Pentose phosphate pathway
પેન્ટોઝ ફોસ્ફેટ માર્ગ (જેને ફોસ્ફોગ્લુકોનેટ માર્ગ અને હેક્સોઝ મોનોફોસ્ફેટ શન્ટ અને એચ. એમ. પી. શન્ટ પણ કહેવાય છે) એ ગ્લાયકોલિસિસની સમાંતર ચયાપચય માર્ગ છે. તે એન. એ. ડી. પી. એચ. અને પેન્ટોસિસ (5-કાર્બન શર્કરા) તેમજ રાઇબોઝ 5-ફોસ્ફેટ ઉત્પન્ન કરે છે, જે ન્યુક્લિયોટાઇડ્સના સંશ્લેષણ માટે અગ્રદૂત છે. જ્યારે પેન્ટોઝ ફોસ્ફેટ માર્ગમાં ગ્લુકોઝનું ઓક્સિડેશન સામેલ હોય છે, ત્યારે તેની પ્રાથમિક ભૂમિકા કેટાબોલિકને બદલે એનાબોલિક છે. લાલ રક્તકણો (એરિથ્રોસાઇટ્સ) માં માર્ગ ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે. માર્ગની પ્રતિક્રિયાઓ 1950ના દાયકાની શરૂઆતમાં બર્નાર્ડ હોરેકર અને સહકાર્યકરો દ્વારા સ્પષ્ટ કરવામાં આવી હતી. માર્ગમાં બે અલગ તબક્કાઓ છે. પ્રથમ ઓક્સિડેટીવ તબક્કો છે, જેમાં એન. એ. ડી. પી. એચ. ઉત્પન્ન થાય છે, અને બીજો 5-કાર્બન શર્કરાનું બિન-ઓક્સિડેટીવ સંશ્લેષણ છે. મોટાભાગના સજીવો માટે, પેન્ટોઝ ફોસ્ફેટ માર્ગ સાયટોસોલમાં થાય છે; છોડમાં, મોટાભાગના પગલાં પ્લાસ્ટિડ્સમાં થાય છે. ગ્લાયકોલિસિસની જેમ, પેન્ટોઝ ફોસ્ફેટ માર્ગ ખૂબ જ પ્રાચીન ઉત્ક્રાંતિ મૂળ ધરાવે છે. આ માર્ગની પ્રતિક્રિયાઓ મોટે ભાગે આધુનિક કોષોમાં ઉત્સેચક-ઉત્પ્રેરિત હોય છે, જો કે, તેઓ એવી પરિસ્થિતિઓમાં પણ બિન-ઉત્સેચક રીતે થાય છે જે આર્કિયન મહાસાગરની પ્રતિકૃતિ બનાવે છે, અને ધાતુના આયનો, ખાસ કરીને લોહ આયનો (ફે (II)) દ્વારા ઉત્પ્રેરિત થાય છે. આ સૂચવે છે કે માર્ગની ઉત્પત્તિ પ્રીબાયોટિક વિશ્વની થઈ શકે છે. પરિણામ માર્ગના પ્રાથમિક પરિણામો આ પ્રમાણે છેઃ એન. એ. ડી. પી. એચ. ના સ્વરૂપમાં ઘટતા સમકક્ષોની ઉત્પત્તિ, જેનો ઉપયોગ કોષોની અંદર ઘટાડતી જૈવસંશ્લેષણ પ્રતિક્રિયાઓમાં થાય છે (દા. ત. ફેટી એસિડ સંશ્લેષણ). રાઇબોઝ 5-ફોસ્ફેટ (R5P) નું ઉત્પાદન, જેનો ઉપયોગ ન્યુક્લિયોટાઇડ્સ અને ન્યુક્લિક એસિડના સંશ્લેષણમાં થાય છે. સુગંધિત એમિનો એસિડના સંશ્લેષણમાં ઉપયોગમાં લેવાતા એરિથ્રોઝ 4-ફોસ્ફેટ (E4P) નું ઉત્પાદન. સુગંધિત એમિનો એસિડ, બદલામાં, લાકડામાં લિગ્નિન સહિત ઘણા બાયોસિન્થેટિક માર્ગો માટે અગ્રદૂત છે. ન્યુક્લીક એસિડના પાચનમાંથી મેળવેલા ડાયેટરી પેન્ટોઝ શર્કરાને પેન્ટોઝ ફોસ્ફેટ માર્ગ દ્વારા ચયાપચય કરી શકાય છે, અને ડાયેટરી કાર્બોહાઇડ્રેટ્સના કાર્બન હાડપિંજરને ગ્લાયકોલિટિક/ગ્લુકોનિયોજેનિક મધ્યવર્તીમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. સસ્તન પ્રાણીઓમાં, પી. પી. પી. માત્ર કોષરસમાં જોવા મળે છે. મનુષ્યોમાં, તે યકૃત, સ્તન ગ્રંથીઓ અને મૂત્રપિંડ આચ્છાદનમાં સૌથી વધુ સક્રિય હોવાનું જોવા મળે છે. પીપીપી એ ત્રણ મુખ્ય રીતોમાંથી એક છે જે શરીર ઘટાડતી શક્તિ સાથે અણુઓ બનાવે છે, જે મનુષ્યમાં એનએડીપીએચ ઉત્પાદનમાં આશરે 60 ટકા હિસ્સો ધરાવે છે. કોષમાં એન. એ. ડી. પી. એચ. નો એક ઉપયોગ ઓક્સિડેટીવ તણાવને અટકાવવાનો છે. તે ગ્લુટાથિઓન રિડક્ટેઝ દ્વારા ગ્લુટાથિઓનને ઘટાડે છે, જે ગ્લુટાથિઓન પેરોક્સિડેઝ દ્વારા પ્રતિક્રિયાશીલ H2O2 ને H2O માં રૂપાંતરિત કરે છે. જો ગેરહાજર હોય, તો H2O2ને ફેન્ટન રસાયણશાસ્ત્ર દ્વારા હાઇડ્રોક્સિલ મુક્ત રેડિકલમાં રૂપાંતરિત કરવામાં આવશે, જે કોષ પર હુમલો કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, એરિથ્રોસાઇટ્સ, ગ્લુટાથિઓનના ઘટાડામાં ઉપયોગ કરવા માટે પેન્ટોઝ ફોસ્ફેટ માર્ગ દ્વારા મોટી માત્રામાં એન. એ. ડી. પી. એચ. ઉત્પન્ન કરે છે. હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ ફેગોસાઇટ્સ માટે પણ ઉત્પન્ન થાય છે, જેને ઘણીવાર શ્વસન વિસ્ફોટ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ફેઝ ઓક્સિડેટીવ ફેઝ આ તબક્કામાં, એન. એ. ડી. પી. + ના બે અણુઓ એન. એ. ડી. પી. એચ. માં ઘટાડવામાં આવે છે, જે ગ્લુકોઝ-6-ફોસ્ફેટના રિબ્યુલોઝ 5-ફોસ્ફેટમાં રૂપાંતરમાંથી ઉર્જાનો ઉપયોગ કરે છે. પ્રતિક્રિયાઓના સમગ્ર સમૂહને નીચે પ્રમાણે સારાંશિત કરી શકાય છેઃ આ પ્રક્રિયા માટેની એકંદર પ્રતિક્રિયા છેઃ ગ્લુકોઝ 6-ફોસ્ફેટ + 2 એનએડીપી + + એચ2ઓ → રિબ્યુલોઝ 5-ફોસ્ફેટ + 2 એનએડીપીએચ + 2 એચ + + સીઓ2 બિન-ઓક્સિડેટીવ તબક્કો ચોખ્ખી પ્રતિક્રિયાઃ 3 રિબ્યુલોઝ-5-ફોસ્ફેટ → 1 રાઇબોઝ-5-ફોસ્ફેટ + 2 ઝાયલ્યુલોઝ-5-ફોસ્ફેટ → 2 ફ્રુક્ટોઝ-6-ફોસ્ફેટ + ગ્લિસરાલ્ડેહાઇડ-3-ફોસ્ફેટ નિયમન ગ્લુકોઝ-6-ફોસ્ફેટ ડિહાઇડ્રોજનેઝ એ આ માર્ગનું દર-નિયંત્રિત ઉત્સેચક છે. તે એન. એ. ડી. પી. + દ્વારા એલોસ્ટેરિકલી ઉત્તેજિત થાય છે અને એન. એ. ડી. પી. એચ. દ્વારા મજબૂત રીતે અવરોધિત થાય છે. એન. એ. ડી. પી. એચ.: એન. એ. ડી. પી. + નો ગુણોત્તર એન્ઝાઇમ માટે નિયમનનો પ્રાથમિક પ્રકાર છે અને સામાન્ય રીતે યકૃત સાયટોસોલમાં લગભગ <આઇ. ડી. 1> હોય છે. આ સાયટોસોલને અત્યંત ઘટતું વાતાવરણ બનાવે છે. એન. એ. ડી. પી. એચ.-ઉપયોગ માર્ગ એન. એ. ડી. પી. + બનાવે છે, જે વધુ એન. એ. ડી. પી. એચ. ઉત્પન્ન કરવા માટે ગ્લુકોઝ-6-ફોસ્ફેટ ડિહાઇડ્રોજનેઝને ઉત્તેજિત કરે છે. આ પગલું એસિટિલ સી. ઓ. એ. દ્વારા પણ અટકાવવામાં આવે છે. જી6પીડી પ્રવૃત્તિ પણ સાયટોપ્લાઝ્મિક ડેસિટાઇલેઝ એસ. આઈ. આર. ટી. 2 દ્વારા અનુવાદ પછી નિયંત્રિત થાય છે. એસ. આઈ. આર. ટી. 2-મધ્યસ્થ ડિસેટીલેશન અને જી6પીડીનું સક્રિયકરણ ઓક્સિડેટીવ નુકસાનનો સામનો કરવા અથવા ડી નોવો લિપોજેનેસિસને ટેકો આપવા માટે સાયટોસોલિક એન. એ. ડી. પી. એચ. ને પુરવઠો પૂરો પાડવા માટે પીપીપીની ઓક્સિડેટીવ શાખાને ઉત્તેજિત કરે છે. એરિથ્રોસાઇટ્સ ગ્લુકોઝ-6-ફોસ્ફેટ ડિહાઇડ્રોજિનેઝની પ્રવૃત્તિના સ્તર (કાર્ય નહીં) માં કેટલીક ખામીઓ ભૂમધ્ય અને આફ્રિકન વંશના વ્યક્તિઓમાં મેલેરિયા પરોપજીવી પ્લાઝમોડિયમ ફાલ્સીપેરમના પ્રતિકાર સાથે સંકળાયેલી હોવાનું જોવા મળ્યું છે. આ પ્રતિકારનો આધાર લાલ કોષ પટલનું નબળું પડવું હોઈ શકે છે (એરિથ્રોસાઇટ પરોપજીવી માટે યજમાન કોષ છે) જેમ કે તે ઉત્પાદક વૃદ્ધિ માટે પરોપજીવી જીવન ચક્રને લાંબા સમય સુધી ટકાવી શકતું નથી. આ પણ જુઓ જી6પીડીની ઉણપ-એક વારસાગત રોગ જે પેન્ટોઝ ફોસ્ફેટ માર્ગ આરએનએ થિયામાઇનની ઉણપને વિક્ષેપિત કરે છે ફ્રેન્ક ડિકન્સ એફઆરએસ સંદર્ભો બાહ્ય કડીઓ પેન્ટોઝ ફોસ્ફેટ માર્ગ પાછળનો રાસાયણિક તર્ક પેન્ટોઝ ફોસ્ફેટ માર્ગ નકશો-હોમો સેપિયન્સ મેટાબોલિક પાથવેઝ ફોસ્ફરસ