Podcast na Pentózofosfátová dráha: Regenerativní fáze a NADPH

Kapitoly

Metabolická křižovatka

Dvě cesty pro ribulosu

Molekulární přehazovaná

Vše je vratné

K čemu buňka potřebuje NADPH

Detox a další zdroje

Porucha G6PD

Závěrečné shrnutí

Přepis

Tereza: …a to je na tom to geniální! Buňka si prostě vybere, jestli potřebuje víc stavebních kamenů, nebo energii. Není to žádná jednosměrka.

Tomáš: Přesně! To je jako mít metabolickou křižovatku, ne dálnici. Posloucháte Studyfi Podcast. Dnes se podíváme na regenerační fázi pentosového cyklu.

Tereza: Takže, máme tady ribulosa-5-fosfát z oxidační fáze. A co teď? Má dvě hlavní možnosti.

Tomáš: Jaké?

Tereza: Buď se pomocí izomerizace přemění na ribóza-5-fosfát, což je základ pro nukleové kyseliny, tedy DNA a RNA. Nebo… se vrátí zpátky do hry.

Tomáš: A stane se z ní něco, co buňka umí využít v glykolýze?

Tereza: Přesně tak!

Tomáš: A jak se dostane ke glykolýze? To zní složitě.

Tereza: Je to taková molekulární přehazovaná. Klíčové jsou tu enzymy epimeráza, transketoláza a transaldoláza. Ty si mezi molekulami přehazují dvou a tříuhlíkaté zbytky.

Tomáš: Takže si vlastně jen tak prohazují kousky, dokud nevznikne to, co buňka zná?

Tereza: V podstatě ano! Výsledkem jsou fruktosa-6-fosfát a glyceraldehyd-3-fosfát. A ty už buňka umí rovnou poslat do glykolýzy. U transketolázy je důležitý její kofaktor, thiamindifosfát neboli TDP.

Tomáš: Dobře, a co je na tomhle všem nejdůležitější pro zkoušku?

Tereza: Že všechny tyhle reakce jsou vratné. To dává buňce neuvěřitelnou flexibilitu.

Tomáš: Takže když buňka potřebuje jenom pentózy na stavbu DNA, ale ne NADPH?

Tereza: Jednoduše otočí směr. Vezme si meziprodukty z glykolýzy a vyrobí si pentózy bez spuštění oxidační fáze. Podobně si reguluje i produkci samotného NADPH.

Tomáš: Fascinující. Buňka je prostě dokonalý manažer.

Tereza: Přesně tak. A tenhle manažer myslí na všechno. Co když naopak potřebuje jen ribózu-5-fosfát pro stavbu DNA, ale ne NADPH? To se děje třeba ve svalech.

Tomáš: Takže si to umí vyrobit i bez té oxidační fáze?

Tereza: Přesně. Prostě si vezme meziprodukty z glykolýzy a poskládá si z nich ribózu. Žádný odpad, žádná zbytečná práce.

Tomáš: Neuvěřitelné. A k čemu všemu to NADPH tedy slouží? Mimo stavbu mastných kyselin.

Tereza: Jeho hlavní role je ochrana a syntéza! Funguje jako klíčový hráč při regeneraci glutathionu. To je takový náš buněčný antioxidant, který nás chrání před poškozením.

Tomáš: Takže NADPH vlastně dobíjí náš obranný štít?

Tereza: Perfektní přirovnání! Taky ho používají bílé krvinky při takzvaném respiračním vzplanutí k ničení bakterií. Vytvoří superoxid a ten pak použijí k výrobě peroxidu vodíku.

Tomáš: To zní jako zbraň z nějakého sci-fi filmu.

Tereza: Je to tak. Dále je nezbytný pro syntézu cholesterolu, steroidů a nukleotidů. A taky se účastní monooxygenasových reakcí s cytochromy P450.

Tomáš: Počkat, to jsou ty enzymy v játrech, co detoxikují tělo od cizorodých látek, že?

Tereza: Přesně ty! A jen tak na okraj, NADPH nevzniká jen v pentosovém cyklu. Může se vytvořit i v jiných reakcích, třeba pomocí jablečného enzymu.

Tomáš: Takže buňka má hned několik záložních zdrojů. Páni. Pojďme se teď podívat na to, jak to všechno souvisí s metabolismem tuků.

Tereza: Jasně! A právě ten NADPH je naprosto klíčový, když se bavíme o poruchách pentosové dráhy. Bez něj totiž buňka ztrácí ochranu proti oxidačnímu stresu.

Tomáš: Takže co se stane, když nějaký enzym v té dráze chybí? Existuje nějaká častá porucha?

Tereza: Existuje! Jde o nejčastější enzymový defekt v populaci vůbec. Je to mutace v genu pro glukosa-6-fosfátdehydrogenasu, zkráceně G6PD.

Tomáš: A co to v praxi znamená pro červené krvinky, které ten cyklus hodně využívají?

Tereza: Znamená to velký problém. Bez NADPH se nemůže regenerovat glutathion, a tak se v krvinkách hromadí poškozený hemoglobin. Ten tvoří takzvaná Heinzova tělíska.

Tomáš: Heinzova tělíska? To zní jako něco, co si dávám na hranolky.

Tereza: Skoro. Jen tahle verze ti moc chutnat nebude. Tělíska jsou totiž odstraňována ve slezině i s krvinkami, což vede k anémii.

Tomáš: Páni. Ale slyšel jsem, že to má i nějakou výhodu, je to tak?

Tereza: Přesně tak! Tady je ta zajímavost – tenhle defekt poskytuje nositelům imunitu vůči malárii. Parazit se v takto oslabených krvinkách nedokáže množit.

Tomáš: Takže abychom to shrnuli. Pentosová dráha je naše buněčná továrna na NADPH pro ochranu a na ribózu pro DNA. A její nejčastější porucha nás sice může ohrozit anémií, ale zároveň chrání před malárií. Fascinující.

Tereza: Přesně tak. V biologii je málokdy něco jen černé nebo bílé. Děkujeme, že jste nás dnes poslouchali!

Tomáš: Mějte se krásně a slyšíme se u dalšího dílu Studyfi Podcastu. Na shledanou!