Pentose phosphate pathway
ಪೆಂಟೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಮಾರ್ಗವು (ಫಾಸ್ಫೋಗ್ಲುಕೋನೇಟ್ ಮಾರ್ಗ ಮತ್ತು ಹೆಕ್ಸೋಸ್ ಮೊನೊಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಷಂಟ್ ಮತ್ತು ಎಚ್ಎಂಪಿ ಷಂಟ್ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ) ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ಗೆ ಸಮಾನಾಂತರವಾದ ಚಯಾಪಚಯ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಇದು ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್ ಮತ್ತು ಪೆಂಟೋಸ್ಗಳನ್ನು (5-ಇಂಗಾಲದ ಸಕ್ಕರೆಗಳು) ಮತ್ತು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಪೂರ್ವಸೂಚಕವಾದ ರೈಬೋಸ್ 5-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಪೆಂಟೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಮಾರ್ಗವು ಗ್ಲುಕೋಸ್ನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದ್ದರೂ, ಅದರ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಪಾತ್ರವು ಕ್ಯಾಟಾಬಾಲಿಕ್ಗಿಂತ ಅನಾಬೋಲಿಕ್ ಆಗಿದೆ. ಕೆಂಪು ರಕ್ತ ಕಣಗಳಲ್ಲಿ (ಎರಿಥ್ರೋಸೈಟ್ಸ್) ಈ ಮಾರ್ಗವು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. ಮಾರ್ಗದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು 1950ರ ದಶಕದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಬರ್ನಾರ್ಡ್ ಹೋರೆಕರ್ ಮತ್ತು ಸಹೋದ್ಯೋಗಿಗಳು ಸ್ಪಷ್ಟಪಡಿಸಿದರು. ಈ ಮಾರ್ಗದಲ್ಲಿ ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ಹಂತಗಳಿವೆ. ಮೊದಲನೆಯದು ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್. ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಉತ್ಕರ್ಷಣಶೀಲ ಹಂತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಎರಡನೆಯದು 5-ಇಂಗಾಲದ ಸಕ್ಕರೆಗಳ ಉತ್ಕರ್ಷಣರಹಿತ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಜೀವಿಗಳಿಗೆ, ಪೆಂಟೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಮಾರ್ಗವು ಸೈಟೋಸಾಲ್ನಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತದೆ; ಸಸ್ಯಗಳಲ್ಲಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಹಂತಗಳು ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ನಡೆಯುತ್ತವೆ. ಗ್ಲೈಕೋಲಿಸಿಸ್ನಂತೆ, ಪೆಂಟೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಮಾರ್ಗವು ಬಹಳ ಪ್ರಾಚೀನ ವಿಕಸನೀಯ ಮೂಲವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ತೋರುತ್ತದೆ. ಈ ಮಾರ್ಗದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಆಧುನಿಕ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಕಿಣ್ವ-ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗಿರುತ್ತವೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅವು ಆರ್ಕಿಯನ್ ಸಾಗರವನ್ನು ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಕಿಣ್ವರಹಿತವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಲೋಹದ ಅಯಾನುಗಳಿಂದ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಫೆರಸ್ ಅಯಾನುಗಳಿಂದ (ಫೆ (II)) ವೇಗವರ್ಧಕವಾಗುತ್ತವೆ. ಈ ಮಾರ್ಗದ ಮೂಲವು ಪ್ರಿಬಯಾಟಿಕ್ ಪ್ರಪಂಚಕ್ಕೆ ಹಿಂದಿನದು ಎಂದು ಇದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಫಲಿತಾಂಶ ಈ ಮಾರ್ಗದ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳು ಹೀಗಿವೆಃ ಜೀವಕೋಶಗಳೊಳಗಿನ ರಿಡಕ್ಟಿವ್ ಬಯೋಸಿಂಥೆಸಿಸ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್. ನ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಸಮಾನತೆಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಉತ್ಪಾದನೆ (ಉದಾ. ಕೊಬ್ಬಿನಾಮ್ಲ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆ). ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯೋಟೈಡ್ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ರೈಬೋಸ್ 5-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ನ (ಆರ್5ಪಿ) ಉತ್ಪಾದನೆ. ಆರೊಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಎರಿಥ್ರೋಸ್ 4-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ (ಇ4ಪಿ) ಉತ್ಪಾದನೆ. ಆರೊಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು, ಮರದಲ್ಲಿನ ಲಿಗ್ನಿನ್ ಸೇರಿದಂತೆ ಅನೇಕ ಜೈವಿಕ ಸಂಶ್ಲೇಷಿತ ಮಾರ್ಗಗಳಿಗೆ ಪೂರ್ವಗಾಮಿಗಳಾಗಿವೆ. ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯಿಕ್ ಆಮ್ಲಗಳ ಜೀರ್ಣಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಪಡೆದ ಆಹಾರದ ಪೆಂಟೋಸ್ ಸಕ್ಕರೆಗಳನ್ನು ಪೆಂಟೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಮಾರ್ಗದ ಮೂಲಕ ಚಯಾಪಚಯಗೊಳಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಆಹಾರದ ಕಾರ್ಬೋಹೈಡ್ರೇಟ್ಗಳ ಇಂಗಾಲದ ಅಸ್ಥಿಪಂಜರಗಳನ್ನು ಗ್ಲೈಕೋಲಿಟಿಕ್/ಗ್ಲುಕೋನಿಯೋಜೆನಿಕ್ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು. ಸಸ್ತನಿಗಳಲ್ಲಿ, ಪಿಪಿಪಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಸೈಟೋಪ್ಲಾಸಂನಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತದೆ. ಮಾನವರಲ್ಲಿ, ಇದು ಯಕೃತ್ತು, ಸಸ್ತನಿ ಗ್ರಂಥಿಗಳು ಮತ್ತು ಮೂತ್ರಜನಕಾಂಗದ ಕಾರ್ಟೆಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿದೆ. ದೇಹವು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಅಣುಗಳನ್ನು ರಚಿಸುವ ಮೂರು ಪ್ರಮುಖ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಪಿಪಿಪಿ ಒಂದಾಗಿದೆ, ಇದು ಮಾನವರಲ್ಲಿ ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಸುಮಾರು 60 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟಿದೆ. ಜೀವಕೋಶದಲ್ಲಿ ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್. ನ ಒಂದು ಬಳಕೆಯೆಂದರೆ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಒತ್ತಡವನ್ನು ತಡೆಯುವುದು. ಇದು ಗ್ಲುಟಾಥಿಯೋನ್ ರಿಡಕ್ಟೇಸ್ ಮೂಲಕ ಗ್ಲುಟಾಥಿಯೋನ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ H2O2 ಅನ್ನು ಗ್ಲುಟಾಥಿಯೋನ್ ಪೆರಾಕ್ಸಿಡೇಸ್ ಮೂಲಕ H2O ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ. ಇಲ್ಲದಿದ್ದರೆ, H2O2 ಅನ್ನು ಫೆಂಟನ್ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಲ್ ಮುಕ್ತ ರಾಡಿಕಲ್ಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಜೀವಕೋಶದ ಮೇಲೆ ದಾಳಿ ಮಾಡಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಎರಿಥ್ರೋಸೈಟ್ಗಳು ಗ್ಲುಟಾಥಿಯೋನ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಪೆಂಟೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಮಾರ್ಗದ ಮೂಲಕ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣದ ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಉಸಿರಾಟದ ಸ್ಫೋಟ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಫಾಗೋಸೈಟ್ಗಳಿಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪೆರಾಕ್ಸೈಡ್ ಸಹ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. + ನ ಎರಡು ಅಣುಗಳನ್ನು ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್. ಗೆ ಇಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಗ್ಲುಕೋಸ್-6-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಅನ್ನು ರಿಬ್ಯುಲೋಸ್ 5-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಆಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸಂಪೂರ್ಣ ಗುಂಪನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನಂತೆ ಸಂಕ್ಷಿಪ್ತಗೊಳಿಸಬಹುದುಃ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯೆಂದರೆಃ ಗ್ಲುಕೋಸ್ 6-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ + 2 ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ + + ಎಚ್2ಒ → ರಿಬ್ಯುಲೋಸ್ 5-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ + 2 ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್ + 2 ಎಚ್ + + ಸಿಒ2 ಆಮ್ಲಜನಕರಹಿತ ಹಂತದ ನಿವ್ವಳ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಃ 3 ರಿಬ್ಯುಲೋಸ್-5-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ → 1 ರೈಬೋಸ್-5-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ + 2 ಜೈಲ್ಯುಲೋಸ್-5-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ → 2 ಫ್ರಕ್ಟೋಸ್-6-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ + ಗ್ಲಿಸರಾಲ್ಡಿಹೈಡ್-3-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ಗ್ಲುಕೋಸ್-6-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್ ಈ ಮಾರ್ಗದ ದರ-ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಕಿಣ್ವವಾಗಿದೆ. ಇದು ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ + ನಿಂದ ಅಲೋಸ್ಟೆರಿಕಲ್ ಆಗಿ ಉತ್ತೇಜಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್ ನಿಂದ ಬಲವಾಗಿ ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್.: ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. + ಅನುಪಾತವು ಕಿಣ್ವದ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಯಕೃತ್ತಿನ ಸೈಟೋಸಾಲ್ನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು <ಐ. ಡಿ. 1> ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಇದು ಸೈಟೋಸಾಲ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಪರಿಸರವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್-ಬಳಕೆಯ ಮಾರ್ಗವು ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ + ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಗ್ಲುಕೋಸ್-6-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್ ಅನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತವನ್ನು ಅಸಿಟೈಲ್ ಸಿಒಎ ಸಹ ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಜಿ6ಪಿಡಿ ಚಟುವಟಿಕೆಯು ಸೈಟೋಪ್ಲಾಸ್ಮಿಕ್ ಡೀಸೆಟೈಲೇಸ್ ಎಸ್. ಐ. ಆರ್. ಟಿ. 2 ನಿಂದ ಅನುವಾದದ ನಂತರದ ನಿಯಂತ್ರಣದಲ್ಲಿದೆ. ಎಸ್. ಐ. ಆರ್. ಟಿ. 2-ಮಧ್ಯಸ್ಥಿಕೆಯ ಡಿಅಸಿಟೈಲೇಷನ್ ಮತ್ತು ಜಿ6ಪಿಡಿಯ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯು ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಹಾನಿಯನ್ನು ಎದುರಿಸಲು ಅಥವಾ ಡಿ ನೊವೊ ಲಿಪೋಜೆನೆಸಿಸ್ ಅನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸಲು ಸೈಟೋಸೊಲಿಕ್ ಎನ್. ಎ. ಡಿ. ಪಿ. ಎಚ್ ಅನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಪಿಪಿಪಿಯ ಆಕ್ಸಿಡೇಟಿವ್ ಶಾಖೆಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ. ಮೆಡಿಟರೇನಿಯನ್ ಮತ್ತು ಆಫ್ರಿಕನ್ ಮೂಲದ ವ್ಯಕ್ತಿಗಳಲ್ಲಿ ಗ್ಲುಕೋಸ್-6-ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಡಿಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್ನ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿನ (ಕಾರ್ಯವಲ್ಲದ) ಹಲವಾರು ನ್ಯೂನತೆಗಳು ಮಲೇರಿಯಾ ಪರಾವಲಂಬಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮೋಡಿಯಂ ಫಾಲ್ಸಿಪರಮ್ಗೆ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ ಎಂದು ಗಮನಿಸಲಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರತಿರೋಧಕ್ಕೆ ಆಧಾರವೆಂದರೆ ಕೆಂಪು ಜೀವಕೋಶದ ಪೊರೆಯು ದುರ್ಬಲಗೊಳ್ಳುವುದು (ಪರಾವಲಂಬಿಗಳಿಗೆ ಆತಿಥೇಯ ಜೀವಕೋಶವಾದ ಎರಿಥ್ರೋಸೈಟ್), ಇದು ಉತ್ಪಾದಕ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಪರಾವಲಂಬಿ ಜೀವನ ಚಕ್ರವನ್ನು ದೀರ್ಘಕಾಲ ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ. ಜಿ6ಪಿಡಿ ಕೊರತೆಯನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ-ಪೆಂಟೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸುವ ಆನುವಂಶಿಕ ಕಾಯಿಲೆ ಆರ್ಎನ್ಎ ಥಿಯಾಮಿನ್ ಕೊರತೆ ಫ್ರಾಂಕ್ ಡಿಕನ್ಸ್ ಎಫ್ಆರ್ಎಸ್ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ಪೆಂಟೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಮಾರ್ಗದ ಹಿಂದಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ತರ್ಕ ಪೆಂಟೋಸ್ ಫಾಸ್ಫೇಟ್ ಮಾರ್ಗ ನಕ್ಷೆ-ಹೋಮೋ ಸೇಪಿಯನ್ಸ್ ಮೆಟಾಬಾಲಿಕ್ ಮಾರ್ಗಗಳು ರಂಜಕ