background image

 

                            

                            Pentose Phosphate Pathway  
               Hexose Monophosphate ( HMP ) Shunt Pathway  

Normally , 10% of glucose is metabolized through this pathway which operates in  
the cytoplasm . Energy ( ATP ) is not generated nor required .  
 

Significance of pentose phosphate pathway : 

 

This pathway has two main functions :

 

        A - The major metabolic role of the pathway is the generation of reduced   
               nicotinamide adenine dinucleotide phosphate ( NADPH )  .  
        B - Generation of ribose-5-p necessary for the biosynthesis of nucleotides ,   
               nucleotide coenzymes and nucleic acids . 

Reactions of the pentose phosphate pathway : 

 

The pathway has two phases :

 

          1 - oxidative irreversible phase  .      
          2 - non-oxidative reversible phase . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

1 - The oxidative irreversible reactions :  

       

● In the oxidative irreversible reactions , one carbon of glucose-6-p is released as   

         CO

2

 , two NADPH are generated and the remaining carbons form ribulose-5-P   

          ( a pentose phosphate , 5 C ) . The enzyme glucose-6-P dehydrogenase( GPD ) is   
           the rate-limiting enzyme .   
                 


background image

  
 

 

        
 

2 - The non-oxidative reversible reactions : 

      

■ Ribulose-5-p may be isomerized to ribose-5-p ( a pentose phosphate ) or   

           epimerized to xylulose-5-p ( pentose phosphate ) . 

   

■ Transfer & rearrangement of carbon atoms between Ribose & Xylulose  

      ( catalyzed by the enzymes Transketolase & Transaldolase ) ultimately form   
      Fructose-6-p   & Glyceraldehydes-3-p . 

     

 

 

Functions of NADPH : 

1 - NADPH is used for reductive biosynthesis particularly of fatty acids ,cholesterol  
      and steroid hormones .

     

 2 - NADPH has bactericidal role :  
       During inflammation , bacteria phagocytosed by inflammatory cells ( neutrophils ,   
       eosinophils , monocytes  and macrophages ) . These cells contain the enzyme NADPH   
      Oxidase that produce superoxide anion from oxygen which requires NADPH . The   
       superoxide anion is converted to hydrogen peroxide and then to hypochlorous acid   
       (HClO) by the enzymes Superoxide Dismutase (SOD) & Myeloperoxidase ( MPO ) . 
 
      The superoxide & hypochlorous ions are the final effectors of bactericidal action . 
        This is a deliberate production of free radicals by the body . About 10% of oxygen  
        uptake by macrophages is used for free radical generation . 
  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  
 
  

  
 

 

 

 


background image

             
  

 

 
 

 

 

 

  

 

  

 

Regulation of pentose phosphate pathway : 

 1 . The oxidative phase of the pathway is controlled by the level of NADP

+

 ; it can only  

       proceed if NADPH is oxidized back to NADP

+

 . 

2.  The rate-limiting enzyme  Glucose–6–P Dehydrogenase ( GPD ) is inhibited by high 

NADPH level . 

 3.  The non-oxidative phase is controlled by the requirement of the cell to ribose . 
 
 

 

    

 
 

Glucose-6-p dehydrogenase ( GPD ) deficiency : 

 

● Is the most common genetic enzyme deficiency . 

● These patients cannot generate enough NADPH by the pentose phosphate pathway    
    necessary for antioxidant system to defend erythrocytes against reactive  
    oxygen species . 
 

● Individuals with this genetic deficiency have attacks of severe hemolytic anemia and   
    jaundice 

when taking certain drugs like anti-malarial drugs  primaquine  and sulfa  

    

drugs { condition called drug-induced hemolytic anemia } or after ingestion of broad  

    beans ,   , {condition called Favisim } . 
 

● Erythrocytes in GPD-deficient individuals still have the defense mechanisms  
    provided by the antioxidants vitamins E & C and the enzyme catalase . Thus  
    these patients remain asymptomatic unless the oxidant-antioxidant balance is   
    disturbed by taking drugs or ingesting broad beans that shifts the balance towards   
    increase in oxidants relative to antioxidants and which leads to oxidative stress   
    situation causing RBC destruction and lyses . 
  
 
 
                              

*********************************** 


background image

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

                                            

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Ismail AL Jarrah
المشاهدات: لقد قام عضوان و 118 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل