Η βασική διαφορά μεταξύ της οξειδωτικής και μη οξειδωτικής οδού φωσφορικής πεντόζης είναι ότι η οδός οξειδωτικής φωσφορικής πεντόζης παράγει φωσφορικό δινουκλεοτίδιο νικοτιναμίδης αδενίνης (NADPH). Εν τω μεταξύ, η μη οξειδωτική οδός φωσφορικής πεντόζης παράγει σάκχαρα πεντόζης.
Η οδός της φωσφορικής πεντόζης είναι μια μεταβολική οδός που λαμβάνει χώρα παράλληλα με τη γλυκόλυση. Αποτελείται από δύο διακριτές οδούς, όπως οδό οξειδωτικής φωσφορικής πεντόζης και μη οξειδωτική οδό φωσφορικής πεντόζης. Το NADPH παράγεται στην οξειδωτική φάση, ενώ τα σάκχαρα πεντόζης παράγονται μέσω της μη οξειδωτικής φάσης. Εκτός από τα σάκχαρα πεντόζης και το NADPH, αυτή η οδός παράγει 5-φωσφορική ριβόζη, η οποία είναι πρόδρομος για τη σύνθεση νουκλεοτιδίων.
Τι είναι η οδός οξειδωτικής φωσφορικής πεντόζης;
Η οδός οξειδωτικής φωσφορικής πεντόζης είναι η πρώτη από τις δύο φάσεις της οδού της φωσφορικής πεντόζης. Ο όρος «οξειδωτικό» έχει δοθεί σε αυτή τη φάση αφού η οξείδωση λαμβάνει χώρα σε αυτό το μονοπάτι και τουλάχιστον ένα ηλεκτρόνιο αφαιρείται σε κάθε αντίδραση. Η οξειδωτική φάση ξεκινά με τη μετατροπή της φωσφορικής γλυκόζης 6 σε 6-φωσφογλυκονολακτόνη από ένα ένζυμο που ονομάζεται αφυδρογονάση 6-φωσφορικής γλυκόζης.
Εικόνα 01: Οξειδωτική φάση της οδού φωσφορικής πεντόζης
Κατά τη διάρκεια αυτής της μετατροπής, παράγεται ένα μόριο NADPH (αναγωγικά ισοδύναμα) λαμβάνοντας το ηλεκτρόνιο που απελευθερώνεται. Στη συνέχεια η 6-φωσφογλυκονολακτόνη μετατρέπεται σε 6-φωσφογλυκονικό εστέρα από την 6-φωσφογλυκονολακτόνη. Τέλος, η 6-φωσφογλυκονολακτονάση μετατρέπεται σε 5-φωσφορική ριβουλόζη από ένα ένζυμο που ονομάζεται 6-φωσφογλυκονική αφυδρογονάση, παράγοντας ένα άλλο μόριο NADPH. Επομένως, στο τέλος της οξειδωτικής φάσης, η φωσφορική γλυκόζη 6 μετατρέπεται σε 5-φωσφορική ριβουλόζη, παράγοντας δύο μόρια NADPH. Το NADPH χρησιμοποιείται στην αναγωγική βιοσύνθεση εντός των κυττάρων, όπως η σύνθεση λιπαρών οξέων.
Τι είναι η μη οξειδωτική οδός φωσφορικής πεντόζης;
Η μη οξειδωτική οδός φωσφορικής πεντόζης είναι η δεύτερη φάση της PPT. Η 5-φωσφορική ριβουλόζη (η οποία είναι το τελικό προϊόν της οξειδωτικής φάσης) είναι η αρχική ένωση της μη οξειδωτικής οδού φωσφορικής πεντόζης. Η μη οξειδωτική φάση ξεκινά με το μετασχηματισμό της φωσφορικής ριβουλόζης 5 σε 5-φωσφορική ριμπουλόζη από ισομεράση 5-φωσφορικής ριβουλόζης και της φωσφορικής ριβουλόζης 5 σε 5-φωσφορική ξυλουλόζη από 5-φωσφορική ριβουλόζη 3-επιμεράση. Στη συνέχεια, και τα δύο αυτά προϊόντα μετατρέπονται σε 3-φωσφορική γλυκεραλδεΰδη και 7-φωσφορική σεδοεπτουλόζη από την τρανσκετολάση. Στη συνέχεια, το ένζυμο που ονομάζεται τρανσαλδολάση τις μετατρέπει σε 4-φωσφορική ερυθρόζη και 6-φωσφορική φρουκτόζη.
Εικόνα 01: Οξειδωτική φάση της οδού φωσφορικής πεντόζης
Τέλος, η 5-φωσφορική ξυλουλόζη και η 4-φωσφορική ερυθρόζη μετατρέπονται σε 3-φωσφορική γλυκεραλδεΰδη + 6-φωσφορική φρουκτόζη από την τρανσκετολάση. Τα προϊόντα της μη οξειδωτικής οδού φωσφορικής πεντόζης χρησιμοποιούνται στη σύνθεση νουκλεοτιδίων και αρωματικών αμινοξέων.
Ποιες είναι οι ομοιότητες μεταξύ της οξειδωτικής και της μη οξειδωτικής οδού φωσφορικής πεντόζης;
- Η οξειδωτική και η μη οξειδωτική οδός φωσφορικής πεντόζης είναι δύο φάσεις της PPT.
- Εμφανίζονται στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων.
- Η οξειδωτική φάση ακολουθείται από μια μη οξειδωτική φάση.
- Το ATP δεν παράγεται ούτε χρησιμοποιείται και στις δύο φάσεις.
- Η μη οξειδωτική φάση χρησιμοποιεί το προϊόν της οξειδωτικής φάσης.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της οξειδωτικής και της μη οξειδωτικής οδού φωσφορικής πεντόζης;
Η οξειδωτική φάση είναι το πρώτο στάδιο της οδού της φωσφορικής πεντόζης στο οποίο η φωσφορική γλυκόζη 6 μετατρέπεται σε φωσφορική ριβουλόζη 5 παράγοντας NADPH. Η μη οξειδωτική φάση, εν τω μεταξύ, είναι το δεύτερο στάδιο της οδού της φωσφορικής πεντόζης στο οποίο η φωσφορική ριβουλόζη μετατρέπεται σε 6-φωσφορική φρουκτόζη και 3-φωσφορική γλυκεραλδεΰδη. Έτσι, αυτή είναι η βασική διαφορά μεταξύ της οξειδωτικής και μη οξειδωτικής οδού φωσφορικής πεντόζης. Το προϊόν της οξειδωτικής φάσης, το NADPH, βοηθά στη δημιουργία άλλων μορίων, ενώ το προϊόν της μη οξειδωτικής φάσης, η ριβόζη-5-φωσφορική ζάχαρη, χρησιμοποιείται για την παραγωγή DNA και RNA.
Επιπλέον, η συνολική αντίδραση της οξειδωτικής φάσης είναι 6-φωσφορική γλυκόζη + 2 NADP+ + H2O → ριβουλόζη 5- φωσφορικό + 2 NADPH + 2 H+ + CO2, ενώ η συνολική αντίδραση της μη οξειδωτικής φάσης είναι 3 ριβουλόζη-5-φωσφορική → 1 ριβόζη- 5-φωσφορική + 2 ξυλουλόζη-5-φωσφορική → 2 φρουκτόζη-6-φωσφορική + γλυκεραλδεΰδη-3-φωσφορική. Επομένως, αυτή είναι επίσης μια διαφορά μεταξύ της οξειδωτικής και μη οξειδωτικής οδού φωσφορικής πεντόζης.
Το παρακάτω infographic συνοψίζει τη διαφορά μεταξύ οξειδωτικής και μη οξειδωτικής οδού φωσφορικής πεντόζης.
Σύνοψη – Οξειδωτική έναντι μη οξειδωτικής πορείας φωσφορικής πεντόζης
Οξειδωτικό και μη οξειδωτικό είναι δύο διακριτές φάσεις της οδού της φωσφορικής πεντόζης. Η οξειδωτική οδός είναι η πρώτη φάση και ακολουθεί η μη οξειδωτική φάση. Το NADPH παράγεται κατά τη διάρκεια της οδού της οξειδωτικής φωσφορικής πεντόζης και οι αντιδράσεις δεν είναι αναστρέψιμες. Αντίθετα, οι πεντόζες παράγονται κατά τη μη οξειδωτική οδό φωσφορικής πεντόζης και οι αντιδράσεις είναι αναστρέψιμες. Τα προϊόντα της οδού της φωσφορικής πεντόζης είναι χρήσιμα με διάφορους τρόπους. Από αυτή την άποψη, η ριβόζη-5-φωσφορική ζάχαρη χρησιμοποιείται για την παραγωγή DNA και RNA, ενώ τα μόρια NADPH που βοηθούν στην κατασκευή άλλων μορίων. Έτσι, αυτή είναι η περίληψη της διαφοράς μεταξύ της οξειδωτικής και της μη οξειδωτικής οδού φωσφορικής πεντόζης.
