Via das pentoses-fosfato

Via das pentoses-fosfato; Rui FontesEquação 11 6 glicose-6-P +12 NADP + + 6 H 2 O → 6 ribulose-5-P +12 NADPH + 6 CO 2Equação 12 6 ribulose-5-P ↔ 4 frutose-6-P + 2 gliceraldeído-3-PEquação 13 1 gliceraldeído-3-P ↔ 1 dihidroxiacetona-PEquação 14 1 gliceraldeído-3-P + 1 dihidroxiacetona-P ↔ frutose-1,6-bisfosfatoEquação 15 frutose-1,6-bisfosfato + H 2 O → frutose-6-P + PiEquação 16 5 frutose-6-P ↔ 5 glicose-6-PEquação 17Somatório: glicose-6-P +12 NADP + +7 H 2 O → 6 CO 2 +12 NADPH + PiEmbora as condições metabólicas em que a via das pentoses-fosfato está mais ativa (glicemia elevada,insulina elevada e glicagina baixa) levem, no fígado, à inibição da enzima responsável pela reação 15 (afosfátase da frutose-1,6-bisfosfato hepática; uma enzima da gliconeogénese) a velocidade dos processoscuja soma permite escrever a Equação 17 não é nula em nenhuma circunstância. A Equação 17 mostraque, quando 6 moléculas de glicose-6-fosfato são oxidadas na via das pentoses-fosfato (ver Equação 11e Equação 12), se admitirmos o envolvimento de enzimas da gliconeogénese (ver Equação 13 aEquação 16), 5 moléculas de glicose-6-fosfato podem ser regeneradas; ou seja, em termos líquidos, umamolécula de glicose-6-fosfato é oxidada com a libertação concomitante de 6 moléculas de CO 2 . Apossibilidade de este processo cíclico poder ocorrer permite compreender que algumas das moléculas deglicose que entram no fígado possam ser completamente oxidadas a CO 2 sem a intervenção dadesidrogénase do piruvato e das enzimas ciclo de Krebs e da fosforilação oxidativa.Evidentemente que a frutose-6-fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato formados na via das pentoses-fosfatopodem seguir na via glicolítica e acabarem oxidados a CO 2 com a intervenção da desidrogénase dopiruvato assim como das enzimas do ciclo de Krebs e da fosforilação oxidativa. Quando 3 moléculas deglicose (6C × 3 = 18C) são oxidadas na via das pentoses-fosfato podem formar-se 3 CO 2 + 2 frutose-6-fosfato + 1 gliceraldeído-3-fosfato. Se as 2 moléculas de frutose-6-fosfato (6C × 2) e a de gliceraldeído-3-fosfato (3C) formadas forem oxidadas na sequência glicólise-desidrogénase do piruvato-ciclo deKrebs significa que 3 das 18 moléculas de CO 2 formadas no processo de oxidação das 3 moléculas deglicose (6C × 3) foram da responsabilidade da desidrogénase do 6-fosfogliconato. Isto é equivalente aafirmar que, se à conversão de glicose-6-fosfato em ribulose-5-fosfato se seguir a fase reversível da viadas pentoses fosfato, a glicólise, a ação da desidrogénase do piruvato e o ciclo de Krebs, 1 dos carbonosda glicose-6-fosfato sai como CO 2 aquando da ação da desidrogénase do 6-fosfogliconato e os 5carbonos sobrantes saem como CO 2 pela ação das desidrogénases do piruvato, do isocitrato e do α-cetoglutarato.7- Em órgãos (como o músculo) em que as desidrogénases da glicose-6-fosfato e do 6-fosfogliconato sãopouco ativas, a síntese de ribose-5-fosfato, um precursor na síntese dos nucleotídeos, pode ocorrer poração exclusiva das enzimas da “fase reversível” da via das pentoses-fosfato atuando na frutose-6-fosfatoe no gliceraldeído-3-fosfato (ver Equação 10). A frutose-6-fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato podemformar-se na glicólise e estão (quase) em equilíbrio químico com a ribose-5-fosfato. Assim, o consumode ribose-5-fosfato na síntese de nucleotídeos faz com as reações catalisadas pela transcetólase,transaldólase, isomérase das pentoses-fosfato e epimérase das pentoses-fosfato evoluam no sentido queleva à formação de ribose-5-fosfato e ao consumo de intermediários da glicólise.A frutose-6-fosfato e o gliceraldeído-3-fosfato são comuns à via das pentoses-fosfato e à glicólise etambém, no fígado, existe equilíbrio químico entre os intermediários da glicólise e os intermediários (eprodutos) da fase reversível da via das pentoses-fosfato. A xilulose-5-fosfato aumenta de concentraçãono citoplasma dos hepatócitos quando a glicemia aumenta e sinaliza, dentro dos hepatócitos, que há umacaptação aumentada de glicose. Quando a xilulose-5-fosfato aumenta de concentração, ativa umafosfátase de proteínas que catalisa a desfosforilação e a consequente ativação de um fator de transcriçãoconhecido pela sigla ChREBP (Carbohydrate response element binding protein; Proteína de ligação aoelemento de resposta aos carbohidratos) [2]. O ChREBP desfosforilado (ativo) aumenta a transcrição degenes envolvidos na conversão de glicose em ácidos gordos, um processo que consome NADPH.8- Um dos papéis metabólicos do NADPH é o de manter o glutatião (tripeptídeo contendo resíduos deglutamato, cisteína e glicina) na sua forma reduzida (GSH; contém um grupo tiol). O glutatião intervémcomo redutor em processos reativos que serão descritos abaixo, e nessas reações, converte-se emPágina 3 de 5

Via das pentoses-fosfato; Rui Fontesoxidativo ocorrendo hemólise aguda aquando da ingestão de favas ou de determinados medicamentos,que, tal como um composto presente nas favas, têm efeitos oxidantes. O défice de desidrogénase daglicose-6-fosfato é mais frequente nos descendentes de indivíduos que viveram em zonas com altaincidência de malária 2 .12- Em células macrofágicas como os polimorfonucleares neutrófilos, o NADPH tem um papeldeterminante na destruição das estruturas moleculares das bactérias infetantes. No decorrer do processofagocítico, por ação da oxídase do NADPH, o NADPH reduz o oxigénio molecular a superóxido(Equação 25) que, por sua vez, está na origem de outras ROS que se supõe participarem no processo dedestruição das bactérias.Equação 25 NADPH + 2 O 2 → NADP + + 2 O •- 2 + H +O superóxido pode sofrer dismutação enzímica (dismútase do superóxido) ou não enzímica e levar àformação de H 2 O 2 (Equação 26) e também pode reduzir e cindir o H 2 O 2 com formação do radicalhidroxilo (reação de Haber-Weiss catalisada por iões de ferro ou de cobre; Equação 27). O radicalhidroxilo é dificilmente detetável porque é muito reativo iniciando cadeias de reações de oxidação (eperoxidação).Equação 26 O •- 2 + O •- 2 + 2 H + → H 2 O 2 + O 2Equação 27 O •- 2 + H 2 O 2 → O 2 + HO - + HO •1. Sillero, A., Selivanov, V. A. & Cascante, M. (2006) Pentose phosphate and calvin cycles: Similarities andthree-dimensional views*, Biochem Mol Biol Educ. 34, 275-7.2. Kabashima, T., Kawaguchi, T., Wadzinski, B. E. & Uyeda, K. (2003) Xylulose 5-phosphate mediatesglucose-induced lipogenesis by xylulose 5-phosphate-activated protein phosphatase in rat liver, Proc NatlAcad Sci U S A. 100, 5107-12.2 A razão desta associação é a proteção que o défice da enzima (mesmo relativo no caso das mulheres heterozigóticas)confere relativamente ao agente da malária. Este agente (Plasmodium falciparum) vive dentro dos eritrócitos dosindivíduos afetados de malária mas a sua capacidade de sobrevivência fica reduzida quando o stress oxidativo doseritrócitos (aumentado se houver défice de desidrogénase da glicose-6-fosfato) faz com que o tempo de circulação doseritrócitos no sangue fique encurtado.Página 5 de 5