पेंटोज फॉस्फेट मार्ग

पेंटोज फॉस्फेट मार्ग ग्लूकोज चयापचय की एक शाखा है जो ग्लाइकोलिसिस के समानांतर चलती है और एटीपी उत्पादन के बजाय जैवसंश्लेषण का कार्य करती है। इसका ऑक्सीडेटिव चरण ग्लूकोज-6-फॉस्फेट को एनएडीपीएच में परिवर्तित करता है, जो जैवसंश्लेषण और एंटीऑक्सीडेंट रक्षा के लिए आवश्यक अपचायक शक्ति है, जबकि इसका गैर-ऑक्सीडेटिव चरण न्यूक्लियोटाइड के लिए राइबोज-5-फॉस्फेट का उत्पादन करता है और विभिन्न श्रृंखला लंबाई की शर्करा को आपस में परिवर्तित करता है। मार्ग की गतिविधि इस बात पर निर्भर करती है कि कोशिका को अपचायक शक्ति, राइबोज, या ऊर्जा की सबसे अधिक आवश्यकता है।

Definition

पेंटोज फॉस्फेट मार्ग वह मार्ग है जिसके द्वारा ग्लूकोज-6-फॉस्फेट को एनएडीपीएच और राइबोज-5-फॉस्फेट उत्पन्न करने के लिए चयापचय किया जाता है, जिसमें एक अपरिवर्तनीय ऑक्सीडेटिव चरण शामिल है जो एनएडीपीएच का उत्पादन करता है और एक प्रतिवर्ती गैर-ऑक्सीडेटिव चरण जो शर्करा फॉस्फेट को आपस में परिवर्तित करता है।

Scope

यह विषय मार्ग के दो चरणों, इसके उत्पादों एनएडीपीएच और राइबोज-5-फॉस्फेट, कोशिकीय मांग के जवाब में इसके लचीले प्रवाह, और एंटीऑक्सीडेंट रक्षा और प्रसार से इसके संबंधों को शामिल करता है। यह संबंधित एंजाइमों की कमी के नैदानिक ​​प्रबंधन के बजाय मार्ग के जैव रसायन पर केंद्रित है।

Core questions

• ऑक्सीडेटिव चरण क्या उत्पन्न करता है, और एनएडीपीएच क्यों महत्वपूर्ण है?
• गैर-ऑक्सीडेटिव चरण शर्करा फॉस्फेट की आपूर्ति और उन्हें आपस में कैसे परिवर्तित करता है?
• मार्ग कोशिकीय मांग के अनुसार अपने प्रवाह को कैसे समायोजित करता है?
• यह एंटीऑक्सीडेंट रक्षा और प्रसार का समर्थन कैसे करता है?

Key concepts

• ऑक्सीडेटिव चरण (एनएडीपीएच उत्पादन)
• गैर-ऑक्सीडेटिव चरण (शर्करा का अंतःपरिवर्तन)
• ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डीहाइड्रोजनेज
• जैवसंश्लेषण और एंटीऑक्सीडेंट रक्षा के लिए एनएडीपीएच
• न्यूक्लियोटाइड के लिए राइबोज-5-फॉस्फेट
• ग्लाइकोलिसिस के सापेक्ष लचीला प्रवाह
• ट्रांसकीटोलेज और ट्रांसएल्डोलेज

Mechanisms

ऑक्सीडेटिव चरण में, ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डीहाइड्रोजनेज ग्लूकोज-6-फॉस्फेट को मार्ग में प्रतिबद्ध करता है और, बाद के ऑक्सीडेटिव चरण के साथ, राइबुलोज-5-फॉस्फेट का उत्पादन करते हुए एनएडीपीएच के दो अणु उत्पन्न करता है। यह एनएडीपीएच अपचायक जैवसंश्लेषण की आपूर्ति करता है और एंटीऑक्सीडेंट प्रणालियों को बनाए रखता है जो कोशिकाओं को ऑक्सीडेटिव क्षति से बचाते हैं। गैर-ऑक्सीडेटिव चरण, जो ट्रांसकीटोलेज और ट्रांसएल्डोलेज द्वारा उत्प्रेरित होता है, पांच-, चार-, छह- और सात-कार्बन शर्करा फॉस्फेट को प्रतिवर्ती रूप से आपस में परिवर्तित करता है, जिससे कोशिका न्यूक्लियोटाइड संश्लेषण के लिए राइबोज-5-फॉस्फेट बना सकती है या कार्बन को ग्लाइकोलिसिस में वापस कर सकती है। क्योंकि गैर-ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाएं प्रतिवर्ती होती हैं, मार्ग को आवश्यकतानुसार एनएडीपीएच, राइबोज, या ऊर्जा चयापचय की ओर संतुलित किया जा सकता है, जिसमें ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डीहाइड्रोजनेज कोशिका की एनएडीपीएच स्थिति के प्रति उत्तरदायी होता है।

Clinical relevance

ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डीहाइड्रोजनेज की कमी, जो सबसे आम मानव एंजाइमोपैथी है, लाल रक्त कोशिकाओं को ऑक्सीडेटिव तनाव से बचाने के लिए मार्ग के महत्व को दर्शाती है, और एनएडीपीएच और राइबोज की आपूर्ति में मार्ग की भूमिका प्रसार करने वाली कोशिकाओं के लिए प्रासंगिक है। मार्ग को समझना इन संबंधों को स्पष्ट करता है। यह प्रविष्टि शैक्षिक है और निदान या उपचार का आधार नहीं है।

Epidemiology

ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डीहाइड्रोजनेज की कमी दुनिया भर में सबसे आम एंजाइम की कमी है, मार्ग के शरीर विज्ञान की समीक्षाओं में एक संबंध नोट किया गया है, जो कोशिकीय एंटीऑक्सीडेंट रक्षा में मार्ग की भूमिका को रेखांकित करता है।

History

पेंटोज फॉस्फेट मार्ग को बीसवीं सदी के मध्य में विकसित किया गया था, जिसमें वारबर्ग द्वारा ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डीहाइड्रोजनेज और एनएडीपी की खोज की गई थी, और बाद में होरेकर, रैकर और अन्य द्वारा गैर-ऑक्सीडेटिव प्रतिक्रियाओं का स्पष्टीकरण किया गया था। मुख्य रूप से राइबोज और एनएडीपीएच के स्रोत के रूप में देखे जाने वाले इस मार्ग ने रेडॉक्स संतुलन और प्रसार करने वाली कोशिकाओं के चयापचय में अपनी भूमिकाओं के लिए फिर से ध्यान आकर्षित किया है।

Key figures

• Otto Warburg
• Frank Dickens
• Bernard Horecker
• Efraim Racker

Seminal works

• stincone-2014
• patra-2014

Frequently asked questions

पेंटोज फॉस्फेट मार्ग क्यों महत्वपूर्ण है यदि यह कम एटीपी बनाता है?

इसका महत्व ऊर्जा के बजाय इसके उत्पादों में निहित है: जैवसंश्लेषण और एंटीऑक्सीडेंट रक्षा के लिए एनएडीपीएच, और न्यूक्लियोटाइड और न्यूक्लिक एसिड बनाने के लिए राइबोज-5-फॉस्फेट।

मार्ग कैसे तय करता है कि एनएडीपीएच बनाना है या राइबोज?

इसका गैर-ऑक्सीडेटिव चरण प्रतिवर्ती होता है, इसलिए इस बात पर निर्भर करता है कि कोशिका को अधिक एनएडीपीएच, अधिक राइबोज, या अधिक ऊर्जा की आवश्यकता है, कार्बन को ऑक्सीडेटिव चरणों के माध्यम से निर्देशित किया जा सकता है या आपस में परिवर्तित करके ग्लाइकोलिसिस में वापस किया जा सकता है।