펜토오스인산경로

Pentose phosphate pathway
펜토오스 인산 경로

펜토오스 인산 경로(포스포글루콘산 경로, 헥소스 1인산 션트 및 HMP 션트라고도 함)는 해당과정에 [1]평행한 대사 경로이다.NADPH와 5탄당(5-탄소당) 및 뉴클레오티드 [2]합성의 전구체인 리보오스 5-인산을 생성한다.펜토오스 인산 경로는 포도당의 산화를 수반하지만, 주된 역할은 이화 작용이 아니라 동화 작용이다.이 경로는 적혈구(적혈구)에서 특히 중요하다.

경로에는 두 가지 뚜렷한 단계가 있습니다.첫 번째는 NADPH가 생성되는 산화상이고, 두 번째는 5-탄소당의 비산화합성이다.대부분의 유기체의 경우, 펜토오스 인산염 경로는 세포질에서 발생하며, 식물에서 대부분의 단계는 [3]플라스티드에서 발생합니다.

당분해와 마찬가지로 펜토오스 인산 경로는 매우 오래된 진화적 기원을 가진 것으로 보인다.이 경로의 반응은 대부분 현대 세포에서 효소에 의해 촉매되지만, 그것들은 또한 시생대양의 것을 복제하는 조건 하에서 비효소적으로 발생하며 금속 이온, 특히 철 이온에 의해 촉매된다.[4]이것은 그 경로의 기원이 생물학 이전의 세계로 거슬러 올라갈 수 있다는 것을 암시한다.

결과

경로의 주요 결과는 다음과 같습니다.

방향족 아미노산은 차례로 [citation needed]나무의 리그닌을 포함한 많은 생합성 경로의 전구체이다.

핵산의 소화에서 유래한 식이성 펜토스당은 펜토스 인산 경로를 통해 대사되어 식이 탄수화물의 탄소 골격은 해당과정/글루코네틱 중간체로 전환될 수 있다.

포유류에서 PPP는 세포질에서만 발생한다.인간의 경우, 그것은 간, 유선, [citation needed]부신 피질에서 가장 활발한 것으로 밝혀졌습니다.PPP는 인체에서 [citation needed]NADPH 생산의 약 60%를 차지하는 감소된 힘으로 분자를 만드는 세 가지 주요 방법 중 하나이다.

세포에서 NADPH의 사용 중 하나는 산화 스트레스를 방지하는 것이다.글루타티온 환원효소를 통해 글루타티온을 감소시키고, 글루타티온 환원효소는 반응성22 HO를 글루타티온 과산화효소에 의해 HO로 변환한다2.만약 없다면, HO는22 Fenton 화학에 의해 히드록실 유리기로 전환되어 세포를 공격할 수 있다.예를 들어 적혈구는 펜토스 인산 경로를 통해 다량의 NADPH를 생성하여 글루타티온의 환원에 사용한다.

과산화수소는 종종 호흡 [5]버스트라고 불리는 과정에서 식세포에도 생성된다.

단계

산화상

이 단계에서 NADP의+ 두 분자는 포도당-6-인산이 리불로스5-인산으로 변환된 에너지를 이용하여 NADPH로 환원된다.

펜토오스 인산 경로의 산화상.
글루코스-6-인산(1), 6-포스포글루코노-γ-락톤(2), 6-포스포글루코네이트(3), 리불로스5-인산(4)

전체 반응은 다음과 같이 요약할 수 있습니다.

반응물 상품들 효소 묘사
포도당 6-인산 + NADP+ → 6-글루코노-글루코노-글루콘+NADPH 포도당6-인산탈수소효소 탈수소.포도당 6-인산의 탄소 1에 있는 수산기는 카르보닐로 바뀌어 락톤을 생성하며, 이 과정에서 NADPH가 생성된다.
6-포스포글루코노-γ-락톤+HO2 → 6-글루콘산염+ + H 6-글루코노락토나아제 가수 분해
6-인산플루콘산+NADP+ → 리불로스 5-인산 + NADPH2 + CO 6-글루콘산탈수소효소 산화적 탈탄산화.NADP는+ NADPH, CO2 및 리불로스 5-인산의 또 다른 분자를 생성하는 전자 수용체이다.

이 프로세스의 전체적인 반응은 다음과 같습니다.

포도당 6-인산 + 2+ NADP2 + HO → 리불로스 5-인산 + 2 NADPH + 2 H+ + CO2

비산화상

Pentose phosphate 경로의 비산화 단계
반응물 상품들 효소
리불로스5-인산 → 리보오스 5-인산 리보오스-5-인산 이성질화효소
리불로스5-인산 → 자일로오스 5-인산 리불로스5-인산3-에피머라아제
자일로오스5-인산+리보오스5-인산 → 글리세린알데히드 3-인산 + 세도헵툴로오스 7-인산 트랜스케톨라아제
세도헵툴로오스7-인산+글리세린알데히드3-인산 → 에리트로오스 4-인산 + 과당 6-인산 트랜스알돌라아제
자일로오스5-인산+에리트로오스4-인산 → 글리세린알데히드 3-인산 + 과당 6-인산 트랜스케톨라아제

순반응 : 리불로스-5-인산 3개 → 리보오스-5-인산 1개 + 자일로오스-5-인산 2개 → 과당-6-인산 2개 + 글리세린알데히드-3-인산

규정

포도당 6-인산탈수소효소는 이 경로의 속도 조절 효소이다.NADP에 의해+ 알로스테릭하게 자극되고 NADPH에 [6]의해 강하게 억제된다.NADPH 비율:NADP는+ 보통 간 세포질에서[citation needed] 약 100:1이다.이것은 세포질을 고도로 감소시키는 환경으로 만든다.NADPH 이용 경로는 NADP를 형성하고+, NADPH는 글루코스-6-인산탈수소효소를 자극하여 더 많은 NADPH를 생성한다.이 단계는 또한 아세틸 CoA에 [citation needed]의해 억제된다.

G6PD 활성은 또한 세포질 탈아세틸화효소 SIRT2에 의해 번역 후 조절된다. SIRT2 매개 탈아세틸화 및 G6PD의 활성화는 PPP의 산화 분지를 자극하여 세포질 NADPH를 공급하여 산화적 손상을 방지하거나 탈지방 [7][8]형성을 지원한다.

적혈구

포도당 6-인산 탈수소효소의 활성 수준(기능이 아님)의 몇 가지 결핍은 지중해와 아프리카 혈통의 개인들 사이에서 말라리아 기생충 플라스모디움 팔시파룸에 대한 저항성과 관련이 있는 것으로 관찰되었다.이러한 저항성의 근거는 적혈구막(적혈구는 기생충의 숙주 세포)이 약해져 그것이 생산적인 [9]성장을 위해 충분히 오랫동안 기생적인 라이프 사이클을 지속할 수 없게 되는 것일 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Alfarouk, Khalid O.; Ahmed, Samrein B. M.; Elliott, Robert L.; Benoit, Amanda; Alqahtani, Saad S.; Ibrahim, Muntaser E.; Bashir, Adil H. H.; Alhoufie, Sari T. S.; Elhassan, Gamal O.; Wales, Christian C.; Schwartz, Laurent H.; Ali, Heyam S.; Ahmed, Ahmed; Forde, Patrick F.; Devesa, Jesus; Cardone, Rosa A.; Fais, Stefano; Harguindey, Salvador; Reshkin, Stephan J. (2020). "The Pentose Phosphate Pathway Dynamics in Cancer and Its Dependency on Intracellular pH". Metabolites. 10 (7): 285. doi:10.3390/metabo10070285. PMC 7407102. PMID 32664469.
  2. ^ Alfarouk, Khalid O.; Ahmed, Samrein B. M.; Elliott, Robert L.; Benoit, Amanda; Alqahtani, Saad S.; Ibrahim, Muntaser E.; Bashir, Adil H. H.; Alhoufie, Sari T. S.; Elhassan, Gamal O.; Wales, Christian C.; Schwartz, Laurent H.; Ali, Heyam S.; Ahmed, Ahmed; Forde, Patrick F.; Devesa, Jesus; Cardone, Rosa A.; Fais, Stefano; Harguindey, Salvador; Reshkin, Stephan J. (2020). "The Pentose Phosphate Pathway Dynamics in Cancer and Its Dependency on Intracellular pH". Metabolites. 10 (7): 285. doi:10.3390/metabo10070285. PMC 7407102. PMID 32664469.
  3. ^ Kruger, Nicholas J; von Schaewen, Antje (June 2003). "The oxidative pentose phosphate pathway: structure and organisation". Current Opinion in Plant Biology. 6 (3): 236–246. doi:10.1016/S1369-5266(03)00039-6. PMID 12753973.
  4. ^ Keller, Markus A.; Turchyn, Alexandra V.; Ralser, Markus (25 April 2014). "Non-enzymatic glycolysis and pentose phosphate pathway-like reactions in a plausible Archean ocean". Molecular Systems Biology. 10 (4): 725. doi:10.1002/msb.20145228. PMC 4023395. PMID 24771084.
  5. ^ MCG 면역학 1/폭스
  6. ^ Voet Donald; Voet Judith G (2011). Biochemistry (4th ed.). p. 894. ISBN 978-0470-57095-1.
  7. ^ Wang YP, Zhou LS, Zhao YZ, Wang SW, Chen LL, Liu LX, Ling ZQ, Hu FJ, Sun YP, Zhang JY, Yang C, Yang Y, Xiong Y, Guan KL, Ye D (June 2014). "Regulation of G6PD acetylation by SIRT2 and KAT9 modulates NADPH homeostasis and cell survival during oxidative stress". EMBO Journal. 33 (12): 1304–20. doi:10.1002/embj.201387224. PMC 4194121. PMID 24769394.
  8. ^ Xu SN, Wang TS, Li X, Wang YP (Sep 2016). "SIRT2 activates G6PD to enhance NADPH production and promote leukaemia cell proliferation". Sci Rep. 6: 32734. Bibcode:2016NatSR...632734X. doi:10.1038/srep32734. PMC 5009355. PMID 27586085.
  9. ^ Cappadoro M, Giribaldi G, O'Brien E, et al. (October 1998). "Early phagocytosis of glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD)-deficient erythrocytes parasitized by Plasmodium falciparum may explain malaria protection in G6PD deficiency". Blood. 92 (7): 2527–34. doi:10.1182/blood.V92.7.2527. PMID 9746794.

외부 링크