Pentose phosphate pathway
पेंटोज फॉस्फेट मार्ग (जिसे फॉस्फोग्लूकोनेट मार्ग और हेक्सोज मोनोफॉस्फेट शंट और एच. एम. पी. शंट भी कहा जाता है) ग्लाइकोलाइसिस के समानांतर एक चयापचय मार्ग है। यह एन. ए. डी. पी. एच. और पेंटोज़ (5-कार्बन शर्करा) के साथ-साथ राइबोज़ 5-फॉस्फेट उत्पन्न करता है, जो न्यूक्लियोटाइड्स के संश्लेषण के लिए एक अग्रदूत है। जबकि पेंटोज फॉस्फेट मार्ग में ग्लूकोज का ऑक्सीकरण शामिल होता है, इसकी प्राथमिक भूमिका कैटाबोलिक के बजाय एनाबॉलिक होती है। लाल रक्त कोशिकाओं (एरिथ्रोसाइट्स) में मार्ग विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। मार्ग की प्रतिक्रियाओं को 1950 के दशक की शुरुआत में बर्नार्ड होरेकर और सहकर्मियों द्वारा स्पष्ट किया गया था। मार्ग में दो अलग-अलग चरण हैं। पहला ऑक्सीडेटिव चरण है, जिसमें एन. ए. डी. पी. एच. उत्पन्न होता है, और दूसरा 5-कार्बन शर्करा का गैर-ऑक्सीडेटिव संश्लेषण है। अधिकांश जीवों के लिए, पेंटोज फॉस्फेट मार्ग साइटोसोल में होता है; पौधों में, अधिकांश कदम प्लास्टिड में होते हैं। ग्लाइकोलाइसिस की तरह, पेंटोज फॉस्फेट मार्ग की एक बहुत ही प्राचीन विकासवादी उत्पत्ति प्रतीत होती है। इस मार्ग की प्रतिक्रियाएं ज्यादातर आधुनिक कोशिकाओं में एंजाइम-उत्प्रेरित होती हैं, हालांकि, वे ऐसी स्थितियों में गैर-एंजाइमेटिक रूप से भी होती हैं जो आर्कियन महासागर की प्रतिकृति बनाते हैं, और धातु आयनों, विशेष रूप से लौह आयनों (Fe (II)) द्वारा उत्प्रेरित होते हैं। इससे पता चलता है कि मार्ग की उत्पत्ति प्रीबायोटिक दुनिया में हो सकती है। परिणाम मार्ग के प्राथमिक परिणाम हैंः एन. ए. डी. पी. एच. के रूप में घटते समकक्षों की पीढ़ी, जिसका उपयोग कोशिकाओं के भीतर अपचायक जैवसंश्लेषण प्रतिक्रियाओं में किया जाता है (जैसे। फैटी एसिड संश्लेषण)। राइबोज 5-फॉस्फेट (आर5पी) का उत्पादन, जिसका उपयोग न्यूक्लियोटाइड और न्यूक्लिक एसिड के संश्लेषण में किया जाता है। सुगंधित अमीनो एसिड के संश्लेषण में उपयोग किए जाने वाले एरिथ्रोज 4-फॉस्फेट (ई4पी) का उत्पादन। सुगंधित अमीनो एसिड, बदले में, लकड़ी में लिग्निन सहित कई जैवसंश्लेषक मार्गों के लिए अग्रदूत हैं। न्यूक्लिक एसिड के पाचन से प्राप्त आहार पेंटोज शर्करा को पेंटोज फॉस्फेट मार्ग के माध्यम से चयापचय किया जा सकता है, और आहार कार्बोहाइड्रेट के कार्बन कंकाल को ग्लाइकोलिटिक/ग्लुकोनियोजेनिक मध्यवर्ती में परिवर्तित किया जा सकता है। स्तनधारियों में, पीपीपी विशेष रूप से कोशिका द्रव्य में होता है। मनुष्यों में, यह यकृत, स्तन ग्रंथियों और अधिवृक्क प्रांतस्था में सबसे अधिक सक्रिय पाया जाता है। पी. पी. पी. तीन मुख्य तरीकों में से एक है जिससे शरीर कम करने वाली शक्ति के साथ अणु बनाता है, जो मनुष्यों में एन. ए. डी. पी. एच. उत्पादन का लगभग 60 प्रतिशत है। कोशिका में एन. ए. डी. पी. एच. का एक उपयोग ऑक्सीडेटिव तनाव को रोकना है। यह ग्लुटाथियोन रिडक्टेस के माध्यम से ग्लुटाथियोन को कम करता है, जो ग्लुटाथियोन पेरोक्सीडेस द्वारा प्रतिक्रियाशील H2O2 को H2O में परिवर्तित करता है। यदि अनुपस्थित है, तो H2O2 को फेंटन रसायन विज्ञान द्वारा हाइड्रॉक्सिल मुक्त कणों में परिवर्तित किया जाएगा, जो कोशिका पर हमला कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एरिथ्रोसाइट्स, ग्लूटाथियोन की कमी में उपयोग करने के लिए पेंटोज फॉस्फेट मार्ग के माध्यम से बड़ी मात्रा में एनएडीपीएच उत्पन्न करते हैं। हाइड्रोजन पेरोक्साइड एक प्रक्रिया में फागोसाइट्स के लिए भी उत्पन्न होता है जिसे अक्सर श्वसन विस्फोट के रूप में जाना जाता है। ऑक्सीडेटिव चरण इस चरण में, एन. ए. डी. पी. + के दो अणुओं को एन. ए. डी. पी. एच. में घटा दिया जाता है, जो ग्लूकोज-6-फॉस्फेट के रिबूलोज 5-फॉस्फेट में परिवर्तन से ऊर्जा का उपयोग करते हैं। प्रतिक्रियाओं के पूरे समूह को संक्षेप में इस प्रकार प्रस्तुत किया जा सकता हैः इस प्रक्रिया के लिए समग्र प्रतिक्रिया हैः ग्लूकोज 6-फॉस्फेट + 2 एनएडीपी + + एच2ओ → रिबूलोज 5-फॉस्फेट + 2 एनएडीपीएच + 2 एच + + सीओ2 गैर-ऑक्सीडेटिव चरण शुद्ध प्रतिक्रियाः 3 रिबूलोज-5-फॉस्फेट → 1 राइबोज-5-फॉस्फेट + 2 ज़ाइलूलोज-5-फॉस्फेट → 2 फ्रुक्टोज-6-फॉस्फेट + ग्लिसराल्डेहाइड-3-फॉस्फेट विनियमन ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज इस मार्ग का दर-नियंत्रित एंजाइम है। यह एन. ए. डी. पी. + द्वारा एलोस्टेरिक रूप से उत्तेजित होता है और एन. ए. डी. पी. एच. द्वारा दृढ़ता से बाधित होता है। एन. ए. डी. पी. एच.: एन. ए. डी. पी. + का अनुपात एंजाइम के लिए विनियमन का प्राथमिक तरीका है और आमतौर पर यकृत साइटोसोल में लगभग 100:1 होता है। यह साइटोसोल को अत्यधिक कम करने वाला वातावरण बनाता है। एक एनएडीपीएच-उपयोग मार्ग एनएडीपी + बनाता है, जो अधिक एनएडीपीएच का उत्पादन करने के लिए ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज को उत्तेजित करता है। यह कदम एसिटाइल सी. ओ. ए. द्वारा भी बाधित किया जाता है। जी6पीडी गतिविधि को साइटोप्लाज्मिक डीसाइटाइलेज एस. आई. आर. टी. 2 द्वारा अनुवाद के बाद भी नियंत्रित किया जाता है। एस. आई. आर. टी. 2-मध्यस्थ डिसेटीलेशन और जी. 6. पी. डी. का सक्रियण पी. पी. पी. की ऑक्सीडेटिव शाखा को उत्तेजित करता है ताकि ऑक्सीडेटिव क्षति का मुकाबला करने या डी नोवो लिपोजेनेसिस का समर्थन करने के लिए साइटोसोलिक एन. ए. डी. पी. एच. की आपूर्ति की जा सके। एरिथ्रोसाइट्स ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज की गतिविधि के स्तर (कार्य नहीं) में कई कमियों को भूमध्यसागरीय और अफ्रीकी मूल के व्यक्तियों के बीच मलेरिया परजीवी प्लाज्मोडियम फाल्सीपेरम के प्रतिरोध के साथ जोड़ा गया है। इस प्रतिरोध का आधार लाल कोशिका झिल्ली का कमजोर होना हो सकता है (एरिथ्रोसाइट परजीवी के लिए मेजबान कोशिका है) जैसे कि यह उत्पादक विकास के लिए परजीवी जीवन चक्र को लंबे समय तक बनाए नहीं रख सकता है। जी6पीडी की कमी भी देखें-एक वंशानुगत बीमारी जो पेंटोज फॉस्फेट मार्ग आरएनए थियामाइन की कमी को बाधित करती है फ्रैंक डिकेंस एफआरएस संदर्भ बाहरी लिंक पेंटोज फॉस्फेट मार्ग पेंटोज फॉस्फेट मार्ग के पीछे रासायनिक तर्क मानचित्र-होमो सेपियन्स चयापचय मार्ग फॉस्फोरस