Nikotinamid adenin dinukleotid-fosfat

Nikotinamid adenin dinukleotid-fosfat, skraćeno NADP⁺ ili, po staroj oznaci, TPN (trifosfopiridin nukleotid), je kofaktor koji se koristi u anaboličkim reakcijama, kao što su Calvinov ciklus i sinteze lipida i nukleinskih kiselina, kojima je potreban NADPH kao redukcijsko sredstvo. Koriste ga svi oblici ćelijskog života.^[1]

Nikotinamid adenin dinukleotid-fosfat
Općenito
Hemijski spoj	Nikotinamid adenin dinukleotid-fosfat
Molekularna formula	C21H29N7O17P3
CAS registarski broj	53-59-8
SMILES	O=C(N)c1ccc[n+](c1)[C@H]2[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O2)COP([O-])(=O)OP(=O)(O)OC[C@H]3O[C@@H](n4cnc5c4ncnc5N)[C@@H]([C@@H]3O)OP(=O)(O)O
InChI	1/C21H28N7O17P3/c22-17-12-19(25-7-24-17)28(8-26-12)21-16(44-46(33,34)35)14(30)11(43-21)6-41-48(38,39)45-47(36,37)40-5-10-13(29)15(31)20(42-10)27-3-1-2-9(4-27)18(23)32/h1-4,7-8,10-11,13-16,20-21,29-31H,5-6H2,(H7-,22,23,24,25,32,33,34,35,36,37,38,39)/t10-,11-,13-,14-,15-,16-,20-,21-/m1/s1
Osobine1
Rizičnost
NFPA 704
1 Gdje god je moguće korištene su SI jedinice. Ako nije drugačije naznačeno, dati podaci vrijede pri standardnim uslovima.

NADPH je reducirani oblik NADP⁺. NADP⁺ razlikuje se od NAD⁺ prisustvom dodatne fosfatne grupe na 2' položaju riboznog prstena koji nosi adeninski dio. Ovaj dodatni fosfat dodaje se NAD⁺ kinazom, a uklanja NADP⁺fosfatazom.^[2]

Biosinteza

NADP⁺

Općenito, NADP⁺ sintetizira se prije nego što bude NADPH. Takva reakcija obično započinje sa NAD⁺ iz de novo ili sa puta za sanaciju, sa NAD⁺kinazom dodavanjem dodatne fosfatne grupe. NAD(P)⁺ nukleozidaza omogućava sintezu iz nikotinamida u putu spašavanja, a NADP + fosfataza može pretvoriti NADPH natrag u NADH da održi ravnotežu. Neki oblici NAD⁺ kinaze, posebno onaj u mitohondrijama, takođe mogu prihvatiti NADH da je pretvore direktno u NADP.^[3][4] Prokariotski put je manje dobro razumljiv, ali sa svim sličnim proteinima i proces bi trebao teći na sličan način.

NADPH

NADPH se proizvodi iz NADP⁺. Glavni izvor NADPH u životinja i ostalih nefotosintetskih organizama je put pentozo-fosfata, u prvom koraku od glukoza-6-fosfat-dehidrogenaze (G6PDH). Put pentoza-fosfata takođe proizvodi pentozu, drugi važan dio NAD(P)H, iz glukoze. Neke bakterije također koriste G6PDH za Entner-Doudoroffov put, ali proizvodnja NADPH ostaje ista.

Feredoksin-NADP⁺ reduktaza, prisutna u svim domenima života, glavni je izvor NADPH u fotosintetskim organizmima, uključujući biljke i cijanobakterije. Pojavljuje se u posljednjem koraku elektronskog lanca reakcije ns svjetlosti u fotosintezi. Koristi se kao redukcijska snaga za biosintetske reakcije u Calvinovom ciklusu za asimilaciju ugljik-dioksida i pomoć u njegovom pretvaranju u glukozu. Ima funkcije prihvatanja elektrona i u drugim nefotosintetskim putevima: potreban je za redukciju nitrata u amonijak za biljnu asimilaciju u ciklusu dušika i za proizvodnju ulja.

Postoji nekoliko drugih manje poznatih mehanizama stvaranja NADPH, koji svi u eukariotima ovise o prisustvu mitohondrija. Ključni enzimi u ovim procesima povezanim sa metabolizmom ugljika su izoforme jabučnog sistema, izocitrat dehidrogenaze (IDH) i glutamat dehidrogenaze povezane sa NADP. U tim reakcijama NADP⁺ djeluje poput NAD⁺ u drugim enzimima, kao oksidirajuće sredstvo.^[5] Čini se da je mehanizam izocitrat-dehidrogenaze glavni izvor NADPH u masti, a možda i u ćelijama jetre.^[6] Ovi procesi nalaze se i u bakterijama. Bakterije također mogu koristiti NADP-zavisnu gliceraldehid 3-fosfat dehidrogenazu u istu svrhu. Poput puta pentoza-fosfata, ovi putevi povezani su s dijelovima glikolize.

NADPH se također može generirati putem koji nije povezan sa metabolizmom ugljika. Takav je primjer feredoksin-reduktaza. Nikotinamid nukleotid transhidrogenaza prenosi vodik između NAD(P)H i NAD (P)+, a nalazi se u eukariotskim mitohondrijama i mnogim bakterijama. Postoje verzije koje ovise o protonskom gradijentu da rade i one koje ne rade. Neki anaerobni organizmi koriste NADP⁺vezanu hidrogenazu, izvlačeći hidrid iz plinovitog vodika za proizvodnju protona i NADPH.

Funkcija

NADPH pruža ekvivalente redukcije za biosintetske reakcije i oksidaciju i redukciju koje su uključene u zaštitu od toksičnosti reaktivnih vrsta kisika (ROS), omogućavajući regeneraciju glutationa (GSH).^[7] NADPH se također koristi za anaboličke puteve, kao što je sinteza holesterola, sinteza steroida,^[8] sinteza askorbinske kiseline i ksilitola,^[8] citosolnih masnih kiselina^[8] i elomngacija mikrosomskih lanaca masnih kiselina.

NADPH sistem je također odgovoran za stvaranje slobodnih radikala u imunskim ćelijama, pomoću NADPH-oksidaza. Ovi radikali se koriste za uništavanje patogena u procesu zvanom respiratorni nalet.^[9]

Izvor je redukcionih ekvivalenata za citohrom P450 hidroksilaciju aromatskih spojeva, steroida, alkohola i lijekova.

Enzimi koji koriste NADP(H) kao koenzim

• Adrenoksin-reduktaza: Ovaj enzim je prisutan svugdje u većini organizama^[10] Prenosi dva elektrona iz NADPH u FAD. Kod kičmenjaka služi kao prvi enzim u lancu mitohondrijskih sistema P450, koji sintetišu steroidne hormone.^[11]

Enzimi koji koriste NADP (H) kao supstrat

U 2018. i 2019., pojavila su se prva dva izvještaja o enzimima koji kataliziraju uklanjanje 2 'fosfata NADP(H) u eukariotima. Prvo su izviješteni citoplazmatski protein MESH1 (Q8N4P3 Q8N4P3),^[12]a zatim mitohondrijski protein nokturnin.^[13][14] . Treba napomenuti da su strukture i NADPH vezanje MESH1 (5VXA) i nokturnina nisu (6NF0).

Model lopta i štap u NADP+ NADPH

• 
  NADP+
• 
  NADPH