اهمية مسار فوسفات البنتوز

الكاتب: المدير -
اهمية مسار فوسفات البنتوز
"محتويات
ما هو مسار فوسفات البنتوز (PPP)
ما هي أهمية مسار فوسفات البنتوز
ماذا يحدث في مسار فوسفات البنتوز
خطوات مسار فوسفات البنتوز
المرحلة المؤكسدة
الخطوة الأولى 
الخطوة الثانية
المرحلة الغير مؤكسدة
الخطوة الثالثة
الخطوة الرابعة
الخطوة الخامسة
مكان حدوث مسار فوسفات البنتوز
ما هو مسار فوسفات البنتوز (PPP)

يعد مسار فوسفات البنتوز هو المصدر الرئيسي لـ NADPH المطلوب لعمليات الابتنائية ، هناك ثلاث مراحل متميزة لكل منها نتيجة مميز ، اعتمادًا على احتياجات الكائن الحي ، يمكن تغذية مستقلبات تلك النتيجة في العديد من المسارات الأخرى. يرتبط استحداث السكر مباشرة بمسار فوسفات البنتوز ، مع زيادة الحاجة إلى الجلوكوز 6 فوسفات المستقلب الأول في مسار فوسفات البنتوز، يزداد نشاط استحداث السكر.

ما هي أهمية مسار فوسفات البنتوز
يتم استخراج الجزيء الرئيسي في الجسم الذي يجعل عمليات الابتنائية ممكنة هو NADPH ، بسبب بنية هذا الجزيء ، فإنه يتبرع بسهولة بأيونات الهيدروجين إلى المستقلبات وبالتالي تقليلها وجعلها متاحة لحصاد الطاقة في وقت لاحق ، ويعتبر PPP هو المصدر الرئيسي لتوليف NADPH.
مسار فوسفات البنتوز (PPP) مسؤول أيضًا عن إنتاج ريبوز -5-فوسفات وهو جزء مهم من الأحماض النووية.
 يمكن أيضًا استخدام PPP لإنتاج glyceraldehyde-3-phosphate والذي يمكن بعد ذلك إدخاله في دورات TCA و ETC مما يسمح بحصاد الطاقة.
اعتمادًا على احتياجات الخلية ، يمكن تنظيم بعض الإنزيمات وبالتالي زيادة أو تقليل إنتاج المستقلبات المطلوبة.
توجد الإنزيمات المعقولة لتحفيز خطوات PPP بكثرة في الكبد (الموقع الرئيسي لتكوين السكر) بشكل أكثر تحديدًا في العصارة الخلوية , وتعتبر العصارة الخلوية هي المكان الذي يحدث فيه تخليق الأحماض الدهنية وهي عملية تعتمد على NADPH.
وقد ثبت أن PPP هو المنظم الرئيسي للتوازن الخلوي و الاختزال (الأكسدة) والتخليق الحيوي.
 تفيد التقارير أن الإنزيمات الموجودة في PPP تلعب أدوارًا مهمة في العديد من الأمراض التي تصيب الإنسان.
يعد PPP أمرًا بالغ الأهمية للوقاية من السرطان وعلاجه لأن NADPH و R5P يلعبان أدوارًا مهمة في تنظيم استجابة تلف الحمض النووي ، والتمثيل الغذائي ، والانتشار في الخلايا السرطانية ، ثبت أن العديد من الإنزيمات الموجودة في PPP هي أهداف محتملة في علاج السرطان ، لا تعمل هذه البروتينات كإنزيمات أيضية فحسب ، بل تشارك أيضًا تنظيم الأنشطة الخلوية الأخرى.
يعتبر R5P  الوسيط في PPP هو مقدمة للتخليق الحيوي للنيوكليوتيدات ، وهو أمر ضروري لتكرار الحمض النووي وإصلاح تلف الحمض النووي.
G6PD و 6PGD هما الإنزيمان الموجودان في PPP اللذان يحفزان التفاعلات لإنتاج NADPH، وعلى الرغم من أن TKT في PPP غير المؤكسد لا يحفز بشكل مباشر تكوين NADPH ، فقد كشفت دراسة حديثة عن دورها في تنظيم مستويات NADPH و R5P الخلوية من خلال موازنة التدفق بين تحلل السكر و PPP ، لذلك ، فإن G6PD و 6PGD و TKT أهداف واعدة في PPP للوقاية والعلاج من أمراض التمثيل الغذائي والسرطان ، فهو يساعد من الحد من مسببات الاجهاد التأكسدي.
ماذا يحدث في مسار فوسفات البنتوز

على غرار بعض العمليات في التنفس الخلوي ، فإن الجزيئات التي تمر عبر مسار فوسفات البنتوز تتكون في الغالب من الكربون. أسهل طريقة لفهم هذا المسار هي اتباع الكربون.

يوفر تكسير السكر البسيط ، الجلوكوز ، في تحلل السكر أول جزيء 6 كربون مطلوب لمسار فوسفات البنتوز ، خلال الخطوة الأولى من تحلل الجلوكوز ، يتم تحويل الجلوكوز عن طريق إضافة مجموعة فوسفات ، مما يؤدي إلى توليد الجلوكوز 6 فوسفات ، وهو جزيء 6 كربون آخر.

 يمكن أن يستخدم مسار فوسفات البنتوز أي جزيئات متاحة من الجلوكوز 6 فوسفات ، سواء تم إنتاجها عن طريق تحلل السكر أو طرق أخرى.

خطوات مسار فوسفات البنتوز

يتم من مسار فوسفات البنتوز على مرحلتين أساسيتين وهما: المرحلة المؤكسدة ، والمرحلة غير المؤكسدة وكل مرحلة تتم على عدة خطوات سوف نطرحها فيما يلى:

المرحلة المؤكسدة

تأتي الكلمة “المؤكسدة” لهذه المرحلة من عملية الأكسدة ، الأكسدة هي انهيار الجزيء لأنه يفقد واحدًا على الأقل من إلكتروناته ، وتتكون هذه المرحلة من خطوتين لا رجعة فيهما:

الخطوة الأولى 

يتأكسد الجلوكوز 6 فوسفات ليشكل اللاكتون ، يتم إنتاج NADPH كمنتج ثانوي لهذا التفاعل مثل NADP^ + + ثم يتم تقليله حيث يتأكسد الجلوكوز 6 فوسفات ، بعد أكسدة الجلوكوز 6 فوسفات ، يحدث تفاعل آخر ، محفز بواسطة إنزيم مختلف ، يستخدم الماء لتشكيل 6-فوسفوجلوكونات ، المنتج الخطي.

يشبه NADPH في التركيب والوظيفة مكوك الإلكترون عالي الطاقة ، NADH.

ويحتوي NADPH على مجموعة فوسفات مضافة ويستخدم في الخلية للتبرع بإلكتروناتها ، تمامًا مثل NADH ، بمجرد أن يتبرع NADPH بإلكتروناته ، يُقال أنه يتأكسد (الأكسدة = فقدان الإلكترونات) ويُرمز إليه الآن باسم NADP^ + +

وغالبًا ما يستخدم NADPH في التفاعلات التي تبني الجزيئات وتحدث بتركيز عالٍ في الخلية ، بحيث تكون متاحة بسهولة لهذه الأنواع من التفاعلات.

الخطوة الثانية

بعد ذلك ، تتم إزالة الكربون (المشقوق) وثاني أكسيد الكربون_2  ، ويتم إطلاق سراحه ، مرة أخرى ، يتم استخدام الإلكترونات المنبعثة من هذا الانقسام لتقليل NADP^ + + ، ويسمى هذا الجزيء الجديد المكون من 5 كربون “ريبولوز-5-فوسفات”.

المرحلة الغير مؤكسدة

إن المرحلة غير المؤكسدة مفيدة حقًا لأن هذه التفاعلات قابلة للعكس ، يسمح هذا للجزيئات المختلفة بدخول مسار فوسفات البنتوز في مناطق مختلفة من المرحلة غير المؤكسدة وتحويلها حتى الجزيء الأول من الطور غير المؤكسد (ريبولوز-5-فوسفات). Ribulose-5-phosphate هو مقدمة للسكر الذي يتكون من DNA و RNA ، وهو أيضًا منتج لمرحلة الأكسدة.

الخطوة الثالثة

يمكن تحويل ريبولوز -5-فوسفات إلى جزئين مختلفين من 5-كربون ، أحدهما هو السكر المستخدم في تكوين الحمض النووي والحمض النووي الريبي ويسمى ريبوز -5-فوسفات وهذا هو الجزيء الذي سنركز عليه ، لا يتم تقسيم ريبولوز -5-فوسفات لأن عدد الكربون هو نفسه في الخطوة التالية.

الخطوة الرابعة

تتكون بقية الدورة الآن من خيارات مختلفة تعتمد على احتياجات الخلية ، يتم دمج ريبوز -5-فوسفات من الخطوة 3 مع جزيء آخر من ريبوز -5-فوسفات لعمل جزيء 10-كربون.

يتم تحويل الزائدة ريبوز -5-فوسفات ، والتي قد لا تكون ضرورية للتخليق الحيوي للنيوكليوتيدات ، إلى سكريات أخرى يمكن أن تستخدمها الخلية لعملية التمثيل الغذائي.

يتم تحويل جزيء 10 كربون فيما بينها لإنشاء جزيء 3 كربون وجزيء 7 كربون ، يمكن شحن المنتج ثلاثي الكربون إلى تحلل السكر إذا احتاج إلى ذلك ، ومع ذلك ، تذكر أنه يمكننا أيضًا العودة إلى جزيء آخر في هذه المرحلة ، بحيث يمكن أيضًا شحن جزيء 3-كربون من تحلل السكر وتحويله إلى ريبوز-5-فوسفات لإنتاج الحمض النووي الريبي والحمض النووي الريبي.

الخطوة الخامسة

جزيء 3-كربون وجزيء 7-كربون ، من التحويل البيني أعلاه في الخطوة 4 ، يتحولان مرة أخرى لإنشاء جزيء 4 كربون جديد وجزيء 6 كربون. جزيء 4-كربون هو مقدمة للأحماض الأمينية ، بينما يمكن استخدام جزيء 6-كربون في تحلل السكر. يمكن أن يحدث نفس عكس الخطوات في الخطوة أربعة هنا أيضًا.

مكان حدوث مسار فوسفات البنتوز

يحدث مسار فوسفات البنتوز في العصارة الخلوية للخلية ، وهو نفس موقع تحلل السكر ، المنتجان الأكثر أهمية من هذه العملية هما سكر الريبوز 5-فوسفات المستخدم في صنع الحمض النووي الريبي النووي والحمض النووي الريبي ، وجزيئات NADPH التي تساعد في بناء الجزيئات الأخرى.

المراجع"
شارك المقالة:
6 مشاهدة
هل أعجبك المقال
0
0

مواضيع ذات محتوي مطابق

التصنيفات تصفح المواضيع دليل شركات العالم
youtubbe twitter linkden facebook