Ero oksidatiivisen ja nonoksidatiivisen pentoosifosfaattipolun välillä

avainero oksidatiivisen ja ei-oksidatiivisen pentoosifosfaattireitin välillä on tämä oksidatiivinen pentoosifosfaattireitti synnyttää nikotiiniamidi-adeniinidinukleotidifosfaatti (NADPH). Samaan aikaan ei-oksidatiivinen pentoosifosfaattireitti tuottaa pentoosisokereita.

Pentoosifosfaattireitti on metabolinen reitti, joka tapahtuu glykolyylin rinnalla. Se koostuu kahdesta erillisestä reitistä, kuten oksidatiivisessa pentoosifosfaattireitissä ja ei-oksidatiivisessa pentoosifosfaattireitissä. NADPH syntyy oksidatiivisessa vaiheessa, kun taas pentoosisokereita syntyy ei-oksidatiivisessa vaiheessa. Pentoosisokereiden ja NADPH: n lisäksi tämä reitti tuottaa riboosi-5-fosfaattia, joka on nukleotidisynteesin edeltäjä.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on oksidatiivinen pentoosifosfaattipolku
3. Mikä on nonoksidatiivinen pentoosifosfaattipolku
4. Oksidatiivisen ja nonoksidatiivisen pentoosifosfaattipolun väliset yhtäläisyydet
5. Vertailu rinnakkain - hapettava vs. nonoksidatiivinen pentoosifosfaattipolku taulukkomuodossa
6. Yhteenveto

Mikä on oksidatiivinen pentoosifosfaattipolku?

Oksidatiivinen pentoosifosfaattireitti on ensimmäinen pentoosifosfaattipolun kahdesta vaiheesta. Termi ”hapettava” on annettu tälle vaiheelle, koska hapetus tapahtuu tällä reitillä, ja ainakin yksi elektroni poistetaan jokaisesta reaktiosta. Hapetusvaihe alkaa muuttamalla glukoosi-6-fosfaattia 6-fosfoglukonolaktoniksi entsyymin avulla, jota kutsutaan glukoosi-6-fosfaattidehydrogenaasiksi.

Kuvio 01: Pentoosifosfaattipolun oksidatiivinen vaihe

Tämän muunnoksen aikana syntyy yksi NADPH-molekyyli (pelkistävät ekvivalentit) ottamalla elektroni vapautuneeksi. Sitten 6-fosfoglukololaktooni muuttuu 6-fosfoglukonaatiksi 6-fosfoglukonolaktonaasilla. Lopuksi, 6-fosfoglukololaktoonaasi muuttuu ribuloosi-5-fosfaatiksi entsyymin avulla, jota kutsutaan 6-fosfoglukonaattidehydrogenaasiksi, tuottaen toisen NADPH-molekyylin. Siksi hapettumisvaiheen lopussa glukoosi-6-fosfaatti muuttuu ribuloosi-5-fosfaatiksi, tuottaen kaksi NADPH-molekyyliä. NADPH: ta käytetään pelkistävässä biosynteesissä soluissa, kuten rasvahappojen synteesissä.

Mikä on nonoksidatiivinen pentoosifosfaattipolku?

Nonoksidatiivinen pentoosifosfaattireitti on PPT: n toinen vaihe. Ribuloosi-5-fosfaatti (joka on hapettavan faasin lopputuote) on lähtöaine ei-oksidatiivisella pentoosifosfaattireitillä. Ei-oksidatiivinen faasi alkaa muutoksella ribuloosi-5-fosfaatilla riboosi-5-fosfaatilla riboosi-5-fosfaatti-isomeraasilla ja ribuloosi-5-fosfaatilla ksyloosi-5-fosfaatiksi ribuloosi-5-fosfaatti-3-epimeraasilla. Sitten molemmat nämä tuotteet muutetaan glykeraldehydi-3-fosfaatiksi ja sedoheptuloosi-7-fosfaatiksi transketolaasin avulla. Sitten transaldolaasi-niminen entsyymi muuttaa ne erytroosi-4-fosfaatiksi ja fruktoosi-6-fosfaatiksi.

Kuvio 01: Pentoosifosfaattipolun oksidatiivinen vaihe

Lopuksi ksyluloosi-5-fosfaatti ja erytroosi-4-fosfaatti muunnetaan glykeraldehydi-3-fosfaatiksi + fruktoosi-6-fosfaatiksi transketolaasilla. Ei-oksidatiivisen pentoosifosfaattireitin tuotteita käytetään nukleotidien ja aromaattisten aminohappojen synteesissä.

Mitkä ovat hapettumisen ja nonoksidatiivisen pentoosifosfaattipolun väliset suhteet?

• Oksidatiivinen ja ei-oksidatiivinen pentoosifosfaattireitti ovat PPT: n kaksi vaihetta.
• Niitä esiintyy solujen sytoplasmassa.
• Hapetusvaihetta seuraa ei-oksidatiivinen vaihe.
• ATP: tä ei tuoteta eikä käytetä molemmissa vaiheissa.
• Ei-oksidatiivisessa vaiheessa käytetään hapettavan vaiheen tuotetta.

Mikä on ero oksidatiivisen ja nonoksidatiivisen pentoosifosfaattipolun välillä?

Hapetusvaihe on pentoosifosfaattipolun ensimmäinen vaihe, jossa glukoosi-6-fosfaatti muunnetaan ribuloosi-5-fosfaatiksi tuottamalla NADPH. Ei-oksidatiivinen faasi on sitä vastoin pentoosifosfaattipolun toinen vaihe, jossa ribuloosi-5-fosfaatti muuttuu fruktoosi-6-fosfaatiksi ja glyserraldehydi-3-fosfaatiksi. Joten, tämä on avainero oksidatiivisen ja ei-oksidatiivisen pentoosifosfaattipolun välillä. Hapetusvaiheen tuote, NADPH, auttaa rakentamaan muita molekyylejä, kun taas ei-oksidatiivisen faasin tuotetta, riboosi-5-fosfaattisokeria, käytetään DNA: n ja RNA: n valmistukseen.

Lisäksi hapettavan faasin kokonaisreaktio on glukoosi-6-fosfaatti + 2 NADP⁺ + H₂O → ribuloosi-5-fosfaatti + 2 NADPH + 2 H⁺ + CO₂, kun taas ei-oksidatiivisen faasin kokonaisreaktio on 3 ribuloosi-5-fosfaatti → 1 riboosi-5-fosfaatti + 2 ksyyluloosi-5-fosfaatti → 2 fruktoosi-6-fosfaatti + glyserraldehydi-3-fosfaatti. Siksi tämä on myös ero oksidatiivisen ja ei-oksidatiivisen pentoosifosfaattipolun välillä.

Alla oleva infografia esittää yhteenvedon oksidatiivisen ja ei-oksidatiivisen pentoosifosfaattipolun välillä.

Yhteenveto - Hapettava vs. nonoksidatiivinen pentoosifosfaattipolku

Oksidatiivinen ja ei-oksidatiivinen ovat pentoosifosfaattipolun kaksi erillistä vaihetta. Hapettumisreitti on ensimmäinen vaihe ja sitä seuraa ei-oksidatiivinen vaihe. NADPH syntyy oksidatiivisen pentoosifosfaattipolun aikana, ja reaktiot eivät ole palautuvia. Sitä vastoin pentoosia tuotetaan ei-oksidatiivisen pentoosifosfaattipolun aikana ja reaktiot ovat palautuvia. Pentoosifosfaattireitin tuotteet ovat hyödyllisiä eri tavoin. Tässä suhteessa riboosi-5-fosfaattisokeri käytettiin DNA: n ja RNA: n valmistukseen, kun taas NADPH-molekyylit, jotka auttavat rakentamaan muita molekyylejä. Joten, tämä on yhteenveto oksidatiivisen ja ei-oksidatiivisen pentoosifosfaattipolun välillä.

Viite:

1. Berg, Jeremy M. "20.3 Pentoosifosfaattireitti tuottaa NADPH: ta ja syntetisoi viiden hiilen sokerit." Biokemia. 5. painos., Yhdysvaltain kansallinen lääketieteellinen kirjasto, 1. tammikuuta 1970, saatavana täältä.
2. “Pentoosifosfaattipolku.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25. helmikuuta 2020, saatavana täältä.

Kuvan kohteliaisuus:

1. ”Hapenpentoosifosfaattipolku” Yikrazuul - Oma työ (Public Domain) Commons Wikimedian kautta
2. “Nichtox Pentosephosphatweg” - kirjoittanut Yikrazuul - Oma työ (CC BY-SA 3.0) Commons Wikimedian kautta