Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Пентозофосфатний шлях (ПФШ, гексозомонофосфатний шунт, фосфоглюконатний шлях) — метаболічний шлях перетворення глюкози, потрібний для отримання відновних еквівалентів НАДФH, що використовуються у процесах біосинтезу багатьох речовин, зокрема, жирних кислот та холестерину, та , який є важливим попередником в утворенні нуклеотидів. Відбувається в цитоплазмі клітин прокаріот, грибів, рослин та тварин.
У фотосинтезуючих організмів пентозофосфатний шлях має багато спільних ферментів із циклом Кальвіна.
Історія дослідження
Перші свідчення про існування пентозофосфатного шляху отримав Отто Варбург у 1930-х роках. Він вивчав окиснення до і відкрив НАДФ+. Подальші спостереження показали, що клітинне дихання продовжується навіть у присутності високих концентрацій флюоридів, попри те, що ці сполуки інгібують фермент , блокуючи гліколіз. У 1950-х роках , , Фріц Ліпманн та описали пентозофосфатний шлях.
Біологічне значення і локалізація
ПФШ відбувається у цитозолі клітин, він має кілька біологічних функцій. Однією з них є продукування рибозо-5-фосфату, що використовується для синтезу нуклеотидів, які входять до складу РНК та ДНК, а також коферментів, таких, як АТФ, НАД, ФАД, кофермент А. Через це ПФШ активно функціонує у клітинах, що швидко діляться: кісткового мозку, шкіри, слизової оболонки кишківника, а також пухлин.
Інші моносахариди, що утворюються у ПФШ, також можуть використовуватись клітинами, наприклад, у багатьох мікроорганізмів еритрозо-4-фосфат включається в метаболічні шляхи біосинтезу ароматичних амінокислот та вітаміну B6. Рибулозо-5-фосфат може перетворюватись до , який є акцептором вуглекислого газу у процесі фотосинтезу. Бактерії, що ростуть на середовищі, багатому пентозами, використовують пентозофосфатний шлях з метою отримання гексоз, наприклад, глюкози, необхідної для синтезу пептидоглікану.
В багатьох тканинах найбільше значення серед продуктів ПФШ мають не моносахариди, а НАДФН, необхідний у процесах відновного біосинтезу та для подолання шкідливого впливу активних форм кисню. Ферменти цього метаболічного шляху дуже поширені у тканинах, де інтенсивно відбувається (печінка, молочні залози під час лактації, жирова тканина) або холестерину та інших стероїдів (печінка, статеві залози, кора наднирників). Наприклад, було встановлено, що 30 % окиснення глюкози в печінці відбувається за пентозофосфатним шляхом.
ПФШ також активно протікає у клітинах, що постійно перебувають у прямому контакті з киснем: еритроцитах та клітинах рогівки і кришталика. Тут він потрібний для підтримання відновного середовища (високого співвідношення НАДФН/НАДФ+ та відновлений глутатіон/окиснений глутатіон), яке може протидіяти окисному ушкодженню ненасичених жирних кислот (), білків та інших чутливих молекул.
Реакції пентозофосфатного шляху
Загальна реакція пентозофосфатного шляху має такий вигляд:
3 Глюкозо-6-фосфат + 6 НАДФ+ + 3 H2O → 6 НАДФН(H+) + 3 CO2 + 2 + ;
Пентозофосфатний шлях розділяють на дві стадії:
- Окиснювальна, в ході якої глюкозо-6-фосфат дегідрогенізується та декарбоксилюється з утворенням НАДФН та , що ізомеризується до рибозо-5-фосфату;
- Неокиснювальна, в реакціях якої рибулозо-5-фосфат перетворюється до проміжних продуктів гліколізу.
Деякі автори виділяють у пентозофосфатному шляху три етапи, поділяючи неокиснювальну стадію на дві:
- Реакції ізомеризації та епімеризації, в яких рибулозо-5-фосфат перетворюється у рибозо-5-фосфат та ;
- Серія реакцій розщеплення і утворення C-C зв'язків, в результаті яких дві молекули ксилулозо-5-фосфату та молекула рибозо-5-фосфату перетворюються до двох молекул фруктозо-6-фосфату та однієї молекули гліцеральдегід-3-фосфату.
Всі реакції неокиснювальної стадії є оборотними, тому загальний вихід пентозофосфатного шляху дуже різниться в залежності від потреб клітини. Наприклад, коли є необхідність у великій кількості рибозо-5-фосфату, стадія 3 діє у зворотному порядку, тобто продукує цю речовину із фруктозо-6-фосфату та гліцеральдегід-3-фосфату.
Окисні реакції пентозофосфтаного шляху
Перша реакція пентозофосфатного шляху — окиснення глюкозо-6-фосфату до внутрішньомолекулярного естеру 6-фосфоглюконо-δ-лактону, що відбувається внаслідок перенесення на НАДФ+. Каталізує цей процес фермент глюкозо-6-фосфатдегідрогеназа, що сильно інгібується відновленим НАДФН. Фермент високоспецифічний до НАДФ+, константа Міхаеліса для НАД+ приблизно у 1000 раз вища, ніж для НАДФ+.
Наступний крок — гідроліз 6-фосфоглюконо-δ-лактону до 6-фосфоглюконату — каталізується 6-фосфоглюконолактоназою. Продукт цієї реакції далі підлягає окисному декарбоксилюванню за участі ферменту 6-фосфоглюконатдегідрогенази, внаслідок чого утворюється вуглекислий газ та рибулозо-5-фосфат.
Отже, на цій стадії пентозофосфатного шляху на кожну молекулу глюкозо-6-фосфату, що вступає в нього, відновлюються дві молекули НАДФ+.
У деяких тканинах ПФШ закінчується реакцією перетворення рибулозо-5-фосфату до рибозо-5-фосфату і має загальне рівняння:
- Глюкозо-6-фосфат + 2НАДФ+ + H2O → рибозо-5-фосфат + НАДФН(H+) + CO2
Проте часто рибулозо-5-фосфат перетворюється у серії реакцій до проміжних продуктів гліколізу.
Неокиснювальна стадія ПФШ
Утворений у першій стадії пентозофосфатного шляху рибулозо-5-фосфат далі може підлягати дії ферменту фосфопентоізомерази (рибулозо-5-фосфатізомерази), що перетворює його в рибозо-5-фосфат, або фосфопентоепімерази (рибулозо-5-фосфатепімерази), яка здійснює реакцію утворення ксилулозо-5-фосфату. Обидві реакції відбуваються через проміжні сполуки.
Рибозо-5-фосфат необхідний для синтезу нуклеотидів, проте коли у клітині його продукується більше, ніж потрібно, він разом із ксилулозо-5-фосфатом перетворюється у проміжні продукти гліколізу (фруктозо-6-фосфат та гліцеральдегід-3-фосфат). Перетворення трьох C5 моносахаридів до двох C6 та одного C3 відбувається завдяки ферментам транскетолазі та трансальдолазі. Вони мають схожий механізм дії, що полягає в генеруванні стабілізованого карбаніону та його приєднання до електрофільного центру, такого, як альдегідна група.
Транскетолаза каталізує перенесення C2 фрагменту від ксилулозо-5-фосфату до рибозо-5-фосфату, внаслідок чого утворюється гліцеральдегід-3-фосфат та . Як кофактор використовується .
Трансальдолазна реакція полягає в перенесенні C3 фрагменту із седогептулозо-7-фосфату на гліцеральдегід-3-фосфат з утворенням фруктозо-6-фосфату та .
Наступну реакцію знову каталізує транскетолаза, що переносить C2 фрагмент із ще однієї молекули ксилулозо-5-фосфату на еритрозо-4-фосфат. Продуктами є друга молекула фруктозо-6-фосфату та гліцеральдегід-3-фосфат.
Фруктозо-6-фосфат може знову перетворюватись у глюкозо-6-фосфат фосфогексозоізомеразою, гліцеральдегід-3-фосфат також може використовуватись на відновлення глюкозо-6-фосфату, як у глюконеогенезі. В такому випадку одна молекула глюкозо-6-фосфату за 6 циклів пентозофосфатного шляху повністю перетворюється у вуглекислий газ, що супроводжується синтезом 12 молекул відновленого НАДФ. Загальне рівняння процесу матиме такий вигляд:
- Глюкозо-6-фосфат + 12НАДФ+ + 7H2O → 6CO2 + 12НАДФН(H+) + Фн.
Регулювання пентозофосфатного шляху
Глюкозо-6-фосфат може вступати як у гліколіз, так і в пентозофосфатний шлях, його розподіл між цими двома шляхами залежить від концентрації НАДФ+, яка впливає на швидкість першої реакції ПФШ. Дегідрогенізація глюкозо-6-фосфату є незворотною і лімітуючою стадією, вона інгібується низькими концентраціями НАДФ+, потрібного як акцептор електронів. Коли клітина активно використовує НАДФН, рівень НАДФ+ зростає і він активує глюкозо-6-фосфатдегідрогеназу.
Швидкість неокиснювальної стадії ПФШ в основному регулюється доступністю субстратів.
Протікання пентозофосфатного шляху та його зв'язок із гліколізом і глюконеогенозом сильно залежить від потреб клітини в конкретний момент. Можливі чотири ситуації:
| Потреба у рибозо-5-фосфаті значно перевищує потребу в НАДФН | |
|---|---|
 | Відбувається так званий відновний пентозофосфатний шлях. Майже весь глюкозо-6-фосфат вступає у гліколіз, де перетворюється до фруктозо-6-фосфату та гліцеральдегід-3-фосфату, які в реакціях, зворотних до неокиснювальної стадії ПФШ, використовуються для синтезу рибозо-5-фосфату. Було показано, що в ракових клітинах, які швидко діляться, понад 70% de novo синтезу рибози відбувається цим неокисним шляхом. |
| Приблизно однакові потреби у НАДФН та рибозо-5-фосфаті | |
 | Глюкозо-6-фосфат вступає в окисну стадію ПФШ і перетворюється до рибозо-5-фосфату, що супроводжується відновленням двох молекул НАДФ+. |
| Потреба у НАДФН значно більша, ніж у рибозо-5-фосфаті | |
 | Активно працюють окиснювальна і неокиснювальна стадії ПФШ, продукти останньої (фруктозо-6-фосфат та гліцеральдегід-3-фосфат) використовуються для регенерації глюкозо-6-фосфату завдяки ферментам глюконеогенезу. Отже, глюкозо-6-фосфат повністю окиснюється до вуглекислого газу. |
| Велика потреба у НАДФН та АТФ, низька - у рибозо-5-фосфаті | |
 | Фруктозо-6-фосфат та гліцеральдегід-3-фосфат, утворені в неокиснювальній стадії ПФШ, можуть вступати у гліколіз і перетворюватись до пірувату. Корисними продуктами такого шляху є АТФ та НАДФН. |
Нестача ферменту глюкозо-6-фосфатдегідрогенази
Найпоширенішим серед усіх людини є нестача першого ферменту пентозофосфатного шляху — глюкозо-6-фосфатдегідрогенази. Знижений рівень цього ензиму спостерігається у понад 400 мільйонів людей по всьому світу, проте переважно ця аномалія ніяк не проявляється. Клінічні симптоми у формі руйнування еритроцитів, що супроводжується жовтяницею та в деяких випадках нирковою недостатністю, з'являються тільки, коли хвора особа стає об'єктом впливу певних факторів середовища. Наприклад, у 1926 році для лікування малярії був запропонований новий препарат — , більшість пацієнтів переносили його нормально, але в невеликої частини з'являлись загрозливі для життя симптоми, пов'язані з руйнуванням еритроцитів. Через 30 років було з'ясовано, що гемолітична анемія у відповідь на дію памахіну виникала у людей із нестачею глюкозо-6-фосфатдегідрогенази.
Симптоми, схожі до тих, що виникають під впливом протималярійних препаратів, у людей із нестачею глюкозо-6-фосфатдегідрогенази можуть викликатись і вживанням , захворювання, що виникає при цьому, називається фавізм. Відомо, що грецький філософ Піфагор забороняв своїм послідовникам їсти боби.
Протималярійні препарати, такі, як памахін та , пуриновий глікозид віцин із кінських бобів, деякі сульфаніламідні препарати та гербіциди діють за однаковим принципом — викликають оксидативний стрес шляхом збільшення рівня активних форм кисню. Особливо чутливі до такого впливу еритроцити, оскільки в них відсутні мітохондрії, проте в червоних кров'яних тільцях здорової людини згубний ефект активних форм кисню елімінується завдяки відновленому глутатіону. Щоб регенерувати відновлений глутатіон із його окисненої форми, необхідний НАДФН, який утворюється глюкозо-6-фосфатдегідрогеназою в першій реакції пентозофосфатного шляху. В осіб із зниженим рівнем цього ферменту еритроцити не мають ефективного захисту проти оксидативного стресу і тому руйнуються під впливом згаданих речовин.
Оскільки до активних форм кисню дуже чутливим є також і клітини малярійного плазмодія, нестача глюкозо-6-фосфатдегідрогенази також забезпечує стійкість проти одного з видів цього паразита — Plasmodium falciparum. Про це свідчить поширення метаболічного захворювання: воно найбільш розповсюджене у тропічній Африці, на Середньому Сході та у Південносхідній Азії, де спостерігаються найвищі рівні захворювання малярією.
Примітки
- Berg et al, 2007, с. 585.
- Voet et al, 2011, с. 892.
- Губський, 2007, с. 201.
- Berg et al, 2007, с. 577.
- Nelson et al, 2008, с. 558.
- Губський, 2007, с. 206.
- Prescott, 2002, с. 177.
- Губський, 2007.
- Nelson et al, 2008, с. 560.
- Voet et al, 2011, с. 893.
- Voet et al, 2011, с. 894.
- Voet et al, 2011, с. 895.
- Voet et al, 2011, с. 897.
- Berg et al, 2007, с. 583.
- Nelaon et al, 2008, с. 563.
- Berg et al, 2007, с. 584.
- Nelson et al, 2008, с. 559.
- Berg et al, 2007, с. 586.
Джерела
| Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Пентозофосфатний шлях |
- Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L (2007). Biochemistry (вид. 6th). W.H. Freeman and Company. ISBN .
- Nelson D.L., Cox M.M. (2008). Lehninger Principles of Biochemistry (вид. 5th). W. H. Freeman. ISBN .
- Prescott L.M. (2002). Microbiology (вид. 5th). McGraw−Hill. ISBN .
- Voet D., Voet J.G. (2011). Biochemistry (вид. 4th). Wiley. с. 487—496. ISBN .
- Губський Ю.І. (2007). Біологічна хімія. Київ-Вінниця: Нова книга. с. 656. ISBN .
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Pentozofosfatnij shlyah PFSh geksozomonofosfatnij shunt fosfoglyukonatnij shlyah metabolichnij shlyah peretvorennya glyukozi potribnij dlya otrimannya vidnovnih ekvivalentiv NADFH sho vikoristovuyutsya u procesah biosintezu bagatoh rechovin zokrema zhirnih kislot ta holesterinu ta yakij ye vazhlivim poperednikom v utvorenni nukleotidiv Vidbuvayetsya v citoplazmi klitin prokariot gribiv roslin ta tvarin Shema reakcij pentozofosfatnogo shlyahu U fotosintezuyuchih organizmiv pentozofosfatnij shlyah maye bagato spilnih fermentiv iz ciklom Kalvina Istoriya doslidzhennyaPershi svidchennya pro isnuvannya pentozofosfatnogo shlyahu otrimav Otto Varburg u 1930 h rokah Vin vivchav okisnennya do i vidkriv NADF Podalshi sposterezhennya pokazali sho klitinne dihannya prodovzhuyetsya navit u prisutnosti visokih koncentracij flyuoridiv popri te sho ci spoluki ingibuyut ferment blokuyuchi glikoliz U 1950 h rokah Fric Lipmann ta opisali pentozofosfatnij shlyah Biologichne znachennya i lokalizaciyaPFSh vidbuvayetsya u citozoli klitin vin maye kilka biologichnih funkcij Odniyeyu z nih ye produkuvannya ribozo 5 fosfatu sho vikoristovuyetsya dlya sintezu nukleotidiv yaki vhodyat do skladu RNK ta DNK a takozh kofermentiv takih yak ATF NAD FAD koferment A Cherez ce PFSh aktivno funkcionuye u klitinah sho shvidko dilyatsya kistkovogo mozku shkiri slizovoyi obolonki kishkivnika a takozh puhlin Inshi monosaharidi sho utvoryuyutsya u PFSh takozh mozhut vikoristovuvatis klitinami napriklad u bagatoh mikroorganizmiv eritrozo 4 fosfat vklyuchayetsya v metabolichni shlyahi biosintezu aromatichnih aminokislot ta vitaminu B6 Ribulozo 5 fosfat mozhe peretvoryuvatis do yakij ye akceptorom vuglekislogo gazu u procesi fotosintezu Bakteriyi sho rostut na seredovishi bagatomu pentozami vikoristovuyut pentozofosfatnij shlyah z metoyu otrimannya geksoz napriklad glyukozi neobhidnoyi dlya sintezu peptidoglikanu V bagatoh tkaninah najbilshe znachennya sered produktiv PFSh mayut ne monosaharidi a NADFN neobhidnij u procesah vidnovnogo biosintezu ta dlya podolannya shkidlivogo vplivu aktivnih form kisnyu Fermenti cogo metabolichnogo shlyahu duzhe poshireni u tkaninah de intensivno vidbuvayetsya pechinka molochni zalozi pid chas laktaciyi zhirova tkanina abo holesterinu ta inshih steroyidiv pechinka statevi zalozi kora nadnirnikiv Napriklad bulo vstanovleno sho 30 okisnennya glyukozi v pechinci vidbuvayetsya za pentozofosfatnim shlyahom PFSh takozh aktivno protikaye u klitinah sho postijno perebuvayut u pryamomu kontakti z kisnem eritrocitah ta klitinah rogivki i krishtalika Tut vin potribnij dlya pidtrimannya vidnovnogo seredovisha visokogo spivvidnoshennya NADFN NADF ta vidnovlenij glutation okisnenij glutation yake mozhe protidiyati okisnomu ushkodzhennyu nenasichenih zhirnih kislot bilkiv ta inshih chutlivih molekul Reakciyi pentozofosfatnogo shlyahuZagalna reakciya pentozofosfatnogo shlyahu maye takij viglyad 3 Glyukozo 6 fosfat 6 NADF 3 H2O 6 NADFN H 3 CO2 2 Pentozofosfatnij shlyah rozdilyayut na dvi stadiyi Okisnyuvalna v hodi yakoyi glyukozo 6 fosfat degidrogenizuyetsya ta dekarboksilyuyetsya z utvorennyam NADFN ta sho izomerizuyetsya do ribozo 5 fosfatu Neokisnyuvalna v reakciyah yakoyi ribulozo 5 fosfat peretvoryuyetsya do promizhnih produktiv glikolizu Deyaki avtori vidilyayut u pentozofosfatnomu shlyahu tri etapi podilyayuchi neokisnyuvalnu stadiyu na dvi Reakciyi izomerizaciyi ta epimerizaciyi v yakih ribulozo 5 fosfat peretvoryuyetsya u ribozo 5 fosfat ta Seriya reakcij rozsheplennya i utvorennya C C zv yazkiv v rezultati yakih dvi molekuli ksilulozo 5 fosfatu ta molekula ribozo 5 fosfatu peretvoryuyutsya do dvoh molekul fruktozo 6 fosfatu ta odniyeyi molekuli gliceraldegid 3 fosfatu Vsi reakciyi neokisnyuvalnoyi stadiyi ye oborotnimi tomu zagalnij vihid pentozofosfatnogo shlyahu duzhe riznitsya v zalezhnosti vid potreb klitini Napriklad koli ye neobhidnist u velikij kilkosti ribozo 5 fosfatu stadiya 3 diye u zvorotnomu poryadku tobto produkuye cyu rechovinu iz fruktozo 6 fosfatu ta gliceraldegid 3 fosfatu Okisni reakciyi pentozofosftanogo shlyahu Persha reakciya pentozofosfatnogo shlyahu okisnennya glyukozo 6 fosfatu do vnutrishnomolekulyarnogo esteru 6 fosfoglyukono d laktonu sho vidbuvayetsya vnaslidok perenesennya na NADF Katalizuye cej proces ferment glyukozo 6 fosfatdegidrogenaza sho silno ingibuyetsya vidnovlenim NADFN Ferment visokospecifichnij do NADF konstanta Mihaelisa dlya NAD priblizno u 1000 raz visha nizh dlya NADF Nastupnij krok gidroliz 6 fosfoglyukono d laktonu do 6 fosfoglyukonatu katalizuyetsya 6 fosfoglyukonolaktonazoyu Produkt ciyeyi reakciyi dali pidlyagaye okisnomu dekarboksilyuvannyu za uchasti fermentu 6 fosfoglyukonatdegidrogenazi vnaslidok chogo utvoryuyetsya vuglekislij gaz ta ribulozo 5 fosfat Otzhe na cij stadiyi pentozofosfatnogo shlyahu na kozhnu molekulu glyukozo 6 fosfatu sho vstupaye v nogo vidnovlyuyutsya dvi molekuli NADF U deyakih tkaninah PFSh zakinchuyetsya reakciyeyu peretvorennya ribulozo 5 fosfatu do ribozo 5 fosfatu i maye zagalne rivnyannya Glyukozo 6 fosfat 2NADF H2O ribozo 5 fosfat NADFN H CO2 Prote chasto ribulozo 5 fosfat peretvoryuyetsya u seriyi reakcij do promizhnih produktiv glikolizu Neokisnyuvalna stadiya PFSh Utvorenij u pershij stadiyi pentozofosfatnogo shlyahu ribulozo 5 fosfat dali mozhe pidlyagati diyi fermentu fosfopentoizomerazi ribulozo 5 fosfatizomerazi sho peretvoryuye jogo v ribozo 5 fosfat abo fosfopentoepimerazi ribulozo 5 fosfatepimerazi yaka zdijsnyuye reakciyu utvorennya ksilulozo 5 fosfatu Obidvi reakciyi vidbuvayutsya cherez promizhni spoluki Ribozo 5 fosfat neobhidnij dlya sintezu nukleotidiv prote koli u klitini jogo produkuyetsya bilshe nizh potribno vin razom iz ksilulozo 5 fosfatom peretvoryuyetsya u promizhni produkti glikolizu fruktozo 6 fosfat ta gliceraldegid 3 fosfat Peretvorennya troh C5 monosaharidiv do dvoh C6 ta odnogo C3 vidbuvayetsya zavdyaki fermentam transketolazi ta transaldolazi Voni mayut shozhij mehanizm diyi sho polyagaye v generuvanni stabilizovanogo karbanionu ta jogo priyednannya do elektrofilnogo centru takogo yak aldegidna grupa Transketolaza katalizuye perenesennya C2 fragmentu vid ksilulozo 5 fosfatu do ribozo 5 fosfatu vnaslidok chogo utvoryuyetsya gliceraldegid 3 fosfat ta Yak kofaktor vikoristovuyetsya Transaldolazna reakciya polyagaye v perenesenni C3 fragmentu iz sedogeptulozo 7 fosfatu na gliceraldegid 3 fosfat z utvorennyam fruktozo 6 fosfatu ta Nastupnu reakciyu znovu katalizuye transketolaza sho perenosit C2 fragment iz she odniyeyi molekuli ksilulozo 5 fosfatu na eritrozo 4 fosfat Produktami ye druga molekula fruktozo 6 fosfatu ta gliceraldegid 3 fosfat Fruktozo 6 fosfat mozhe znovu peretvoryuvatis u glyukozo 6 fosfat fosfogeksozoizomerazoyu gliceraldegid 3 fosfat takozh mozhe vikoristovuvatis na vidnovlennya glyukozo 6 fosfatu yak u glyukoneogenezi V takomu vipadku odna molekula glyukozo 6 fosfatu za 6 cikliv pentozofosfatnogo shlyahu povnistyu peretvoryuyetsya u vuglekislij gaz sho suprovodzhuyetsya sintezom 12 molekul vidnovlenogo NADF Zagalne rivnyannya procesu matime takij viglyad Glyukozo 6 fosfat 12NADF 7H2O 6CO2 12NADFN H Fn Regulyuvannya pentozofosfatnogo shlyahuGlyukozo 6 fosfat mozhe vstupati yak u glikoliz tak i v pentozofosfatnij shlyah jogo rozpodil mizh cimi dvoma shlyahami zalezhit vid koncentraciyi NADF yaka vplivaye na shvidkist pershoyi reakciyi PFSh Degidrogenizaciya glyukozo 6 fosfatu ye nezvorotnoyu i limituyuchoyu stadiyeyu vona ingibuyetsya nizkimi koncentraciyami NADF potribnogo yak akceptor elektroniv Koli klitina aktivno vikoristovuye NADFN riven NADF zrostaye i vin aktivuye glyukozo 6 fosfatdegidrogenazu Shvidkist neokisnyuvalnoyi stadiyi PFSh v osnovnomu regulyuyetsya dostupnistyu substrativ Protikannya pentozofosfatnogo shlyahu ta jogo zv yazok iz glikolizom i glyukoneogenozom silno zalezhit vid potreb klitini v konkretnij moment Mozhlivi chotiri situaciyi Potreba u ribozo 5 fosfati znachno perevishuye potrebu v NADFN Vidbuvayetsya tak zvanij vidnovnij pentozofosfatnij shlyah Majzhe ves glyukozo 6 fosfat vstupaye u glikoliz de peretvoryuyetsya do fruktozo 6 fosfatu ta gliceraldegid 3 fosfatu yaki v reakciyah zvorotnih do neokisnyuvalnoyi stadiyi PFSh vikoristovuyutsya dlya sintezu ribozo 5 fosfatu Bulo pokazano sho v rakovih klitinah yaki shvidko dilyatsya ponad 70 de novo sintezu ribozi vidbuvayetsya cim neokisnim shlyahom Priblizno odnakovi potrebi u NADFN ta ribozo 5 fosfati Glyukozo 6 fosfat vstupaye v okisnu stadiyu PFSh i peretvoryuyetsya do ribozo 5 fosfatu sho suprovodzhuyetsya vidnovlennyam dvoh molekul NADF Potreba u NADFN znachno bilsha nizh u ribozo 5 fosfati Aktivno pracyuyut okisnyuvalna i neokisnyuvalna stadiyi PFSh produkti ostannoyi fruktozo 6 fosfat ta gliceraldegid 3 fosfat vikoristovuyutsya dlya regeneraciyi glyukozo 6 fosfatu zavdyaki fermentam glyukoneogenezu Otzhe glyukozo 6 fosfat povnistyu okisnyuyetsya do vuglekislogo gazu Velika potreba u NADFN ta ATF nizka u ribozo 5 fosfati Fruktozo 6 fosfat ta gliceraldegid 3 fosfat utvoreni v neokisnyuvalnij stadiyi PFSh mozhut vstupati u glikoliz i peretvoryuvatis do piruvatu Korisnimi produktami takogo shlyahu ye ATF ta NADFN Nestacha fermentu glyukozo 6 fosfatdegidrogenaziDokladnishe Najposhirenishim sered usih lyudini ye nestacha pershogo fermentu pentozofosfatnogo shlyahu glyukozo 6 fosfatdegidrogenazi Znizhenij riven cogo enzimu sposterigayetsya u ponad 400 miljoniv lyudej po vsomu svitu prote perevazhno cya anomaliya niyak ne proyavlyayetsya Klinichni simptomi u formi rujnuvannya eritrocitiv sho suprovodzhuyetsya zhovtyaniceyu ta v deyakih vipadkah nirkovoyu nedostatnistyu z yavlyayutsya tilki koli hvora osoba staye ob yektom vplivu pevnih faktoriv seredovisha Napriklad u 1926 roci dlya likuvannya malyariyi buv zaproponovanij novij preparat bilshist paciyentiv perenosili jogo normalno ale v nevelikoyi chastini z yavlyalis zagrozlivi dlya zhittya simptomi pov yazani z rujnuvannyam eritrocitiv Cherez 30 rokiv bulo z yasovano sho gemolitichna anemiya u vidpovid na diyu pamahinu vinikala u lyudej iz nestacheyu glyukozo 6 fosfatdegidrogenazi Simptomi shozhi do tih sho vinikayut pid vplivom protimalyarijnih preparativ u lyudej iz nestacheyu glyukozo 6 fosfatdegidrogenazi mozhut viklikatis i vzhivannyam zahvoryuvannya sho vinikaye pri comu nazivayetsya favizm Vidomo sho greckij filosof Pifagor zaboronyav svoyim poslidovnikam yisti bobi Protimalyarijni preparati taki yak pamahin ta purinovij glikozid vicin iz kinskih bobiv deyaki sulfanilamidni preparati ta gerbicidi diyut za odnakovim principom viklikayut oksidativnij stres shlyahom zbilshennya rivnya aktivnih form kisnyu Osoblivo chutlivi do takogo vplivu eritrociti oskilki v nih vidsutni mitohondriyi prote v chervonih krov yanih tilcyah zdorovoyi lyudini zgubnij efekt aktivnih form kisnyu eliminuyetsya zavdyaki vidnovlenomu glutationu Shob regeneruvati vidnovlenij glutation iz jogo okisnenoyi formi neobhidnij NADFN yakij utvoryuyetsya glyukozo 6 fosfatdegidrogenazoyu v pershij reakciyi pentozofosfatnogo shlyahu V osib iz znizhenim rivnem cogo fermentu eritrociti ne mayut efektivnogo zahistu proti oksidativnogo stresu i tomu rujnuyutsya pid vplivom zgadanih rechovin Oskilki do aktivnih form kisnyu duzhe chutlivim ye takozh i klitini malyarijnogo plazmodiya nestacha glyukozo 6 fosfatdegidrogenazi takozh zabezpechuye stijkist proti odnogo z vidiv cogo parazita Plasmodium falciparum Pro ce svidchit poshirennya metabolichnogo zahvoryuvannya vono najbilsh rozpovsyudzhene u tropichnij Africi na Serednomu Shodi ta u Pivdennoshidnij Aziyi de sposterigayutsya najvishi rivni zahvoryuvannya malyariyeyu PrimitkiBerg et al 2007 s 585 Voet et al 2011 s 892 Gubskij 2007 s 201 Berg et al 2007 s 577 Nelson et al 2008 s 558 Gubskij 2007 s 206 Prescott 2002 s 177 Gubskij 2007 Nelson et al 2008 s 560 Voet et al 2011 s 893 Voet et al 2011 s 894 Voet et al 2011 s 895 Voet et al 2011 s 897 Berg et al 2007 s 583 Nelaon et al 2008 s 563 Berg et al 2007 s 584 Nelson et al 2008 s 559 Berg et al 2007 s 586 DzherelaVikishovishe maye multimedijni dani za temoyu Pentozofosfatnij shlyah Berg JM Tymoczko JL Stryer L 2007 Biochemistry vid 6th W H Freeman and Company ISBN 0 7167 8724 5 Nelson D L Cox M M 2008 Lehninger Principles of Biochemistry vid 5th W H Freeman ISBN 978 0 7167 7108 1 Prescott L M 2002 Microbiology vid 5th McGraw Hill ISBN 0 07 282905 2 Voet D Voet J G 2011 Biochemistry vid 4th Wiley s 487 496 ISBN 978 0470 57095 1 Gubskij Yu I 2007 Biologichna himiya Kiyiv Vinnicya Nova kniga s 656 ISBN 978 966 382 017 0