Bioquímica do Metabolismo: Via das Pentoses, Ciclo de Krebs e Fosforilação Oxidativa

Destinos metabólicos da glicose

A glicose celular pode seguir quatro vias principais: armazenamento (glicogênio, amido, sacarose), oxidação pela via glicolítica (piruvato), oxidação pela via da pentose-fosfato (ribose-5-fosfato e NADPH) ou síntese de polímeros estruturais (matriz extracelular e polissacarídeos da parede celular).

Via das pentoses-fosfato

Rota metabólica citoplasmática de oxidação da glicose dividida em duas fases: a fase oxidativa (que produz NADPH e ribose-5-fosfato) e a fase não-oxidativa (que recicla pentoses fosfatadas em glicose-6-fosfato).

Ribose-5-fosfato

Açúcar de 5 carbonos produzido na via das pentoses, essencial como precursor do DNA, RNA, $\text{NAD}^+$, $\text{NADP}^+$, FAD, FMN, Coenzima A, ATP e GTP.

NADPH

Coenzima reduzida que atua como doadora de elétrons em reações biossintéticas (como a síntese de ácidos graxos, colesterol e hormônios esteroides) e na proteção contra danos oxidativos mantendo a glutationa reduzida.

Fase oxidativa da via das pentoses

Etapa irreversível da via das pentoses que realiza duas oxirreduções e uma descarboxilação, convertendo glicose-6-fosfato em ribose-5-fosfato com a produção de $2\text{ NADPH}$ e $1\text{ CO}_2$. Reação global: $\text{Glicose 6-fosfato} + 2\text{ NADP}^+ + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{Ribose 5-fosfato} + \text{CO}_2 + 2\text{ NADPH} + 2\text{ H}^+$.

Glicose-6-fosfato desidrogenase (G6PD)

Enzima reguladora chave da fase oxidativa da via das pentoses. É inibida alostericamente quando a razão de concentrações $[\text{NADPH}]/[\text{NADP}^+]$ está alta e ativada quando essa relação está baixa.

Fase não-oxidativa da via das pentoses

Fase reversível composta por reações catalisadas pelas enzimas transcetolase e transaldolase, responsável por reciclar excedentes de ribose-5-fosfato em glicose-6-fosfato e interconverter açúcares de 3, 4, 5 e 7 carbonos.

Transcetolase e Transaldolase

Enzimas específicas da fase não-oxidativa da via das pentoses encarregadas de realizar a transferência de fragmentos de dois e três carbonos entre açúcares de diferentes tamanhos.

Complexo da Piruvato Desidrogenase (PDH)

Complexo multienzimático de transição localizado na matriz mitocondrial que catalisa a descarboxilação oxidativa irreversível do piruvato em acetil-CoA ($$ ext{\Delta G}'^\circ = -33,4\text