Põhiline erinevus oksüdatiivse ja mitteoksüdatiivse pentoosfosfaadi raja vahel on see, et oksüdatiivne pentoosfosfaadi rada tekitab nikotiinamiidadeniindinukleotiidfosfaadi (NADPH). Samal ajal tekitab mitteoksüdatiivne pentoosfosfaadi rada pentoossuhkruid.
Pentoosfosfaadi rada on metaboolne rada, mis toimub paralleelselt glükolüüsiga. See koosneb kahest erinevast rajast, nagu oksüdatiivne pentoosfosfaadi rada ja mitteoksüdatiivne pentoosfosfaadi rada. NADPH tekib oksüdatiivses faasis, pentoossuhkrud aga mitteoksüdatiivses faasis. Lisaks pentoossuhkrutele ja NADPH-le tekitab see rada riboos-5-fosfaati, mis on nukleotiidide sünteesi eelkäija.
Mis on oksüdatiivne pentoosfosfaadi rada?
Oksüdatiivne pentoosfosfaadi rada on pentoosfosfaadi raja esimene kahest faasist. Sellele faasile on antud termin "oksüdatiivne", kuna sellel teel toimub oksüdatsioon ja igas reaktsioonis eemaldatakse vähem alt üks elektron. Oksüdatiivne faas algab glükoos-6-fosfaadi muundamisega 6-fosfoglükonolaktooniks ensüümi, mida nimetatakse glükoos-6-fosfaatdehüdrogenaasiks.
Joonis 01: Pentoosfosfaadi raja oksüdatiivne faas
Selle muundamise käigus tekib vabanenud elektroni võtmisel üks NADPH molekul (redutseerivad ekvivalendid). Seejärel muundub 6-fosfoglükonolaktoon 6-fosfoglükonolaktonaasi toimel 6-fosfoglükonaadiks. Lõpuks muundub 6-fosfoglükonolaktonaas 6-fosfoglükonaatdehüdrogenaasiks nimetatava ensüümi toimel ribuloos-5-fosfaadiks, tekitades teise NADPH molekuli. Seetõttu muundub glükoos-6 fosfaat oksüdatiivse faasi lõpus ribuloos-5-fosfaadiks, tekitades kaks NADPH molekuli. NADPH-d kasutatakse rakkudes redutseerivas biosünteesis, näiteks rasvhapete sünteesis.
Mis on mitteoksüdatiivne pentoosfosfaadi rada?
Mitteoksüdatiivne pentoosfosfaadi rada on PPT teine faas. Ribuloos-5-fosfaat (mis on oksüdatiivse faasi lõppprodukt) on mitteoksüdatiivse pentoosfosfaadi raja lähteühend. Mitteoksüdatiivne faas algab riboos-5-fosfaadi muundamisega riboos-5-fosfaadiks riboos-5-fosfaat-isomeraasi toimel ja ribuloos-5-fosfaadi muundamisega ribuloos-5-fosfaat-3-epimeraasi toimel ksüluloos-5-fosfaadiks. Seejärel muundatakse need mõlemad tooted transketolaasi toimel glütseraldehüüd-3-fosfaadiks ja sedoheptuloos-7-fosfaadiks. Seejärel muudab ensüüm nimega transaldolaas need erütroos-4-fosfaadiks ja fruktoos-6-fosfaadiks.
Joonis 01: Pentoosfosfaadi raja oksüdatiivne faas
Lõpuks muudetakse ksüluloos-5-fosfaat ja erütroos-4-fosfaat transketolaasi toimel glütseraldehüüd-3-fosfaadiks + fruktoos-6-fosfaadiks. Mitteoksüdatiivse pentoosfosfaadi raja saadusi kasutatakse nukleotiidide ja aromaatsete aminohapete sünteesil.
Millised on sarnasused oksüdatiivse ja mitteoksüdatiivse pentoosfosfaadi raja vahel?
- Oksüdatiivne ja mitteoksüdatiivne pentoosfosfaadi rada on PPT kaks faasi.
- Need esinevad rakkude tsütoplasmas.
- Oksüdatiivsele faasile järgneb mitteoksüdatiivne faas.
- ATP-d ei toodeta ega kasutata mõlemas faasis.
- Mitteoksüdatiivne faas kasutab oksüdatiivse faasi produkti.
Mis vahe on oksüdatiivsel ja mitteoksüdatiivsel pentoosfosfaadi rajal?
Oksüdatiivne faas on pentoosfosfaadi raja esimene etapp, mille käigus glükoos-6 fosfaat muudetakse NADPH tootmisel ribuloos-5 fosfaadiks. Vahepeal on mitteoksüdatiivne faas pentoosfosfaadi raja teine etapp, mille käigus ribuloos-5 fosfaat muundatakse fruktoos-6-fosfaadiks ja glütseraldehüüd-3-fosfaadiks. Niisiis, see on peamine erinevus oksüdatiivse ja mitteoksüdatiivse pentoosfosfaadi raja vahel. Oksüdatiivse faasi saadus NADPH aitab ehitada teisi molekule, samas kui mitteoksüdatiivse faasi produkti, riboos-5-fosfaatsuhkrut, kasutatakse DNA ja RNA valmistamiseks.
Pealegi on oksüdatiivse faasi üldine reaktsioon glükoos-6-fosfaat + 2 NADP+ + H2O → ribuloos 5- fosfaat + 2 NADPH + 2 H+ + CO2, samas kui mitteoksüdatiivse faasi üldine reaktsioon on 3 ribuloos-5-fosfaat → 1 riboos- 5-fosfaat + 2 ksüluloos-5-fosfaat → 2 fruktoos-6-fosfaat + glütseraldehüüd-3-fosfaat. Seetõttu on see ka erinevus oksüdatiivse ja mitteoksüdatiivse pentoosfosfaadi raja vahel.
Allpool olev infograafik võtab kokku erinevuse oksüdatiivse ja mitteoksüdatiivse pentoosfosfaadi raja vahel.
Kokkuvõte – oksüdatiivne vs mitteoksüdatiivne pentoosfosfaadi rada
Oksüdatiivne ja mitteoksüdatiivne on pentoosfosfaadi raja kaks erinevat faasi. Oksüdatiivne rada on esimene faas ja sellele järgneb mitteoksüdatiivne faas. NADPH tekib oksüdatiivse pentoosfosfaadi raja käigus ja reaktsioonid ei ole pöörduvad. Seevastu pentoosid tekivad mitteoksüdatiivse pentoosfosfaadi raja käigus ja reaktsioonid on pöörduvad. Pentoosfosfaadi raja tooted on kasulikud mitmel viisil. Sellega seoses kasutati riboos-5-fosfaatsuhkrut DNA ja RNA valmistamiseks, samas kui NADPH molekule, mis aitavad ehitada teisi molekule. Niisiis, see on kokkuvõte erinevusest oksüdatiivse ja mitteoksüdatiivse pentoosfosfaadi raja vahel.
