Via das Pentoses Fosfato

Definição e Função

Definição

A via das pentoses fosfato origina, através de várias reações, moléculas de fosfato de dinucleotídeo de nicotinamida e adenina (NADPH, pela sigla em inglês) e ribose-5-fosfato. Esta via ocorre paralelamente à glicólise.

Localização

A via das pentoses fosfato ocorre no citoplasma das células.

Função

A via das pentoses fosfato origina intermediários, que são utilizados para variados fins:

• NADPH:
  • Reduz a glutationa (evita os danos oxidativos)
  • Participa na biossíntese de ácidos gordos e colesterol
• Ribose-5-fosfato: precursor importante para a biossíntese de nucleotídeos
• Eritrose-4-fosfato: utilizado para o metabolismo de aminoácidos aromáticos
• Os outros metabólitos podem ser usados para:
  • Glicólise
  • Gliconeogénese

Fases Oxidativa e não Oxidativa

A via das pentoses fostato é dividida em 2 fases principais:

• Fase oxidativa (irreversível)
• Fase não oxidativa (reversível)

Fase oxidativa

A fase oxidativa consiste numa fase irreversível composta por 3 etapas.

Substratos iniciais:

• Glicose-6-fosfato
• 2 moléculas de NADP ⁺
• H₂O

Reações:

1. Desidrogenação do átomo C1 da glicose-6-fosfato → 6-fosfogluconolactona
   • Reação catalisada pela enzima glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD)
   • Etapa limitante
   • A molécula de NADP⁺ é reduzida → NADPH
2. A 6-Fosfogluconolactonase hidrolisa a 6-fosfogluconolactona → 6-fosfogluconato
3. Descarboxilação oxidativa da 6-fosfogluconato pela 6-fosfogluconato desidrogenase → ribulose-5-fosfato:
   • A molécula de NADP⁺ é reduzida → NADPH
   • Ocorre a produção de CO₂.

Produtos finais:

• 2 moléculas de NADPH
• 1 molécula de CO2
• Ribulose-5-fosfato

Fase não oxidativa

A fase não oxidativa é reversível e utiliza as isomerases para formar os intermediários dos açúcares, que são utilizados na glicólise e na biossíntese de nucleotídeos.

1. Ribulose-5-fosfato ⇆ convertida em:
   • Xilulose-5-fosfato (pela ribulose-5-fosfato epimerase) ou
   • Ribose-5-fosfato (pela ribose-5-fosfato isomerase)
2. Xilulose-5-fosfato + ribose-5-fosfato ⇆ gliceraldeído-3-fosfato + sedo-heptulose-7-fosfato
   • Catalisada pela enzima transcetolase
   • Para que a reação ocorra é necessária tiamina pirofosfato.
3. A transaldolase é responsável por transferir um grupo aldeído da sedoheptulose-7-fosfato para o gliceraldeído-3-fosfato ⇆ eritrose-4-fosfato + frutose-6-fosfato
4. Adicionalmente, ocorre a seguinte reação: eritrose-4-fosfato + xilulose-5-fosfato ⇆ frutose-6-fosfato + gliceraldeído-3-fosfato
   • Catalisada pela enzima transcetolase
   • Para que a reação ocorra é necessária tiamina pirofosfato.
   • Origina intermediários utilizados na glicólise e na gliconeogênese

Regulação da Via das Pentoses Fosfato

• A etapa “chave” que regula a via das pentoses fosfato é a reação limitante da velocidade, que é catalisada pela G6PD:
  • Induzida por:
    • NADP ⁺
    • Glicose-6-fosfato
  • Inibida por:
    • NADPH (mecanismo chave do feedback negativo)
    • Acetil coenzima A (CoA)
• No entanto, é de denotar que existem possíveis vias alternativas:
  • Vários pontos de entrada e de saída
  • Vários intermediários possíveis
  • Reações reversíveis (sobretudo na fase não oxidativa)

Relevância Clínica

• Deficiência da G6PD: forma de anemia hemolítica intravascular herdada de forma recessiva ligada ao X. A deficiência da G6PD resulta numa quantidade insuficiente de NADPH, sem a qual não ocorre a redução da glutationa ao nível dos eritrócitos. Desta forma, os eritrócitos não são protegidos contra o stress oxidativo, com consequentes lesões e hemólise.
• Malária: doença parasitária infecciosa causada pelo género Plasmodium. A deficiência da G6PD pode, possivelmente, proteger os indivíduos contra a malária (os parasitas necessitam do NADPH).
• Défice da transaldolase: patologia congénita, extremamente rara, que afeta o metabolismo e pode levar à hidropisia fetal, disfunção hepática, cardiopatia congénita e dismorfia facial. A confirmação do diagnóstico é feita através do teste genético. Não existe tratamento; no entanto, alguns doentes beneficiam do transplante hepático.
• Glicólise: via metabólica central responsável pela degradação da glicose e que desempenha um papel importante na formação de energia livre para a célula e metabolitos para posterior degradação oxidativa. As moléculas de glicose-6-fosfato, frutose-6-fosfato e gliceraldeído-3-fosfato são utilizadas na glicólise e na via das pentoses fosfato.