Was ist der Pentosephosphatweg?
Der Pentosephosphatweg ist eine Folge von Ereignissen, die eine Zelle verwendet, um eine Art von Glucose in andere Moleküle umzuwandeln. Der Weg verwendet mehrere Schritte und verschiedene Enzyme, um dies zu erreichen. Die Produkte des Pentosephosphatweges umfassen Moleküle, die allgemein als NADPH bekannt sind und bei Reduktionsreaktionen Elektronen an andere Moleküle abgeben, und Pentosemoleküle, die als Bausteine für Nukleinsäurematerial verwendet werden.
Der Pentosephosphatweg kann in zwei getrennte Phasen unterteilt werden. Die erste Phase ist irreversibel und beinhaltet die Entnahme von Elektronen und eines Kohlenstoffatoms aus Glucose-6-phosphat. Diese Phase hat zwei Reaktionsschritte. Die zweite Phase ist reversibel und wandelt das Produkt des ersten Schritts in alternative Zuckermoleküle um.
Der Weg beginnt mit einem Glucose-6-Phosphat-Molekül. Dieses Molekül wird durch das Enzym Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase in 6-Phosphogluconolacton umgewandelt, wobei zwei Elektronen verloren gehen. Die Elektronen werden verwendet, um ein Molekül von Nikotinamidadenindinukleotidphosphat (NADP) durch einen als Oxidation bezeichneten Prozess in seine reduzierte Form, NADPH, umzuwandeln. In der zweiten Stufe wird ein Wasser (H 2 O) -Molekül verwendet, um einen Kohlenstoff aus dem 6-Phosphogluconolacton-Produkt der ersten Stufe zu entfernen. Während dieser Reaktion, die durch das Enzym 6-Phosphogluconolacton-Dehydrogenase katalysiert wird, wird ein Kohlendioxid (CO 2 ) -Molekül freigesetzt und ein anderes NADP gewinnt Elektronen und wird in NADPH umgewandelt.
Das Produkt der ersten Phase des Pentosephosphatweges ist Ribulose-5-phosphat. Dieses Molekül kann in der zweiten Phase des Stoffwechselwegs in mehrere nützliche Substanzen umgewandelt werden. Das Ribulose-5-phosphat kann strukturell ohne Änderung des Molekulargewichts in Ribose-5-phosphat umgewandelt werden, das zur Herstellung von Nukleotiden und Desoxynukleotiden verwendet wird, die die Bausteine des genetischen Materials darstellen. Ribulose-5-phosphat kann auch in Xylulose-5-phosphat umgewandelt werden, das auch zur Herstellung von Nukleinsäurematerial verwendet wird.
Diese Zuckermoleküle mit fünf Kohlenstoffatomen können ferner zur Herstellung von Zuckern mit sechs oder drei Kohlenstoffatomen verwendet werden, die als Fructose-6-phosphat und Glycerinaldehyd-3-phosphat bezeichnet werden. Dies tritt auf, wenn die Zelle mehr NADPH benötigt als Ribose-5-phosphat. Diese Zucker mit sechs und drei Kohlenstoffatomen können auch zur erneuten Herstellung von Glucose verwendet werden, wenn die Zelle dies benötigt. Der Weg kann auch umgekehrt verlaufen, wobei die Zucker mit sechs und drei Kohlenstoffatomen bei Bedarf in Ribose-5-phosphat umgewandelt werden.
Der Pentosephosphatweg ist in Fettgewebe und roten Blutkörperchen von Säugetieren ziemlich aktiv. Es ist im Fettgewebe aktiv, da zum Aufspalten von Energiequellen in Glukose eine NADPH-Elektronendonation erforderlich ist, sodass die NADPH-Spiegel aufrechterhalten werden müssen. Säugetierblutzellen nutzen den Weg aus einem etwas anderen Grund. Das produzierte NADPH hält ein Molekül namens Glutathion in einer Form, die die Oxidation von Hämoglobineisen verhindert. Die reduzierte Form von Hämoglobin bindet Sauerstoff wirksamer als die oxidierte Form.