Три дао Глюкозо-6-Фосфата

Однажды Глюкозо-6-Фосфат выиграл пентозофосфатную гринкарту. Обрадовался!
- Счастливо оставаться, - говорит, - гликолизируйтесь тут сами, а мне в вашу митохондрию не надо. Мы пойдем другим путем! Пентозофосфатным.

Не успел договорить, как откуда ни возьмись, подскочила к нему дегидрогеназа какая-то и хвать у него гидрид-ион! И ускакала, только пятки засверкали.
Глюкозо-6-фосфат трансформировался слегка от неожиданности, но тут – светлый день, именины сердца! Белой павой подплывает к нему красотка Лактоназа, и так мило улыбается, и наливает ему стаканчик…
Расплылся наш герой, гидролизовался. Лежит такой расслабленный, гидролизованный, и тоже улыбается.
Тут к нему с двух сторон братки бритоголовые подступают, то ли из фосфоглюконатовских, то ли из дегидрогеназовских, то ли шестеро их, то ли нет.
- СО2, - шипят,- или жизнь!
- И гидрид-ион отдавай, раскошеливайся!

Пришлось отдать. А куда деваться? То-то и оно, что некуда.
Тут-то наш герой стал уже соображать: не о том он мечтал, не на то рассчитывал. Был он гордой гексозой, пусть и запертой в клетке, но зато шестиуглеродным соединением. И потенциально мог он дефосфорилироваться да из клетки выбраться. А сейчас что? Обобрали всего, да в кетопентозу какую-то превратили. Одна надежда, что хуже не будет. Или будет?

…Когда на горизонте появился Фосфопентоз О Изомераза в черном балахоне и с большим ятаганом, чтоб неправильные изомеры в правильные обращать, не выдержал наш герой и режил бежать, что есть духу.

…И проснулся. Ощупывает себя – вроде все на месте, ничего не изменилось.
- Ух, - говорит, - приснится же такое! Как хорошо, что я – это я!
И вздохнул с облегчением.

Три дао Глюкозо-6-Фосфата

…Где-то там, нервно хихикая, удалялся СО2, и два фосфорилированных НАДа перекидывались свежеприобретенными гидрид-ионами в теннис.
А в почтовом ящике Глюкозо-6-Фосфата уже лежала гринкарта.
Шла нормальная внутриклеточная жизнь.

(«Клетка и ее, клеткина, жизнь». Из сборника «Тысяча и одна молекула»)

Сказка - ложь, да в ней намек

Герой нашей сказки глюкозо-6-фосфат - это первое, во что превращается глюкоза, попав внутрь клетки. Фосфорилирование запирает глюкозу внутри, поскольку, как мы помним, внутрь она попадает при помощи транспортеров Сопрано GLUT, а транпортеров наружу для глюкозо-6-фосфата нету. Основная дальнейшая судьба фосфорилированной глюкозы - это гликолиз, то есть разложение до пирувата, а дальше пируват либо окисляется в цикле Кребса в митохондриях (что в основном и происходит), либо служит отправной точкой для какого-нибудь другого метаболического пути.

Три дао Глюкозо-6-Фосфата
Однако кроме этого основного пути глюкозо-6-фосфат может подвергаться и другим превращениям. Если клетка нуждается в специальных продуктах, то в некоторых тканях глюкозо-6-фосфат может отправиться в пентозофосфатный путь, художественное описание которого мы только что прочитали выше. Для чего этот путь предназначен? В организме имеются клетки, которые очень быстро делятся, работа у них такая. Это - клетки костного мозга, кожи, слизистой оболочки кишечника. Для того, чтобы так активно делиться, им нужны ресурсы: кирпичики-пентозы для синтеза ДНК и РНК, энергетические молекулы АТФ, переносчики электронов НАД и ФАД, а также кофермент А.

Но это еще не все. Пентозофосфатный путь может использоваться не столько для производства пентоз, сколько его выхлопом является донор электронов НАДФ, то есть фосфорилированный НАД в его восстановленной форме (NADPH). Восстановленный НАДФ нужен для того, чтобы, в свою очередь, восстановить глутатион - универсальный восстановитель-антиоксидант. Это необходимо в тех тканях, где идет активный синтез жирных кислот (печень, жировая ткань, молочные железы), либо там, где синтезируются холестерин и стероидные гормоны (печень, надпочечники, половые железы). Либо же это нужно в тех тканях, которые подвергаются окислению активными формами кислорода (и свободными радикалами, о которых не слышал только ленивый, но мало кто из слышавших понимает, что это такое. Но те, кто читал прошлые серии проекта Биохимия на пальцах, понимают, о чем идет речь). Например, такому воздействию подвергаются эритроциты, клетки хрусталика глаза и роговицы. В этих клетках обязательно должны поддерживаться восстановительные условия - то есть соотношения восстановленной формы к окисленной глутатиона и НАДФ должны быть сильно в пользу первых. Вот и приходится добывать восстановленный НАДФ, используя глюкозу.

Самое интересное в пентозофосфатном пути заключается в том, что образованные пентозофосфаты могут снова превратиться в исходное вещество - глюкозо-6-фосфат. Это происходит в том случае, если клетке нужны не пентозы, а восстановленный НАДФ. В процессе обратного превращения, который по своему характеру является неокислительным, шесть пентоз превращаются в пять гексоз. Такое зацикливание позволяет непрерывно проводить реакции пентозофасфатного пути.

подобные зацикливания вообще характерны для многих метаболических путей. Например, в цикле Кребса происходит во многом аналогичный процесс, там "реанимируется" щавелевоуксусная кислота, которая снова уходит в цикл, а новым топливом цикла является Ацетил-коА, получаемый из пирувата или еще откуда-нибудь.

Наконец, еще одно, что может произойти с глюкозо-6-фосфатом в клетке - это его дефосфорилирование с образованием глюкозы. Для этого нужен гидролиз, то есть реакция с водой. Правда, не каждая клетка на это способна, потому что для протекания такой реакции нужен специальный фермент - глюкозо-6-фосфатаза. Он есть в клетках печени, почек и в клетках слизистой оболочки тонкой кишки. Именно эти клетки умеют поставлять глюкозу в кровь. Все остальные клетки глюкозу только потребляют для удовлетворения собственных нужд.

Продолжение следует

Литература: