VIA DEL PENTOSIO-FOSFATO

1

CARATTERISTICHE-FUNZIONI CELLULE ANIMALI Ruolo principalmente anabolico Localizzazione citosolica Soprattutto fegato, adipociti, cell. in proliferazione Produzione di NADPH Produzione di Ribosio-5P Metabolizzazione dei nucleotidi2

CARATTERISTICHE-FUNZIONI CELLULE VEGETALI Ruolo principalmente anabolico Localizzazione citosolica e palstidiale Produzione di NADPH Produzione di Ribosio-5P Metabolizzazione dei nucleotidi

3

4

Fase ossidativa

5

Fase ossidativa

6

Fase ossidativa

7

Vie che richiedono NADPHSintesi Biosintesi degli acidi grassi Biosintesi del colesterolo Biosintesi di neurotrasmettitori Biosintesi di nucleotidi Detossificazione Riduzione del glutatione ossidato Citocromo P540 monoossigenasi8

Epimerasi interconverte gli stereoisomeri xilulosio-5-fosfato e ribulosio-5-fosfato Isomerase converte il chetoso ribulosio5-fosfato nellaldoso ribosio-5-fosfato. Entrambe le reazioni sono reversibiliH H

CH2OH

EpimeraseCH2OH C C C O OH OH

C HO H C C

O H OH

xylulose-5phosphateHC H C C C O OH OH OH

CH2OPO32

CH2OPO32

ribulose-5H phosphate IsomeraseH

ribose-5phosphate 99

CH2OPO32

10

Fase non ossidativaC5 + C5 C3 + C7 C4 + C5 3C5Transchetolasi

C3 + C7 C4 + C6 C6 + C3 2C6 + C3

Transaldolasi

Transchetolasi

Transchetolasi= trasferisce unit bicarboniose Transaldolasi= trasferisce unit tricarboniose11

TransketolaseCH2OH C HO H C C O H OH H HC C C C O OH OH OH H HC C O OH HO H

CH2OH C C C C C O H OH OH OH

+

H H

+

H H

CH2OPO32

CH2OPO32

CH2OPO32

CH2OPO32

xyluloseriboseglyceraldehyde- sedoheptulose5-phosphate 5-phosphate 3-phosphate 7-phosphate

Transchetolasi trasferisce un frammento a 2 atomi di Carbonio dallo xilulosio-5-fosfato al ribosio-5-fosfato.12

CH2OH C HO CH HC HC HC H2C OH OH OH HC O

TransaldolaseH2C C HC O OH OPO32 HC HC H2C O OH OH HO CH HC OH OH OPO32 OH O

+

HC H2C

+

HC H2C

OPO32

OPO32

sedoheptulose- glyceraldehyde- erythrose- fructose3-phosphate 4-phosphate 6-phosphate 7-phosphate

Transaldolasi catalizza il trasferimento di un gruppo a tre atomi di Carbonio (diidrossiacetone) dal sedoeptulosio-7fosfato alla gliceraldeide-3-fosfato13

transchetolasi

Transchetolasi trasferisce un frammento a 2 atomi di Carbonio dallo xilulosio-5-fosfato all eritrosio-4-fosfato.14

15

Metabolismo del glucosio-6-fosfatoMetabolismo del glucosio-6-fosfato

glicolisi

Via dei pentosi fosfato [NADP+] citoplasmatica16

E necessario molto pi ribosio-5-fosfato che NADPHglucosio-6-P + ATP ribosio-5-P + ADP + H+17

Il fabbisogno di NADPH e di ribosio-5fosfato sono bilanciati glucosio-6-P + 2 NADP+ + H2O ribosio-5-P +2 NADPH + 2H+ + CO218

E necessario pi NADPH che ribosio-5-fosfato glucosio-6-P + 12 NADP+ + 7 H2O 6 CO2 + 12 NADPH + 12 H+ + Pi19

Sono necessari sia NADPH sia ATP

3 glucosio-6-P + 6NADP+ + 5 NAD+ + 5Pi + 8ADP 5 piruvato + 3CO2 + 6NADPH + 5NADH + 8ATP+ 2H2O + 8H+20

Regolazione allosterica e covalente della via del pentoso-fosfatoGlucosio-6 fosfato NADPH G-6P-DH 6-fosfogluconato Fruttosio- 6- fosfato ATP PFK1 AMP ADP Fruttosio-1,6- bisfosfato

Uno dei fattori che controlla se il glucosio-6- fosfato va verso la via glicolitica o la via del pentoso fosfato il fattore energetico. La seconda regolazione di tipo covalente ed uninibizione della G-6P-DH dal suo prodotto di reazione il NADPH 21

VIA DEL PENTOSO-FOSFATO NELLE CELLULE VEGETALIFASE OSSIDATIVA PLASTIDI Biosintesi di NADPH Pool di pentoso-fosfati FASE NON OSSIDATIVA CITOSOL Biosintesi di NADPH

PLASTIDI22

Regolazione della glucosio-6- fosfato deidrogenasiCITOSOL PLASTIDI

Glucosio-6 fosfato NADPH

FORMA OSSIDATA attiva

G-6P-DHluce

6-fosfogluconatoFORMA RIDOTTA inattiva23

Importanza della via dei pentosi fosfati nelle piantelNADPH prodotto puo essere utilizzato nel metabolismo energetico cellulare Il ribulosio 5-P puo essere utilizzato nella produzione di ribosio e deossiribosio, necessari alla sintesi di RNA e DNA Leritrosio 4-P puo reagire con il PEP (fosfoenolpiruvato) e dare luogo alla via dellacido scichimico (lignina, aminoacidi aromatici, metaboliti secondari..) Prima che le foglie siano fotoautotrofe forma intermedi del ciclo di Calvin.24

ALTRE VIE DI SINTESI DI NADPH

25

ENZIMA MALICO MALATO DEIDROGENASI NADP+ DIPENDENTE FOTOSINTESI

26

ENZIMA MALICONADP+ MalatoCellule animali Enzima presente nel citosol e nei mitocondri

NADPH CO2 PiruvatoCellule vegetali Enzima localizzato nei plastidi dove avviene la biosintesi degli acidi grassi27

Shuttle malato-ossalacetato nelle cellule vegetalicitoplasma Stroma

Malato NADP+ NADPH Ossalacetato MDHc MDHm

Malato NADP+ NADPH

Ossalacetato

28