पेन्टोज़ फॉस्फेट मार्ग, यह भी hexose मोनोफास्फेट मोड़ के रूप में जाना जाता है, एक बुनियादी चयापचय मार्ग जिसका अंत उत्पाद riboses है, न्यूक्लियोटाइड और डीएनए, आरएनए, एटीपी, एनएडीएच के रूप में न्यूक्लिक एसिड संश्लेषण रास्ते, के लिए आवश्यक है एफएडी और कोएंजाइम ए।
यह एनएडीपीएच (निकोटीनैमाइड एडेनिन डाइन्यूक्लियोटाइड फॉस्फेट) का भी उत्पादन करता है, जिसका उपयोग विभिन्न एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं में किया जाता है। यह मार्ग बहुत गतिशील है और कोशिकाओं की क्षणिक जरूरतों के आधार पर अपने उत्पादों को अपनाने में सक्षम है।
एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) को सेल की "ऊर्जा मुद्रा" माना जाता है, क्योंकि इसकी हाइड्रोलिसिस को जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ जोड़ा जा सकता है।
उसी तरह, एनएडीपीएच फैटी एसिड, कोलेस्ट्रॉल संश्लेषण, न्यूरोट्रांसमीटर संश्लेषण, प्रकाश संश्लेषण और detoxification प्रतिक्रियाओं के पुनरावर्ती संश्लेषण के लिए एक आवश्यक दूसरी ऊर्जा मुद्रा है, दूसरों के बीच।
यद्यपि एनएडीपीएच और एनएडीएच संरचना में समान हैं, लेकिन उन्हें जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं में परस्पर उपयोग नहीं किया जा सकता है। NADPH रिडक्टिव बायोसिंथेसिस के लिए कुछ चयापचयों के ऑक्सीकरण में मुक्त ऊर्जा के उपयोग में भाग लेता है।
इसके विपरीत, एनएडीएच एटीपी को संश्लेषित करने के लिए मेटाबोलाइट्स के ऑक्सीकरण से मुक्त ऊर्जा के उपयोग में शामिल है।
इतिहास और स्थान
इस रास्ते के अस्तित्व के संकेत 1930 में शोधकर्ता ओटो वारबर्ग के लिए शुरू हुए, जिन्हें एनएडीपी + की खोज का श्रेय दिया जाता है ।
कुछ टिप्पणियों ने मार्ग की खोज की अनुमति दी, विशेष रूप से ग्लाइकोलाइसिस अवरोधकों की उपस्थिति में श्वसन की निरंतरता, जैसे कि फ्लोराइड आयन।
फिर, 1950 में, वैज्ञानिकों फ्रैंक डिकेंस, बर्नार्ड होरेकर, फ्रिट्ज लिपमैन और एफ़्रैम रैकर ने पेंटोस फॉस्फेट मार्ग का वर्णन किया।
स्तन ग्रंथियों, वसा ऊतक और गुर्दे जैसे कोलेस्ट्रॉल और फैटी एसिड के संश्लेषण में शामिल ऊतकों में पेन्टोज़ फॉस्फेट एंजाइम की उच्च सांद्रता होती है।
इस मार्ग के लिए यकृत भी एक महत्वपूर्ण ऊतक है: इस ऊतक में ग्लूकोज ऑक्सीकरण का लगभग 30% पंचकोश फॉस्फेट मार्ग के एंजाइमों के कारण होता है।
विशेषताएं
पेंटोस फॉस्फेट मार्ग सेल में कार्बन होमोस्टेसिस को बनाए रखने के लिए जिम्मेदार है। इसी तरह, मार्ग अमीनो एसिड (पेप्टाइड्स और प्रोटीन के निर्माण खंड) के संश्लेषण में शामिल न्यूक्लियोटाइड और अणुओं के अग्रदूतों को संश्लेषित करता है।
यह एंजाइमी प्रतिक्रियाओं के लिए शक्ति को कम करने का मुख्य स्रोत है। इसके अलावा, यह उपचय प्रतिक्रियाओं के लिए और ऑक्सीडेटिव तनाव के खिलाफ रक्षा प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक अणु प्रदान करता है। तनाव स्थितियों के तहत रेडॉक्स प्रक्रियाओं में मार्ग का अंतिम चरण महत्वपूर्ण है।
के चरण
पैंटोस फॉस्फेट मार्ग सेल साइटोसोल में दो चरणों में होते हैं: एक ऑक्सीडेटिव एक, जो ग्लूकोज -6-फॉस्फेट के ऑक्सीकरण के साथ NADPH को रिबोस-5-फॉस्फेट में उत्पन्न करता है; और एक गैर-ऑक्सीडेटिव एक, जिसमें तीन, चार, पांच, छह और सात कार्बन शर्करा का अंतर्संबंध शामिल है।
यह मार्ग कैल्विन चक्र और एंटनर के साथ साझा की गई प्रतिक्रियाओं को प्रस्तुत करता है - डोडोरॉफ़ मार्ग, जो ग्लाइकोलाइसिस का एक विकल्प है।
ऑक्सीडेटिव चरण
ऑक्सीडेटिव चरण कार्बन 1 पर ग्लूकोज-6-फॉस्फेट अणु के डिहाइड्रोजनीकरण से शुरू होता है। यह प्रतिक्रिया एंजाइम ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा उत्प्रेरित होती है, जिसमें एनएडीपी + के लिए एक उच्च विशिष्टता होती है ।
इस प्रतिक्रिया का उत्पाद 6-फॉस्फोनोग्लूकॉन-ए-लैक्टोन है। इस उत्पाद को 6-फॉस्फोग्लुकोनेट देने के लिए एंजाइम लैक्टोनेज़ द्वारा हाइड्रोलाइज़ किया जाता है। बाद के यौगिक को एंजाइम 6-फॉस्फोग्लुकोनेट डिहाइड्रोजनेज द्वारा लिया जाता है और रिबुलोज 5-फॉस्फेट बन जाता है।
एंजाइम फॉस्फोपेंटोस आइसोमेरेज ऑक्सीडेटिव चरण के अंतिम चरण को उत्प्रेरित करता है, जिसमें राइबोज 5-फॉस्फेट के आइसोमेराइजेशन द्वारा राइबोस 5-फॉस्फेट का संश्लेषण शामिल होता है।
प्रतिक्रियाओं की यह श्रृंखला एनएडीपीएच के दो अणुओं का उत्पादन करती है और ग्लूकोज 6-फॉस्फेट के हर अणु के लिए राइबोस 5-फॉस्फेट का एक अणु पैदा करता है जो इस एंजाइमेटिक मार्ग में प्रवेश करता है।
कुछ कोशिकाओं में, NADPH की आवश्यकताएं रिबोस 5-फॉस्फेट की तुलना में अधिक होती हैं। इसलिए, एंजाइम ट्रांसकेटोलस और ट्रांसलडोलस राइबोज 5-फॉस्फेट लेते हैं और इसे ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट और फ्रुक्टोज 6-फॉस्फेट में बदलकर गैर-ऑक्सीडेटिव चरण का रास्ता देते हैं। ये अंतिम दो यौगिक ग्लाइकोलाइटिक मार्ग में प्रवेश कर सकते हैं।
गैर-ऑक्सीडेटिव चरण
चरण एंजाइम पंचक-5-फॉस्फेट एपिमेरेज़ द्वारा उत्प्रेरित एक एपिमिरिज़ेशन प्रतिक्रिया के साथ शुरू होता है। Ribulose-5-phosphate इस एंजाइम द्वारा लिया जाता है और xylulose-5-फॉस्फेट में बदल जाता है।
उत्पाद को एंजाइम ट्रांसकेटोलैस द्वारा लिया जाता है जो कोएंजाइम थायमिन पायरोफॉस्फेट (टीटीपी) के साथ मिलकर काम करता है, जो राइबोस-5-फॉस्फेट को xylulose-5-फॉस्फेट के पारित होने को उत्प्रेरित करता है। केटोज़ को एल्डोज़ में स्थानांतरित करने के साथ, ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट और सेडोहेप्टुलोस-7-फॉस्फेट का उत्पादन किया जाता है।
एंजाइम ट्रांसलडोलेज़ तब सी 3 को सेडोहेप्टुलोज -7-फॉस्फेट अणु से ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट में स्थानांतरित करता है, एक चार-कार्बन चीनी (एरिथ्रोस-4-फॉस्फेट) और छह-कार्बन चीनी (फ्रुक्टोज -6) का उत्पादन करता है। -phosphate)। ये उत्पाद ग्लाइकोलाइटिक मार्ग को खिलाने में सक्षम हैं।
ट्रांसकेटोसल एंजाइम फिर से सी 2 को xylulose-5-फॉस्फेट से एरिथ्रोस-4-फॉस्फेट में स्थानांतरित करने के लिए कार्य करता है, जिसके परिणामस्वरूप फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट और ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट होता है। पिछले चरण की तरह, ये उत्पाद ग्लाइकोलाइसिस में प्रवेश कर सकते हैं।
यह दूसरा चरण उन मार्गों को जोड़ता है जो एटीपी और एनएडीएच को संश्लेषित करने के लिए जिम्मेदार लोगों के साथ एनएडीपीएच उत्पन्न करते हैं। इसके अलावा, उत्पादों फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट और ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट ग्लूकोनोजेनेसिस में प्रवेश कर सकते हैं।
संबंधित रोग
इन न्यूरोमस्कुलर बीमारियों और विभिन्न प्रकार के कैंसर के बीच, अलग-अलग विकृति पैन्थोज फॉस्फेट मार्ग से संबंधित हैं।
अधिकांश नैदानिक अध्ययन ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज की गतिविधि को निर्धारित करने पर ध्यान केंद्रित करते हैं, क्योंकि यह मार्ग को विनियमित करने के आरोप में मुख्य एंजाइम है।
एनीमिया के लिए अतिसंवेदनशील व्यक्तियों से संबंधित रक्त कोशिकाओं में, वे ग्लूकोज -6-फॉस्फेट निर्जलीकरण की एक कम एंजाइमेटिक गतिविधि प्रस्तुत करते हैं। इसके विपरीत, स्वरयंत्र में कार्सिनोमस से संबंधित कोशिकाएं उच्च एंजाइम गतिविधि दर्शाती हैं।
NADPH ग्लूटाथियोन के उत्पादन में शामिल है, जो प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों के खिलाफ एक महत्वपूर्ण पेप्टाइड अणु है, जो ऑक्सीडेटिव तनाव में शामिल है।
विभिन्न प्रकार के कैंसर पेन्टोज़ मार्ग के सक्रियण की ओर ले जाते हैं और यह मेटास्टेसिस, एंजियोजेनेसिस और कीमोथेरेपी और रेडियोथेरेपी उपचारों की प्रतिक्रियाओं के साथ जुड़ा हुआ है।
दूसरी ओर, एनएडीपीएच के उत्पादन में कमी होने पर क्रोनिक ग्रैनुलोमैटस बीमारी विकसित होती है।
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