ペントースリン酸経路、また、ヘキソース一リン酸の転換として知られているが、そのエンドプロダクト例えばDNA、RNA、ATP、NADHなどのヌクレオチドおよび核酸合成経路に必要なリボース、ある基本的な代謝経路でありますFADおよびコエンザイムA.
また、さまざまな酵素反応に使用されるNADPH（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸）を生成します。この経路は非常に動的で、細胞の瞬間的なニーズに応じて製品を適応させることができます。
ATP（アデノシン三リン酸）は、細胞の「エネルギー通貨」と見なされています。これは、ATPの加水分解がさまざまな生化学反応に結びつくためです。
同様に、NADPHは、脂肪酸の還元合成、コレステロール合成、神経伝達物質合成、光合成、解毒反応などに不可欠な2番目のエネルギー通貨です。
NADPHとNADHは構造が似ていますが、生化学反応で交換して使用することはできません。NADPHは、還元生合成のための特定の代謝産物の酸化における自由エネルギーの利用に参加しています。
対照的に、NADHは、ATPを合成するための代謝産物の酸化による自由エネルギーの利用に関与しています。
歴史と場所
この経路の存在の兆候は、NADP +の発見を認められた研究者オットーウォーバーグのおかげで1930年に始まりました。
特定の観察により、経路、特にフッ化物イオンなどの解糖阻害剤の存在下での呼吸の継続の発見が可能になりました。
その後、1950年に科学者のフランクディケンズ、バーナードホレッカー、フリッツリプマン、エフライムラッカーがペントースリン酸経路について説明しました。
乳腺、脂肪組織、腎臓など、コレステロールと脂肪酸の合成に関与する組織には、ペントースリン酸酵素が高濃度で含まれています。
肝臓もこの経路の重要な組織です。この組織でのグルコース酸化の約30％は、ペントースリン酸経路の酵素のおかげで起こります。
特徴
ペントースリン酸経路は、細胞内の炭素ホメオスタシスを維持する責任があります。同様に、経路は、アミノ酸の合成に関与するヌクレオチドおよび分子の前駆体（ペプチドおよびタンパク質の構成要素）を合成します。
これは、酵素反応の力を低下させる主な原因です。さらに、同化反応や酸化ストレスに対する防御プロセスに必要な分子を提供します。経路の最後のフェーズは、ストレス状況下のレドックスプロセスで重要です。
フェーズ
ペントースリン酸経路は、細胞の細胞質ゾルの2つの段階で構成されています。そして、非酸化性のものは、3、4、5、6および7個の炭素糖の相互変換を含みます。
この経路は、カルバンサイクルと、解糖の代替となるEntner – Doudoroff経路で共有される反応を示しています。
酸化相
酸化段階は、炭素1でのグルコース-6-リン酸分子の脱水素から始まります。この反応は、NADP +に対して高い特異性を持つ酵素であるグルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼによって触媒されます。
この反応の生成物は6-ホスホノグルコン-δ-ラクトンです。次に、この生成物は酵素ラクトナーゼによって加水分解され、6-ホスホグルコン酸が得られます。後者の化合物は、酵素6-ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼによって取り込まれ、リブロース5-リン酸になります。
酵素ホスホペントースイソメラーゼは、リブロース5-リン酸の異性化によるリボース5-リン酸の合成を含む酸化段階の最終段階を触媒します。
この一連の反応により、この酵素経路に入るグルコース6-リン酸の各分子に対して、NADPHの2つの分子とリボース5-リン酸の1つの分子が生成されます。
一部の細胞では、NADPHの要件は、リボース5-リン酸の要件よりも高くなっています。したがって、酵素トランスケトラーゼとトランスアルドラーゼはリボース5-リン酸を取り、それをグリセルアルデヒド3-リン酸とフルクトース6-リン酸に変換し、非酸化相に移行します。これらの最後の2つの化合物は解糖経路に入ることができます。
非酸化相
この段階は、酵素ペントース-5-リン酸エピメラーゼによって触媒されるエピマー化反応で始まります。リブロース-5-リン酸はこの酵素によって取り込まれ、キシルロース-5-リン酸に変換されます。
生成物は、キシルロース-5-リン酸からリボース-5-リン酸への移行を触媒する補酵素チアミンピロリン酸（TTP）と一緒に作用する酵素トランスケトラーゼによって取り込まれます。ケトースからアルドースへの転移により、グリセルアルデヒド-3-リン酸とセドヘプツロース-7-リン酸が生成されます。
次に、酵素トランスアルドラーゼは、C3をセドヘプツロース-7-リン酸分子からグリセルアルデヒド-3-リン酸分子に転移させ、4つの炭素の糖（エリスロース-4-リン酸）と6つの炭素の糖（フルクトース-6 -リン酸塩）。これらの製品は解糖経路を養うことができます。
トランスケトサル酵素は再び作用して、C2をキシルロース-5-リン酸からエリスロース-4-リン酸に転移させ、フルクトース-6-リン酸とグリセルアルデヒド-3-リン酸を生成します。前のステップと同様に、これらの製品は解糖系に入ります。
この第2フェーズでは、NADPHを生成する経路と、ATPおよびNADHの合成を担当する経路を接続します。さらに、製品のフルクトース-6-リン酸とグリセルアルデヒド-3-リン酸は、糖新生に入ることができます。
関連する病気
これらの神経筋疾患とさまざまな種類のがんとの間で、ペントースリン酸経路に関連するさまざまな病状があります。
ほとんどの臨床研究は、グルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼが経路の調節に関与する主要な酵素であるため、その活性の定量化に焦点を当てています。
貧血になりやすい個人に属する血球では、それらはグルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼの低い酵素活性を示します。対照的に、喉頭の癌腫に関連する細胞株は、高い酵素活性を示します。
NADPHは、酸化ストレスに関与する活性酸素種からの保護に重要なペプチド分子であるグルタチオンの生産に関与しています。
さまざまな種類の癌がペントース経路の活性化につながり、転移のプロセス、血管新生、化学療法や放射線療法治療への反応に関連しています。
一方、NADPHの産生が不足すると慢性肉芽腫症が発症します。
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