Title: BV2 / BV2 - 2 / Modul 5 / The pentose phosphate pathway

Q: What is another name for the pentose phosphate pathway?
A: The hexose monophosphate shunt (HMP)

Q: What does the HMP-shunt do?
A: It provides ribose 5-phosphate for the biosynthesis of
nucleotides; required for e.g. DNA, RNA, FAD, NAD+,
CoA

Q: What is the pentose phosphate pathway the major source of?
A: It is the major source of nicotinamide adenosine dinucleotide phosphate (NADPH), the reducing agent for the biosynthesis of fatty acids and cholesterol

Q: What is NADPH used for?
A: It is the reducing agent for the biosynthesis of fatty acids and
cholesterol

Q: What more can NADPH be used for?
A: NADPH is also used for the detoxification (reduction) of hydrogen peroxide (H2O2) of free radicals by enzymes, such as glutathione.

Q: How many phases can the PPP be broken down into?
A: 2 phases:
- The oxidative
- The nonoxidative

Q: What does the oxidative phase do?
A: The oxidative phase, breaks down glucose into a ribose, CO2 and generates NADPH

Q: What does the non-oxidative phase do?
A: The nonoxidative phase performs the interconversion of sugars
containing 3 to 7 carbons

Q: What is the overall reaction of the HMP-shunt?
A: Glucose 6-phosphate + 2 NADP + + H 2 O → ribose 5-phosphate + 2 NADPH + 2H + + CO 2

Q: Vad kan HMP-shunten kallas?
A: Hexomonofosfatvägen/PPP-pentosfosfatvägen (pentose-phosphate-pathway)

Q: Var sker HMP-shunten?
A: I cellens cytosol (ffa i lever, fettväv, aktiva bröstkörtlar, njurcortex, testiklar, röda blodkroppar, ovarierna och placenta)

Q: Vad är HMP-shunten ett altrnativ för?
A: Ett alternativt öde för oxidering av glukos

Q: Varför sker HMP-shunten?
A: För att
bilda NADPH för reduktiv biosyntes och ribos-5-fosfat för syntes av
nukleinsyror - Alltså
inte i primärt syfte att bilda energi

Q: Hur börjar HMP-shunten?
A: I början har vi en serie irreversibla reaktioner

Q: Vad skapar de irreversibla reaktionerna i början av HMP-shunten?
A: De är reaktionerna som producerar 2 NADPH med utgångspunkt från glukos-6-fosfat

Q: I vilka steg kan HMP-shunten delas in i?
A: 1. Dehydrogenas-reaktion som genererar NADPH + H+
2. Använder vatten, hydrolas,
  1. Efter de 2 första stegen får vi 6-fosfoglukonat
3. 6-fosfoglukonat omvandlas i sin tur till ribulos-5-fosfat i en reaktion där det andra NADPH reduceras (NADPH + H+)
  1. Det avspjälkas även en CO2 så det nu finns en 5-kolskedja kvar istället för en 6-kolkedja
4. Ribulos-5-fosfat kan sedan omvandlas till ribos-5-fosfat, som ingår i nukleinsyrabiosyntesen
  1. Ribulos-5-fosfat kan också gå in i en serie av reversibla icke-oxidativa reaktioner där några av intermediärena, t.ex. glyceraldehyd-3-fosfat, kan gå in i glykolysen
    1. Men de kan också omvandlas via transketolas och transaldolaser tillbaka till ribos-5-fosfat, som kan gå till nukleinsyrabiosyntesen

Q: Vilka rekationer sker i den oxidativa fasen av HMP-shunten?
A: Oxidativ fas
1. Glukos-6-fosfat + NADP+ -> 6-fosfoglukonolakton + NADPH + H+
  1. Enzym: glukos-6-fosfat dehydrogenas
2. 6-fosfoglukonolakton + H2O -> 6-fosfoglukonat
  1. Enzym: 6-fosfoglukonolakton hydrolas
3. 6-fosfoglukonat + NADP+ -> ribulos-5-fosfat + NADPH + H+ + Co2
  1. Enzym: 6-fosfoglukonat dehydrogenas

Q: Vad sker i den icke-oxidativa fasen av HMP-shunten, steg 4?
A: 1. Ribulos-5-fosfat -> ribos-5-fosfat
  1. Enzym: ribulos-5-fosfat isomeras

Q: Vad kan alternativt vara ett 4e steg i HMP-shunten?
A: 1. Ribulos-5-fosfat -> xylulos-5-fosfat
  1. Enzym: ribulos-5-fosfat-3-epimeras

Q: Vad ansvarar HMP-shunten för?
A: HMP-shunten ansvarar för att bilda en stor del av cellens NADPH

Q: På vilket annat sätt kan NADPH också bildas?
A: NADPH kan också bildas i cytoplasman med ett annat enzym som heter malic enzyme

Q: I vilka synteser behövs NADPH?
A: Vid reduktiv biosyntes av fettsyror, steroider, kolesterol, m.fl.

Q: Vilka system är NADPH-beroende?
A: Cytokrom p450 systemet, olika reduktaser som behöver NADPH för att fungera vid detoxifiering av läkemedel, gifter och annat (i levern)

Q: Vad gör NADPH i gluathione-systemet?
A: För att glutathione systemet ska fungera behövs NADPH
- Reducera glutathione, som skyddar mot reaktiva syreradikaler (ROS)

Q: Vad mr kan NADPH hjälpa bilda?
A: Kväveoxid (NO) - En
viktig signalmolekyl i blodkärlen som reglerar dess kontraktion

Q: Vad är Xyluos-5-fosfat?
A: Är en intermediär i HMP-shunten

Q: Vad kan xyluos-5-fosfat omvandlas till?
A: Den ka omvandlas till ribos-5-fosfat

Q: Från vilka andra molekyler kan vi få xyluos-5-fosfat, än via PPP?
A: - Det finns andra sätt vi kan få den i cellen också, t.ex. från
  - Glyceraldehyd-3-fosfat
  - Fruktos-6-fosfat

Q: Vad regulerar xyluos-5-fosfat?
A: Är en indirekt regulator av PP2A (ett fosfatas) och via den transkriptionsfaktorn ChREBP (carbohydrate respons element binding protein)

Q: Vad kan transkriptionsfaktorn ChREBP göra?
A: Denna transkriptionsfaktorn är av betydelse i många metabola transkriptionsprocesser
- Den kan uppreglera produktionen av enzymer, som är av stor vikt vid glykogensyntesen
- Detta leder då till att vi kan ha en koppling mellan kolhydratmetabolismen och en påverkan på nybildningen av fetter

Q: Vad säger nya rön kan ha en liknande roll som xyluos-5-fosfat?
A: Nya rön säger att det inte bara behöver vara xylulos-5-fosfat, utan att glukos-6-fosfat kan ha en liknande roll

Q: Vad är hexosaminvägen?
A: Glukos-6-fosfat kan omlagras till N-acetylglukosamin-6-fosfat

Q: Hur går hexosaminvägen till?
A: - Glukos-6-fosfat kan omlagras till fruktos-6-fosfat
- Fruktos-6-fosfat kan i sin tur via ett aminotransferas bilda glukosamin-6-fosfat
- Och via en interaktion med acetyl-CoA där CoA avgår kan det bilda N-acetylglukosamin-6-fosfat

Q: Vad är N-acetylglukosamin-6-fosfat viktigt för?
A: N-acetylglukosamin-6-fosfat är en viktig utgångspunkt för bildning av olika glukosaminoglykaner, glykoproteiner och gangliosider

Q: Vad kan modifieras med N-acetylglukosamin-6-fosfat?
A: Transkriptionsfaktorer kan vara post-translationellt modifierade med O-linked-beta-N-acetylglukosamin (O-GlcNAc) i levern, ett ex. är carbohydrate-responsive element-bindning protein (ChREBP)