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14.4 LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFORILADAS Durante cierto tiempo se fueron acumulando pruebas de que la glucosa, en ciertas condiciones, podía ser catabolizada hasta dióxido de carbono por una ruta diferente a la conoci- da de la glicólisis. En tales condiciones: 1. Partiendo de glucosa con carbono 1 marcado radiacti- vamente, el primer CO2 catabólico que aparecía esta- ba marcado, es decir, procedía de ese carbono y, ade- más, se podía aislar gliceraldehído-3-fosfato no marcado. En la glicólisis aerobia (véase Fig. 14-1), el origen del primer dióxido de carbono es el carboxilo del piruvato, que procede de los carbonos 3 y 4 de la glucosa. 2. A diferencia de la glicólisis (enzima triosafosfato des- hidrogenasa), no existía dependencia respecto al fos- fato. 3. Se acumulaban pentosas fosforiladas, existían enzi- mas dependientes de NADP+ y el proceso global, hasta dióxido de carbono, se realizaba totalmente en el citoplasma, siendo insensible al yodoacetato (que inhibe la aldolasa glicolítica) y al fluoruro (inhibidor de la enolasa). Pronto quedó dilucidado un nuevo mecanismo, denomi- nado ruta de las pentosas fosforiladas o vía del fosfogluco- nato. En la Figura 14-6 se han resumido algunas de las prin- cipales transformaciones de esta ruta, que comienza, al igual que la glicólisis, con la fosforilación de la glucosa hasta glu- cosa-6-fosfato. Las dos siguientes etapas son deshidrogenan- tes, catalizadas respectivamente por la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa y la 6-fosfogluconato deshidrogenasa, ambas dependientes de NADPH. Globalmente, por cada seis moléculas iniciales de glucosa (36 átomos de carbono) se obtienen 12 NADPH, así como seis CO2 en el paso de des- carboxilación irreversible, y seis unidades de una pentosa fosforilada (30 átomos de carbono), la ribulosa-5-fosfato. A continuación, una serie de enzimas cataliza de forma reversible diversos reajustes entre los monosacáridos fosfo- rilados, dando lugar a diferentes intermedios metabólicos — triosas, tetrosas, pentosas e, incluso, heptulosas fosforila- das— entre ellos, la ribosa-5-fosfato, esencial para la síntesis de los nucleótidos y los ácidos nucleicos. El producto final puede derivarse a cualquiera de esos intermedios, por ejem- plo, llegar a cinco moléculas de fructosa-6-fosfato (30 áto- mos de carbono), isomerizables a cinco moléculas de gluco- sa-6-fosfato, por lo que, globalmente, es como si se hubiese degradado totalmente una sola molécula de glucosa-6-fosfa- Metabol ismo de los hidratos de carbono | 229 Figura 14-6. Esquema simplificado de la ruta de las pentosas fosforiladas. Las única etapas irreversibles son la de la quinasa y la de la descarboxilación. La degradación de la glucosa por la ruta descarboxilativa (parte superior del esquema) hace que el primer car- bono que se libere sea el C1. La operatividad de las enzimas en la parte inferior del esquema permite la interconversión entre las for- mas fosforiladas de diversas triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas. 321 ATP ADP Glucosa CHO NADP+ NADPH + H+ COO– CH2O - Pi CH2O - Pi NADP+ NADPH + H+ CO CH2OH CH2O - Pi CO2 Glucosa-6-fosfato 6-Fosfogluconato Ribulosa-5 fosfato CHO CH2O - Pi Ribosa-5-fosfato Gliceraldehído-3-fosfato Dihidroxiacetona-fosfato Eritrosa-4-fosfato Xilulosa-5-fosfato Sedoheptulosa-7-fosfato 1,6-Fructosa-bisfosfato Fructosa-6-fosfato Ribosa-5 fosfato 4 Detalles 1. Hexoquinasa 2. Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa 3. 6-Fosfogluconato deshidrogenasa 4. Pentosa-5-fosfato isomerasa Reajustes de átomos de carbono 14 Capitulo 14 8/4/05 11:03 Página 229 BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR (...) CONTENIDO PARTE I: ESTRUCTURA Y METABOLISMO SECCIÓN III METABOLISMO ENERGÉTICO 14 METABOLISMO DE LOS HIDRATOS DE CARBONO 14.4 LA RUTA DE LAS PENTOSAS FOSFORILADAS
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