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पेंटोज़ फॉस्फेट पाथवे

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The pentose phosphate pathway

पेंटोज फॉस्फेट पाथवे (पीपीपी) एक मेटाबोलिक पाथवे है जो ग्लाइकोलिसिस के समानांतर चलता है। यह NADPH और पेंटोज (5-कार्बन शुगर) के साथ-साथ राइबोज 5-फॉस्फेट का उत्पादन करता है, जो न्यूक्लियोटाइड्स के संश्लेषण के लिए आवश्यक होता है। इस पाथवे का प्राथमिक उद्देश्य एनाबॉलिक होता है न कि कैटाबॉलिक। यह पाथवे विशेष रूप से लाल रक्त कोशिकाओं (एरिथ्रोसाइट्स) में महत्वपूर्ण होता है। पेंटोज फॉस्फेट पाथवे कोशिकाओं में आवश्यक NADPH और पेंटोज शुगर के उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण है। यह पाथवे रेड ब्लड सेल्स में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है और विभिन्न बायोसिंथेटिक प्रक्रियाओं में योगदान करता है।[1][2]

पेंटोज फॉस्फेट पाथवे के चरण

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इस पाथवे के दो विशिष्ट चरण होते हैं:

1. ऑक्सीडेटिव चरण

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  • इस चरण में NADPH का उत्पादन होता है।

2. नॉन-ऑक्सीडेटिव चरण

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  • इस चरण में 5-कार्बन शुगर का संश्लेषण होता है।[3]

ऑक्सीडेटिव चरण

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इस चरण में ग्लूकोज-6-फॉस्फेट को राइबुलोज 5-फॉस्फेट में परिवर्तित करने की प्रक्रिया में दो NADP+ को NADPH में बदल दिया जाता है। इस चरण की प्रतिक्रियाएं निम्नलिखित हैं:

  • 1. ग्लूकोज-6-फॉस्फेट + NADP+ → 6-फॉस्फोग्लुकोनो-δ-लैक्टोन + NADPH (ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम द्वारा)
  • 2. 6-फॉस्फोग्लुकोनो-δ-लैक्टोन + H2O → 6-फॉस्फोग्लुकोनेट + H+ (6-फॉस्फोग्लुकोनोलेक्टोनसे एंजाइम द्वारा)[4]
  • 3. 6-फॉस्फोग्लुकोनेट + NADP+ → राइबुलोज 5-फॉस्फेट + NADPH + CO2 (6-फॉस्फोग्लुकोनेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम द्वारा)
 
Oxidative phase of pentose phosphate pathway.
Glucose-6-phosphate (1), 6-phosphoglucono-δ-lactone (2), 6-phosphogluconate (3), ribulose 5-phosphate (4)

The entire set of reactions can be summarized as follows:

Reactants Products Enzyme Description
Glucose 6-phosphate + NADP+ → 6-phosphoglucono-δ-lactone + NADPH glucose 6-phosphate dehydrogenase Dehydrogenation. The hydroxyl on carbon 1 of glucose 6-phosphate turns into a carbonyl, generating a lactone, and, in the process, NADPH is generated.
6-phosphoglucono-δ-lactone + H2O → 6-phosphogluconate + H+ 6-phosphogluconolactonase Hydrolysis
6-phosphogluconate + NADP+ → ribulose 5-phosphate + NADPH + CO2 6-phosphogluconate dehydrogenase Oxidative decarboxylation. NADP+ is the electron acceptor, generating another molecule of NADPH, a CO2, and ribulose 5-phosphate.

पूर्ण प्रक्रिया के अन्त बनने वाला उत्पाद :

Glucose 6-phosphate + 2 NADP+ + H2O → ribulose 5-phosphate + 2 NADPH + 2 H+ + CO2[5]

नॉन-ऑक्सीडेटिव चरण

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इस चरण में राइबुलोज 5-फॉस्फेट को विभिन्न शुगर में परिवर्तित किया जाता है। निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं इस चरण में होती हैं:

  • 1. राइबुलोज 5-फॉस्फेट → राइबोज 5-फॉस्फेट (राइबोज-5-फॉस्फेट आइसोमरेज एंजाइम द्वारा)
  • 2. राइबुलोज 5-फॉस्फेट → जाइलुलोज 5-फॉस्फेट (राइबुलोज 5-फॉस्फेट 3-एपिमरेज एंजाइम द्वारा)
  • 3. जाइलुलोज 5-फॉस्फेट + राइबोज 5-फॉस्फेट → ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट + सेडोहैप्टुलोज 7-फॉस्फेट (ट्रांसकेटोलास एंजाइम द्वारा)
  • 4. सेडोहैप्टुलोज 7-फॉस्फेट + ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट → एरिथ्रोस 4-फॉस्फेट + फ्रुक्टोज 6-फॉस्फेट (ट्रांसएलडोलास एंजाइम द्वारा)
  • 5. जाइलुलोज 5-फॉस्फेट + एरिथ्रोस 4-फॉस्फेट → ग्लिसराल्डिहाइड 3-फॉस्फेट + फ्रुक्टोज 6-फॉस्फेट (ट्रांसकेटोलास एंजाइम द्वारा)[5]
 
The pentose phosphate pathway's nonoxidative phase
Reactants Products Enzymes
ribulose 5-phosphate → ribose 5-phosphate ribose-5-phosphate isomerase
ribulose 5-phosphate → xylulose 5-phosphate ribulose 5-phosphate 3-epimerase
xylulose 5-phosphate + ribose 5-phosphate → glyceraldehyde 3-phosphate + sedoheptulose 7-phosphate transketolase
sedoheptulose 7-phosphate + glyceraldehyde 3-phosphate → erythrose 4-phosphate + fructose 6-phosphate transaldolase
xylulose 5-phosphate + erythrose 4-phosphate → glyceraldehyde 3-phosphate + fructose 6-phosphate transketolase

परिणाम

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पेंटोज फॉस्फेट पाथवे के मुख्य परिणाम इस प्रकार हैं: 1. NADPH का उत्पादन, जो कोशिकाओं में रेडक्टिव बायोसिंथेसिस प्रतिक्रियाओं में उपयोग होता है।

2. राइबोज 5-फॉस्फेट का उत्पादन, जो न्यूक्लियोटाइड्स और न्यूक्लिक एसिड के संश्लेषण में उपयोग होता है।

3. एरिथ्रोस 4-फॉस्फेट का उत्पादन, जो एरोमैटिक एमिनो एसिड के संश्लेषण में उपयोग होता है।[6]

महत्व

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इस पाथवे के माध्यम से उत्पन्न NADPH का उपयोग ग्लूटाथियोन के पुनर्जनन में होता है, जो कोशिकाओं को ऑक्सीडेटिव तनाव से बचाता है। लाल रक्त कोशिकाएँ विशेष रूप से NADPH का उपयोग ग्लूटाथियोन को पुनः उत्पन्न करने में करती हैं ताकि हानिकारक हाइड्रोजन पेरोक्साइड को पानी में बदल सके।[7]

नियमन

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ग्लूकोज-6-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज इस पाथवे का दर-नियंत्रण करने वाला एंजाइम है। इसे NADP+ द्वारा अलॉस्टेरिक रूप से उत्तेजित किया जाता है और NADPH द्वारा दृढ़ता से अवरुद्ध किया जाता है।[8]

संदर्भ सूची

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  1. ↑ Horecker, B. L.; Smyrniotis, P. Z.; Seegmiller, J. E. (1951). "The enzymatic conversion of 6-phosphogluconate to ribulose-5-phosphate and ribose-5-phosphate". J. Biol. Chem. 193 (1): 383–396. PMID 14907726. डीओआइ:10.1016/S0021-9258(19)52464-4.
  2. ↑ Horecker, Bernard L. (2002). "The pentose phosphate pathway". J. Biol. Chem. 277 (50): 47965–47971. PMID 12403765. डीओआइ:10.1074/jbc.X200007200.
  3. ↑ Kruger, Nicholas J; von Schaewen, Antje (June 2003). "The oxidative pentose phosphate pathway: structure and organisation". Current Opinion in Plant Biology. 6 (3): 236–246. PMID 12753973. डीओआइ:10.1016/S1369-5266(03)00039-6. बिबकोड:2003COPB....6..236K.
  4. ↑ "Pentose Phosphate Pathway". www.vet.ed.ac.uk. अभिगमन तिथि 2024-06-24.
  5. ↑ अ आ "Pentose phosphate pathway", Wikipedia (अंग्रेज़ी में), 2024-06-12, अभिगमन तिथि 2024-06-24
  6. ↑ "Pentose phosphate pathway (article)". Khan Academy (अंग्रेज़ी में). अभिगमन तिथि 2024-06-24.
  7. ↑ "Pentose Phosphate Pathway - an overview | ScienceDirect Topics". www.sciencedirect.com. अभिगमन तिथि 2024-06-24.
  8. ↑ Voet Donald; Voet Judith G (2011). Biochemistry (4th संस्करण). John Wiley & Sons. पृ॰ 894. आई॰ऍस॰बी॰ऍन॰ 978-0-470-57095-1.
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