Пентозо-фосфатен пат

**Пентозо-фосфатниот [[Метаболизам|метаболички пат]]** се одвива во цитозолот и е алтернативен на гликолизата. Со него се генерира NADPH и се синтетизираат пентозни шеќери. Пентозо-фосфатниот пат се одвива преку две фази: оксидативна и неоксидативна. Во првата се добива NADPH, а во втората се синтетизираат пентозни јаглехидрати. Примарната улога на овој метаболички пат е анаболичка отколку катаболичка.

## Оксидативна (линеарна) фаза
500px|десно|Оксидативна фаза од пентозо-фосфатниот пат.
Линеарниот дел од овој пат се состои во оксидација и декарбоксилација на гликозо-6-фосфатот, произведувајќи притоа пентозен шеќер рибулозо-6-фосфат. Најпрво ензимот гликозо-6-фосфат дехидрогеназа ја катализира оксидацијата на алдехидот на С1 атомот (во вид на хемиацетал) гликозо-6-фосфат (**1**) до карбоксилна киселина во која постои естерска врска (лактон) – 6-фосфогликонолактон (**2**). NADP+ служи како примател на електрони. 6-фосфогликонолактоназа ја катализира хидролизата на естерската врска (лактонот) на 6-фосфогликонолактон во 6-фосфогликонат (**3**), што резултира со отворање на хетероцикличниот прстен. Иако отворањето на прстенот се случува во отсуство на катализатор, 6-фосфогликонолактоназата ја забрзува реакцијата со тоа што го отстранува токсичниот 6-фосфогликонолактон. Фосфогликонат дехидрогеназа ја катализира оксидативната декарбоксилација на 6-фосфогликонатот и ја дава 5С кетозата рибулозо-5-фосфат (**4**). Хидроксилната група на С3 атомот (С2 на продуктот) се оксидира во кетон. Со ова се поттикнува губење на карбоксилната група од С1 атомот во вид на јаглерод диоксид (CO2). NADP+ повторно служи како оксиданс, односно електронски акцептор. 
                                 
Регулацијата на одвивањето на пентозо-фосфатниот пат е во зависност од концентрацијата на NADP+ која се зголемува со искористувањето на NADPH во редуктивните анаболички патишта. Самиот ензим со кој и започнува пентозо-фосфатниот пат, гликозо-6-фосфат дехидрогеназа, дејствува во зависност од достапноста на NADP+.

Оксидативната фаза може да се претстави со формулата:

:\mathrm{\text{Glukozo-6-fosfat} + 2\ NADP^+ + H_2O \longrightarrow} \mathrm{\text{Ribulozo-5-fosfat} + CO_2 + 2\ NADPH + 2\ H^+ }

## Нелинеарна фаза
десно|600px|Неоксидативна фаза. 
Останатиот, нелинеарен, дел од пентозо-фосфатниот пат се состои во претворба на пентозата (кетоза) рибулозо-5-фосфат во друга (алдозна) пентоза – рибоза-5-фосфат. Тоа се врши со учество на ензимот рибулозо-5-фосфат изомераза. Меѓутоа, може да настане претворба во која Р-5-Ф се трансформира во својот стереоизомер ксилулозо-5-фосфат со рибулозо-5-фосфат епимераза. И во двете реакции се случува депротонација и се формира ендиолатен меѓупродукт, по што доаѓа до репротонација и се добива конечниот продукт. И двете реакции се повратни.Освен во рибоза-5-фосфат, рибулоза-5-фосфатот може да се претвори во 3С глицералдехид-3-фосфат и 6С фруктоза-6-фосфат.
     
Транскетолазите и трансалдолазите го катализираат преносот од 2С и 3С молекуларни фрагменти, и тоа од кетозен дарител на алдозен примател. Имињата на овие ензими не се најсоодветни. Имено, транскетолазата всушност пренесува алдолен остаток (гликоалдехид), а трансалдолазата всушност пренесува кетолен остаток (дихидроксиацетон). Транскетолазата пренесува 2С фрагмент (во вид на глицералдехид-3-фосфат) од ксилулоза-5-фосфатот на рибоза-5-фосфатот или, пак, на еритроза-4-фосфат. Се добива седохептулоза-7-фосфат. Транскетолазата го има за простетична група тиамин пирофосфатот (TPP), кој е дериват на витаминот B1. H+ од тиазолниот прстен на ТРР брзо дисоцира од јаглеродниот атом сместен помеѓу N и S атомите. Аминогрупата од аминопиримидинскиот прстен е блиску до дисоцирачкиот протон и служи како протонски примател. Овој протонски трансфер е помогнат од глутаматскиот остаток поврзан за пиримидинскиот прстен.
                                 
Тиазолниот карбоанјон кој резултира од дисоцијацијата на протонот, реагира со карбонилниот С на ксилулоза-5-фосфатот во реакција на адиција. Позитивно наелектризираниот N во тиазолниот прстен се однесува како депо на електрони, со тоа промовирајќи го раскинувањето на С-С врската. Со тоа се ослободува 3С глицералдехид-3-фосфат, а останатиот 2С фрагмент останува на ТРР. Комплетирањето на реакцијата се состои во обратна насока на овие чекори. 2С фрагментот кондензира со една од алдозите еритроза-4-фосфат (4С) или рибоза-5-фосфат (5С) и формира 6С или 7С кетозно-фосфатен продукт. Преносот на 2С фрагментот до 5С алдозната рибоза-5-фосфат дава седохептулоза-7-фосфат. Ако, пак, овој фрагмент се пренесе на 4С алдозната еритроза-4-фосфат се добива фруктоза-6-фосфат.

Трансалдолазата го катализира пренесувањето на 3С дихидроксиацетонскиот дел од седохептулоза-7-фосфатот на глицералдехид-3-фосфатот. -аминогрупата од лизинот од активниот центар реагира со карбонилниот С на седохептулоза-7-фосфатот и формира протонирана Шифова база како меѓупродукт. Бидејќи Шифовата база има алдолен карактер, со реакција на алдолна дезинтеграција се добива еритроза-4-фосфат и Шифова база со стабилизиран карбоанјон на С3, а се одделува и еден протон. Завршувањето на реакцијата се одвива во обратен правец, со тоа што карбоанјонот го напаѓа алдехидниот јаглероден атом од 3С алдозата глицералдехид-3-фосфат и дава 6С фруктоза-6-фосфат.

## Правец на одвивање на пентозо-фосфатниот пат

Во зависност од релативните потреби на клетката за рибоза-5-фосфат, NADPH и ATP, пентозо-фосфатниот пат може да се одвива во различни насоки за да го зголеми количеството на различни продукти. Тој може да се одвива на три начини:

* Рибулозо-5-фосфатот може да се претвори во рибоза-5-фосфат, кој претставува супстрат за синтеза на нуклеотиди и нуклеински киселини. Во текот на овој пат се произведува и малку NADPH.
* Глицералдехид-3-фосфатот и фруктозо-6-фосфатот, создадени од 5 јаглеродните јаглехидратни фосфати, може да се претворат во гликоза-6-фосфат за повторно влегување во линеарниот дел од пентозо-фосфатниот пат, притоа зголемувајќи го производството на NADPH.
* Глицералдехид-3-фосфатот и фруктозо-6-фосфатот образувани од 5С јаглехидратните фосфати може да навлезат во патот на гликолизата за синтеза на ATP. Овој пат произведува и малку NADPH. Рибоза-1-фосфатот добиен за време на катаболизмот на нуклеозидите исто така влегува во гликолизата на овој начин, најпрво претворен во рибоза-5-фосфат. Од ова се заклучува дека пентозо-фосфатниот пат е влез на 5С и 6С шеќерите во гликолизата.

Категорија:Метаболички патишта
Категорија:Фосфор