wordt naar F-6-P en GA-3-P via het niet-oxidatieve deel. Deze tussenproducten kunnen dan:

    ► via de gluconeogenese omgezet worden tot glucose-6-fosfaat, of

    ► wanneer er ATP nodig is, omgezet worden tot pyruvaat via de glycolyse en de citroenzuurcyclus

    Glucose-6-fosfaat + 12NADP+ + 7H2O => 6CO2 + 12 NADPH + 12H+ + Pi

 

Het oxidatieve deel van de pentosefosfaatcyclus:

 

 

  1. Glucose-6-phosphate 1-dehydrogenase

    ExPASy: EC 1.1.1.49

    Synoniemen voor dit enzym: G6PD

    D-glucose 6-phosphate +  NADP+  <=> D-glucono-1,5-lactone 6-phosphate  +  NADPH

    C6H13O9P +  C21H29N7O17P3  <=>  C6H11O9P +  C21H30N7O17P3 + H+

    Human genetic disease: G6PD deficiency

    OMIM: 305900

    OMIM: Clinical Synopsis

    Extra informatie: Glucose-6-fosfaat dehydrogenase deficiëntie of G6PD deficiëntie



     
  2. 6-phosphogluconolactonase

    ExPASy: EC 3.1.1.31

    Synoniemen voor dit enzym: geen alternatieve naam

    6-phospho-D-glucono-1,5-lactone + H2O <=> 6-phospho-D-gluconate

    C6H11O9P + H2O <=> C6H13O10P 


     
  3. Phosphogluconate dehydrogenase (decarboxylating).

    ExPASy: EC 1.1.1.44

    Synoniemen voor dit enzym: Phosphogluconic acid dehydrogenase,  6-phosphogluconic dehydrogenase,  6-phosphogluconic carboxylase,  6PGD

    6-phospho-D-gluconate +  NADP+  <=>  D-ribulose 5-phosphate +  CO2 +  NADPH

    C6H13O10P + C21H29N7O17P3  <=> C5H11O8P  + CO2 + C21H30N7O17P3

    Human genetic disease: 6-phosphogluconate dehydrogenase deficiency

    OMIM: 172200

    OMIM: Clinical Synopsis


     
  4. Overall reactie in het  oxidatieve deel:

    Glucose-6-fosfaat + 2NADP+ + H2O => ribulose-5-fosfaat + 2NADPH + 2H+  + CO2

    C6H13O9P + 2C21H29N7O17P3  + H2O  =>  C5H11O8P + 2C21H30N7O17P3  + 2H+ + CO2
     

 

Het niet-oxidatieve deel van de pentosefosfaatcyclus:

 

 

  1. Ribose 5-phosphate epimerase

    Synoniemen voor dit enzym: Phosphopentoseisomerase;  Phosphoriboisomerase;  Ribose 5-phosphate isomerase;  Ribose phosphate isomerase;  D-ribose-5-phosphate ketol-isomerase; 
    5-phosphoribose isomerase

    ExPASy: EC 5.3.1.6

    D-ribose 5-phosphate <=> D-ribulose 5-phosphate

    C5H11O8P <=>   C5H11O8P


     
  2. Ribulose-phosphate 3-epimerase

    Synoniemen voor dit enzym:  Phosphoribulose epimerase;  Erythrose-4-phosphate epimerase.
    Pentose-5-phosphate 3-epimerase;  D-ribulose phosphate-3-epimerase; 
    D-ribulose-5-phosphate epimerase;  Xylulose phosphate 3-epimerase; 
    D-xylulose-5-phosphate 3-epimerase

    ExPASy: EC 5.1.3.1

    D-ribulose 5-phosphate <=> D-xylulose 5-phosphate

    C5H11O8P <=>   C5H11O8P


     
  3. Transketolase

    Synoniemen voor dit enzym: Glycoaldehyde transferase

    ExPASy: EC 2.2.1.1

    D-ribose 5-phosphate +  D-xylulose 5-phosphate <=> Sedoheptulose 7-phosphate + 

    D-glyceraldehyde 3-phosphate

    C5H11O8P + C5H11O8P <=> C7H15O10P + C3H7O6P 

    Human genetic disease: Wernicke-Korsakoff syndrome

    OMIM: 277730

    OMIM: Clinical Synopsis



     
  4. Transaldolase

    Synoniemen voor dit enzym: Dihydroxyacetone transferase;  Glycerone transferase

    ExPASy: EC 2.2.1.2

    Sedoheptulose 7-phosphate +  D-glyceraldehyde 3-phosphate <=> D-erythrose 4-phosphate + 

    D-fructose 6-phosphate

    C7H15O10P + C3H7O6P <=> C4H9O7P + C6H13O9P

    Human genetic disease: Transaldolase deficiency

    OMIM: 606003



     
  5. Transketolase

    Synoniemen voor dit enzym: Glycoaldehyde transferase

    ExPASy: EC 2.2.1.1

    D-xylulose 5-phosphate +  D-erythrose 4-phosphate <=> glyceraldehyde 3-phosphate + fructose 6-phosphate
    C5H11O8P + C4H9O7P <=> C3H7O6P + C6H13O9P

    Human genetic disease: Wernicke-Korsakoff syndrome

    OMIM: 277730

    OMIM: Clinical Synopsis



     
  6. Overall reactie in het  niet-oxidatieve deel:

    2 xylulose-5-fosfaat + ribose-5-fosfaat => 2fructose-6-fosfaat + glyceraldehyde-3-fosfaat

    2C5H11O8P + C5H11O8P =>  2C6H13O9P + C3H7O6P
     

 


 

 

Terug naar hoofdmenu Hoofdmenu

 


 

Anti-Spam Knop. Schrijf het e-mail adres op, voordat u op de knop drukt