80

Глава 5. Пентозофосфатный путь

5.1Общая характеристика

АТФ является «энергетической валютой» клетки: разрыв макроэргической связи между остатками фосфорной кислоты в молекуле АТФ сопряжен со многими эндергоническими реакциями.

Однако у клеток есть и вторая по значимости «энергетическая единица», участвующая в анаболических реакциях наряду с АТФ — NADPH. Примером метаболических путей, в которых требуются молекулы АТФ и NADPH, являются биосинтез жирных кислот и биосинтез холестерола.

Несмотря на структурную схожесть, молекулы NADH и NADPH метаболически не взаимозаменимы. NADH образуется при окислении субстрата и используется для переноса электронов и протона на дыхательную цепь (для синтеза АТФ). NADPH участвует в восстановительных процессах биосинтеза. Такая узкая «специализация» этих молекул стала возможной благодаря возникшей в ходе эволюции специфичности дегидрогеназ и способности «различать» их. В норме клетка поддерживает соотношение [NAD+] / [NADH] примерно равным 1 000, что стимулирует процессы окисления; а соотношение [NADP+] / [NADPH] ≈ 0,01 (активирует процессы восстановительного биосинтеза).

NADPH образуется при окислении глюкозо-6-фосфата в пентозофосфатном пути (гексозомонофосфатный шунт или 6-фосфоглюконатный путь). Ткани и органы,

в которых очень активно идёт биосинтез липидов, богаты ферментами пентозофосфатного пути (печень, молочные железы, жировая ткань и надпочечники). Почти 30% глюкозы окисляется в этом пути в печени. Эритроциты и клетки роговицы и хрусталика глаза контактируют с кислородом и свободными радикалами. Поддерживая высокую концентрацию восстановительных соединений — NADPH и глутатиона — этим клеткам удаётся предотвратить окислительный стресс (повреждение белков, липидов и других молекул).

Быстро делящиеся клетки и ткани — клетки костного мозга, кожи, слизистой оболочки кишечника, опухолевые клетки — используют пентозофосфатный путь для синтеза рибозо-5-фосфата, который затем участвует в синтезе нуклеотидов (в т.ч. и АТФ), NADH, FADH2 и Кофермента А.