Eritrosa-4-fosfato

Qué es la eritrosa-4-fosfato

La eritrosa-4-fosfato es la forma metabólicamente activa de la eritrosa: un éster fosfórico en el que el grupo hidroxilo del carbono 4 de la aldotetrosa se ha conjugado con ácido fosfórico. Mientras que la eritrosa libre prácticamente no circula por el organismo, la forma fosforilada participa en reacciones enzimáticas de redistribución de esqueletos carbonados que resultan centrales para el metabolismo celular.

Su nombre sigue la convención bioquímica habitual: el nombre del azúcar de partida más la posición y la naturaleza del grupo añadido. El compuesto se identificó como intermediario de la vía de las pentosas fosfato en los trabajos de Bernard Horecker, Efraim Racker y sus colaboradores durante las décadas de 1950 y 1960, cuando se dilucidó el esquema completo de esa ruta.

Función en la vía de las pentosas fosfato

La vía de las pentosas fosfato se divide en dos fases. La fase oxidativa genera NADPH y ribulosa-5-fosfato. La fase no oxidativa, que es donde interviene la eritrosa-4-fosfato, reorganiza los azúcares fosforilados de tres, cuatro, cinco, seis y siete carbonos para devolver intermediarios a la glucólisis o, si la célula lo necesita, producir más ribosa-5-fosfato para la síntesis de nucleótidos.

Dentro de esa fase no oxidativa, la eritrosa-4-fosfato se genera por acción de la transaldolasa, que transfiere un fragmento de tres carbonos desde la sedoheptulosa-7-fosfato al gliceraldehído-3-fosfato, produciendo fructosa-6-fosfato y eritrosa-4-fosfato. A continuación, la transcetolasa transfiere una unidad de dos carbonos desde la xilulosa-5-fosfato a la eritrosa-4-fosfato, generando otra molécula de fructosa-6-fosfato y una de gliceraldehído-3-fosfato. Ambos productos pueden reincorporarse a la glucólisis.

Conviene no perder de vista que estas reacciones son reversibles. La dirección neta del flujo depende de las concentraciones relativas de los intermediarios en cada momento, lo que convierte a la eritrosa-4-fosfato en una pieza de ajuste fino del metabolismo de los carbohidratos.

La vía del shikimato en plantas y microorganismos

En organismos capaces de sintetizar aminoácidos aromáticos (plantas, hongos, bacterias), la eritrosa-4-fosfato tiene un destino adicional que no existe en los animales. Se condensa con el fosfoenolpiruvato en una reacción catalizada por la enzima DAHP sintasa. El producto, un azúcar de siete carbonos, se cicla y se reduce hasta formar shikimato, molécula que da nombre a toda la ruta.

Desde el shikimato, pasando por el corismato, la vía se ramifica para generar fenilalanina, tirosina y triptófano, los tres aminoácidos proteicos con anillo aromático. También produce precursores de compuestos fenólicos, flavonoides, ligninas y alcaloides. La ausencia de esta vía en mamíferos explica que esos tres aminoácidos sean para el ser humano nutrientes esenciales, que solo pueden obtenerse de la dieta.

Preguntas frecuentes

¿Es lo mismo eritrosa que eritrosa-4-fosfato?

No. La eritrosa es el monosacárido libre, sin modificaciones. La eritrosa-4-fosfato lleva un grupo fosfato unido al carbono 4 mediante un enlace éster. Esa diferencia no es menor: en el organismo, la forma libre apenas aparece, y toda la actividad metabólica documentada corresponde al derivado fosforilado.

¿Por qué la vía del shikimato interesa a la medicina si los humanos no la tienen?

Precisamente porque está ausente en mamíferos. Si un fármaco bloquea una enzima de la vía del shikimato, afectará a bacterias, hongos o plantas sin dañar las células humanas. Ese principio se aprovecha en el diseño de antibióticos y herbicidas. El glifosato, por ejemplo, inhibe la enzima EPSP sintasa de la vía del shikimato en las plantas.

¿En qué tejidos humanos es más activa la vía de las pentosas fosfato?

En aquellos con alta demanda de NADPH: hígado (para la biosíntesis de ácidos grasos y colesterol), tejido adiposo, corteza suprarrenal, glándula mamaria lactante y eritrocitos (para mantener el glutatión en su forma reducida, que protege la membrana frente al estrés oxidativo).

Referencias

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochemistry: The Pentose Phosphate Pathway. NCBI Bookshelf.
2. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Trastornos metabólicos. MedlinePlus en español.
3. Herrmann KM, Weaver LM. The Shikimate Pathway. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol. 1999;50:473-503.
4. Real Academia Nacional de Medicina de España. Diccionario de Términos Médicos. RANM.