ペントースリン酸経路とは？

ペントースリン酸経路は、細胞がグルコースのタイプを他の分子に変換するために使用する一連のイベントです。 経路は、いくつかのステップと異なる酵素を使用してこれを達成します。 ペントースリン酸経路の生成物には、還元反応で他の分子に電子を供与する一般にNADPHとして知られる分子、および核酸物質の構成要素として使用されるペントース分子が含まれます。

ペントースリン酸経路は、2つの別々の段階に分けることができます。 最初の段階は不可逆的で、グルコース-6-リン酸から電子と炭素原子を取ります。 このフェーズには2つの反応ステップがあります。 第二段階は可逆的であり、第一段階の産物を代替糖分子に変換します。

経路はグルコース-6-リン酸分子で始まります。 この分子は、グルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼ酵素によって6-ホスホグルコノラクトンに変換され、その過程で2つの電子を失います。 電子は、酸化と呼ばれるプロセスを介して、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（NADP）の分子を還元型NADPHに変化させるために使用されます。 2番目のステップでは、水（H ₂ O）分子を使用して、最初のステップの6-ホスホグルコノラクトン生成物から炭素を除去します。 酵素6-ホスホグルコノラクトン-デヒドロゲナーゼによって触媒されるこの反応中に、二酸化炭素（CO ₂ ）分子が放出され、別のNADPが電子を獲得してNADPHに変換されます。

ペントースリン酸経路の第一相の産物は、リブロース-5-リン酸です。 この分子は、経路の第二段階でいくつかの有用な物質に変化する可能性があります。 リブロース-5-リン酸は、分子量を変えることなく構造的に変化させることができ、リボース-5-リン酸は、遺伝物質の構成要素であるヌクレオチドおよびデオキシヌクレオチドの作成に使用されます。 リブロース-5-リン酸は、キシルロース-5-リン酸に変換することもできます。キシルロース-5-リン酸は、核酸材料の作成にも使用されます。

これらの5炭素糖分子は、フルクトース-6-リン酸およびグリセルアルデヒド-3-リン酸と呼ばれる6または3個の炭素原子を持つ糖を生成するためにさらに使用できます。 これは、細胞がリボース-5-リン酸を必要とするよりもNADPHを必要とする場合に発生します。 これらの6炭素および3炭素の糖は、細胞が必要とする場合に再びグルコースを生成するためにも使用できます。 必要に応じて、6糖と3炭素の糖がリボース-5-リン酸に変換され、この経路は逆に動作することもできます。

ペントースリン酸経路は、脂肪組織と哺乳類の赤血球で非常に活発です。 エネルギー源をグルコースに分解するには、NADPHの電子供与が必要であるため、脂肪組織で活性であるため、NADPHレベルを維持する必要があります。 哺乳類の血液細胞は、わずかに異なる理由で経路を使用します。 生成されたNADPHは、ヘモグロビン鉄の酸化を防ぐのに役立つ形でグルタチオンと呼ばれる分子を保持します。 ヘモグロビンの還元型は、酸化型よりも酸素の結合に効果的です。