Der Pentosephosphatweg (auch bekannt als Hexosemonophosphatweg) ist ein wichtiger physiologischer Prozess, der in zwei Phasen ablaufen kann: oxidativ und nichtoxidativ. Er stellt einen alternativen Abbauweg für Glucose dar. Die oxidative Phase verwendet Glucose-6-Phosphat, um Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat (NADPH) und Ribulose-5-Phosphat (das in Ribose-5-Phosphat umgewandelt werden kann) zu produzieren. Die nicht-oxidative Phase besteht aus mehreren reversiblen Reaktionen, bei denen die Zwischenprodukte mit anderen Stoffwechselwegen verbunden sind, z.B. mit der Nukleotidsynthese, der Synthese aromatischer Aminosäuren und der Glykolyse Glykolyse Glykolyse.
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Der Pentosephosphatweg erzeugt Nicotinamidadenindinukleotidphosphat (NADPH) und Ribose-5-phosphat durch eine Reihe von Reaktionen. Er verläuft parallel zur Glykolyse Glykolyse Glykolyse.
Der Pentosephosphatweg findet im Zytoplasma aller Zellen statt.
Der Pentosephosphatweg erzeugt Zwischenprodukte, die für mehrere Zwecke verwendet werden:
Zwischenprodukte des Pentosephosphatwegs:
Glucose-6-Phosphat (G-6-P), Fructose-6-Phosphat (F-6-P) und Glyceraldehyd-3-Phosphat (GLYAL-3-P) sind Zwischenprodukte der Glykolyse. Ribose-5-Phosphat (R-5-P) wird bei der Synthese von Nukleotiden verwendet, während Erythrose-4-Phosphat (E-4-P) bei der Synthese von aromatischen Aminosäuren verwendet wird. Die untere Reihe zeigt Zucker, die entweder selten oder nie außerhalb des Pentosephosphatweges gefunden werden.
Der Pentosephosphatweg fungiert als Knotenpunkt für zahlreiche Wege.
Bild, das die zahlreichen Eintritts- und Austrittspunkte für Metaboliten zeigt, einschließlich Nukleotidsynthese, Synthese aromatischer Aminosäuren, Glykolyse und Gluconeogenese
NADPH: Nicotinamidadenindinukleotidphosphat
P: Phosphat
G: Glukose
PG: Phosphogluconat
L: Lacton
Ru: Ribulose
R: Ribose
Xu: Xylulose
S: Sedoheptulose
GLYAL: Glyceraldehyd
Die oxidative Phase ist ein irreversibler, dreistufiger Prozess.
Ausgangsmoleküle:
Reaktionen:
Produkte:
Die oxidative Phase wandelt Glucose-6-Phosphat (1) in Ribulose-5-Phosphat (4) um und bildet dabei zwei Moleküle NADPH.
NADPH: Nicotinamidadenindinukleotidphosphat
Die nicht-oxidative Phase ist reversibel und nutzt Isomerasen, um Zuckerzwischenprodukte zu bilden, die in der Glykolyse Glykolyse Glykolyse und Nukleotidsynthese verwendet werden.
Umlagerung innerhalb der nicht-oxidativen Phase des Pentosephosphatwegs:
Transketolase überträgt zwei Kohlenstoffatome von Xylulose-5-Phosphat (Xu-5-P) auf Ribose-5-Phosphat (R-5-P), um Sedoheptulose-7-Phosphat (S-7-P) und Glyceraldehyd-3-Phosphat zu erzeugen (GLYKAL-3-P).
Umlagerung innerhalb der nicht-oxidativen Phase des Pentosephosphatwegs:
Transaldolase überträgt ein Kohlenstoff von Sedoheptulose-7-Phosphat (S-7-P) auf Glyceraldehyd-3-Phosphat (GLYCAL-3-P), um Erythrose-4-Phosphat (E-4-P) und Fructose-6-Phosphat zu erzeugen (F-6-P).
Umlagerung innerhalb der nicht-oxidativen Phase des Pentosephosphatwegs:
Transketolase überträgt zwei Kohlenstoffatome von Xylulose-5-Phosphat (Xu-5-P) auf Erythrose-4-Phosphat (E-4-P), um Fructose-6-Phosphat (F-6-P) und Glyceraldehyd-3-Phosphat zu erzeugen (GLYAL-3-P).