Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato , abreviado NADP + o, en notación más antigua, TPN (nucleótido de trifosfopiridina), es un cofactor utilizado en reacciones anabólicas , como el ciclo de Calvin y síntesis de lípidos y ácidos nucleicos , que requieren NADPH como agente reductor . Es utilizado por todas las formas de vida celular. [1]
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
CHEBI | |
CHEMBL | |
ChemSpider | |
Malla | NADP |
PubChem CID | |
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Propiedades | |
C 21 H 29 N 7 O 17 P 3 | |
Masa molar | 744,416 g · mol −1 |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
verificar ( ¿qué es ?) | |
Referencias de Infobox | |
NADPH es la forma reducida de NADP + . NADP + se diferencia de NAD + por la presencia de un grupo fosfato adicional en la posición 2 'del anillo de ribosa que lleva el resto de adenina . Este fosfato extra se agrega mediante NAD + quinasa y se elimina mediante NADP + fosfatasa. [2]
Biosíntesis
NADP +
En general, NADP + se sintetiza antes que NADPH. Dicha reacción generalmente comienza con NAD + de la ruta de novo o de rescate, con NAD + quinasa agregando el grupo fosfato adicional. NAD (P) + nucleosidasa permite la síntesis a partir de nicotinamida en la vía de rescate, y NADP + fosfatasa puede convertir NADPH nuevamente en NADH para mantener un equilibrio. [1] Algunas formas de la quinasa NAD + , en particular la de las mitocondrias, también pueden aceptar NADH para convertirlo directamente en NADPH. [3] [4] La vía procariótica es menos conocida, pero con todas las proteínas similares, el proceso debería funcionar de manera similar. [1]
NADPH
NADPH se produce a partir de NADP + . La principal fuente de NADPH en animales y otros organismos no fotosintéticos es la vía de las pentosas fosfato , por la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PDH) en el primer paso. La vía de las pentosas fosfato también produce pentosa, otra parte importante del NAD (P) H, a partir de la glucosa. Algunas bacterias también usan G6PDH para la vía Entner-Doudoroff , pero la producción de NADPH sigue siendo la misma. [1]
La ferredoxina-NADP + reductasa , presente en todos los dominios de la vida, es una fuente importante de NADPH en organismos fotosintéticos, incluidas plantas y cianobacterias. Aparece en el último paso de la cadena de electrones de las reacciones ligeras de la fotosíntesis . Se utiliza como poder reductor de las reacciones biosintéticas en el ciclo de Calvin para asimilar el dióxido de carbono y ayudar a convertir el dióxido de carbono en glucosa. También tiene funciones para aceptar electrones en otras vías no fotosintéticas: es necesario en la reducción de nitrato en amoníaco para la asimilación de las plantas en el ciclo del nitrógeno y en la producción de aceites. [1]
Hay varios otros mecanismos menos conocidos de generación de NADPH, todos los cuales dependen de la presencia de mitocondrias en eucariotas. Las enzimas clave en estos procesos relacionados con el metabolismo del carbono son las isoformas ligadas a NADP de la enzima málica , la isocitrato deshidrogenasa (IDH) y la glutamato deshidrogenasa . En estas reacciones, NADP + actúa como NAD + en otras enzimas como agente oxidante. [5] El mecanismo de la isocitrato deshidrogenasa parece ser la principal fuente de NADPH en la grasa y posiblemente también en las células hepáticas. [6] Estos procesos también se encuentran en bacterias. Las bacterias también pueden usar una gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa dependiente de NADP para el mismo propósito. Al igual que la vía de las pentosas fosfato, estas vías están relacionadas con partes de la glucólisis . [1]
El NADPH también se puede generar a través de vías no relacionadas con el metabolismo del carbono. La ferredoxina reductasa es un ejemplo. La nucleótido transhidrogenasa de nicotinamida transfiere el hidrógeno entre NAD (P) H y NAD (P) +, y se encuentra en mitocondrias eucariotas y muchas bacterias. Hay versiones que dependen de un gradiente de protones para funcionar y otras que no. Algunos organismos anaeróbicos usan hidrogenasa ligada a NADP + , extrayendo un hidruro del gas hidrógeno para producir un protón y NADPH. [1]
Como NADH , NADPH es fluorescente . NADPH en solución acuosa excitada a la absorbancia de nicotinamida de ~ 335 nm (cerca de UV) tiene una emisión de fluorescencia que alcanza un pico a 445-460 nm (violeta a azul). NADP + no tiene fluorescencia apreciable. [7]
Función
NADPH proporciona los equivalentes reductores para las reacciones biosintéticas y la oxidación-reducción involucradas en la protección contra la toxicidad de las especies reactivas del oxígeno (ROS), permitiendo la regeneración del glutatión (GSH). [8] NADPH también se utiliza para vías anabólicas , como la síntesis de colesterol , síntesis de esteroides, [9] síntesis de ácido ascórbico, [9] síntesis de xilitol, [9] síntesis de ácidos grasos citosólicos [9] y elongación microsomal de la cadena de ácidos grasos .
El sistema NADPH también es responsable de generar radicales libres en las células inmunes por la NADPH oxidasa . Estos radicales se utilizan para destruir patógenos en un proceso denominado explosión respiratoria . [10] Es la fuente de equivalentes reductores de la hidroxilación del citocromo P450 de compuestos aromáticos , esteroides , alcoholes y fármacos .
Estabilidad
NADH y NADPH son muy estables en soluciones básicas, pero NAD + y NADP + se degradan en soluciones básicas en un producto fluorescente que puede usarse convenientemente para cuantificación. Por el contrario, NADPH y NADH son degradados por soluciones ácidas, mientras que NAD + / NADP + son bastante estables al ácido. [11]
Enzimas que usan NADP (H) como coenzima
- Adrenodoxina reductasa : esta enzima está presente de forma ubicua en la mayoría de los organismos. [12] Transfiere dos electrones de NADPH a FAD. En los vertebrados, sirve como la primera enzima en la cadena de sistemas mitocondriales P450 que sintetizan hormonas esteroides. [13]
Enzimas que utilizan NADP (H) como sustrato
En 2018 y 2019, surgieron los dos primeros informes de enzimas que catalizan la eliminación del fosfato 2 'de NADP (H) en eucariotas. Primero, se informó la proteína citoplasmática MESH1 ( Q8N4P3 ), [14] luego la proteína mitocondrial nocturnina [15] [16] . Es de destacar que las estructuras y la unión de NADPH de MESH1 ( 5VXA ) y nocturnina ( 6NF0 ) no están relacionadas.
NADP +
NADPH
Referencias
- ↑ a b c d e f g Spaans SK, Weusthuis RA, van der Oost J, Kengen SW (2015). "Sistemas generadores de NADPH en bacterias y arqueas" . Fronteras en microbiología . 6 : 742. doi : 10.3389 / fmicb.2015.00742 . PMC 4518329 . PMID 26284036 .
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