Kluczowa różnica między utleniającym i nieoksydacyjnym szlakiem pentozofosforanowym polega na tym, że utleniający szlak pentozofosforanowy generuje fosforan dinukleotydu nikotynamidoadeninowego (NADPH). Tymczasem nieoksydacyjny szlak pentozofosforanowy generuje cukry pentozowe.
Ścieżka pentozofosforanowa jest szlakiem metabolicznym przebiegającym równolegle do glikolizy. Składa się z dwóch odrębnych szlaków, takich jak utleniający szlak pentozofosforanowy i nieoksydacyjny szlak pentozofosforanowy. NADPH powstaje w fazie oksydacyjnej, podczas gdy cukry pentozowe powstają w fazie nieoksydacyjnej. Oprócz cukrów pentozowych i NADPH, szlak ten generuje rybozo-5-fosforan, który jest prekursorem syntezy nukleotydów.
Co to jest ścieżka utleniającego fosforanu pentozowego?
Utleniający szlak pentozofosforanowy jest pierwszą z dwóch faz szlaku pentozofosforanowego. Termin „utleniający” został nadany tej fazie, ponieważ w tej ścieżce zachodzi utlenianie i co najmniej jeden elektron jest usuwany w każdej reakcji. Faza oksydacyjna rozpoczyna się od przekształcenia fosforanu glukozo-6 w 6-fosfoglukonolakton przez enzym zwany dehydrogenazą glukozo-6-fosforanową.
Rysunek 01: Faza utleniania szlaku pentozofosforanowego
Podczas tej konwersji jedna cząsteczka NADPH (odpowiedniki redukujące) jest generowana przez pobranie uwolnionego elektronu. Następnie 6-fosfoglukonolakton przekształca się w 6-fosfoglukonian przez 6-fosfoglukonolaktonazę. Wreszcie 6-fosfoglukonolaktonaza przekształca się w rybulozo-5-fosforan przez enzym zwany dehydrogenazą 6-fosfoglukonianową, wytwarzając kolejną cząsteczkę NADPH. Dlatego pod koniec fazy oksydacyjnej glukozo-6-fosforan przekształca się w rybulozo-5-fosforan, wytwarzając dwie cząsteczki NADPH. NADPH jest stosowany w redukcyjnej biosyntezie w komórkach, takiej jak synteza kwasów tłuszczowych.
Co to jest nieutleniający szlak pentozofosforanowy?
Nieoksydacyjny szlak pentozofosforanowy to druga faza PPT. Rybulozo-5-fosforan (który jest końcowym produktem fazy oksydacyjnej) jest związkiem wyjściowym nieoksydacyjnego szlaku pentozofosforanowego. Faza nieoksydacyjna rozpoczyna się od przekształcenia fosforanu rybulozo-5 w rybozo-5-fosforan przez izomerazę rybozo-5-fosforanu i rybulozo-5-fosforanu w ksylulozo-5-fosforan przez 3-epimerazę rybulozo-5-fosforanu. Następnie oba te produkty są przekształcane przez transketolazę w 3-fosforan aldehydu glicerynowego i 7-fosforan sedoheptulozy. Następnie enzym zwany transaldolazą przekształca je w erytrozo-4-fosforan i fruktozo-6-fosforan.
Rysunek 01: Faza utleniania szlaku pentozofosforanowego
Na koniec, 5-fosforan ksylulozy i 4-fosforan erytrozy są przekształcane przez transketolazę w 3-fosforan aldehydu glicerynowego + 6-fosforan fruktozy. Produkty nieoksydacyjnego szlaku pentozofosforanowego są wykorzystywane w syntezie nukleotydów i aminokwasów aromatycznych.
Jakie są podobieństwa między utleniającym i nieoksydacyjnym szlakiem pentozofosforanowym?
- Utleniający i nieoksydacyjny szlak pentozofosforanowy to dwie fazy PPT.
- Występują w cytoplazmie komórek.
- Po fazie utleniania następuje faza nieutleniająca.
- ATP nie jest produkowany ani używany w obu fazach.
- Faza nieutleniająca wykorzystuje produkt fazy utleniającej.
Jaka jest różnica między utleniającym i nieutleniającym szlakiem pentozofosforanowym?
Faza oksydacyjna jest pierwszym etapem szlaku pentozofosforanowego, w którym glukozo-6-fosforan jest przekształcany w rybulozo-5-fosforan poprzez wytwarzanie NADPH. Tymczasem faza nieoksydacyjna jest drugim etapem szlaku pentozofosforanowego, w którym fosforan rybulozy 5 jest przekształcany do fruktozo-6-fosforanu i gliceroaldehydo-3-fosforanu. Jest to więc kluczowa różnica między oksydacyjnym i nieoksydacyjnym szlakiem pentozofosforanowym. Produkt fazy oksydacyjnej NADPH pomaga budować inne cząsteczki, podczas gdy produkt fazy nieoksydacyjnej, cukier rybozo-5-fosforanowy, jest używany do tworzenia DNA i RNA.
Ponadto, ogólna reakcja fazy oksydacyjnej to glukozo-6-fosforan + 2 NADP+ + H2O → rybuloza 5- fosforan + 2 NADPH + 2 H+ + CO2, podczas gdy ogólna reakcja fazy nieutleniającej to 3 rybulozo-5-fosforan → 1 ryboza- 5-fosforan + 2 ksylulozo-5-fosforan → 2 fruktozo-6-fosforan + gliceroaldehydo-3-fosforan. Dlatego jest to również różnica między oksydacyjnym i nieoksydacyjnym szlakiem pentozofosforanowym.
Poniższa infografika podsumowuje różnicę między utleniającym i nieoksydacyjnym szlakiem pentozofosforanowym.
Podsumowanie – Utleniający kontra nieutleniający szlak pentozofosforanowy
Utleniająca i nieutleniająca to dwie odrębne fazy szlaku pentozofosforanowego. Pierwsza faza to szlak oksydacyjny, po którym następuje faza nieoksydacyjna. NADPH jest wytwarzany podczas oksydacyjnego szlaku pentozofosforanowego i reakcje nie są odwracalne. W przeciwieństwie do tego, pentozy są wytwarzane podczas nieoksydacyjnego szlaku pentozofosforanowego, a reakcje są odwracalne. Produkty szlaku pentozofosforanowego są przydatne na różne sposoby. W związku z tym cukier rybozo-5-fosforanowy używany do tworzenia DNA i RNA, podczas gdy cząsteczki NADPH pomagają w budowaniu innych cząsteczek. Tak więc jest to podsumowanie różnicy między utleniającym i nieoksydacyjnym szlakiem pentozofosforanowym.
