Никотинамидадениндинуклеотидфосфат

Никотинамидадениндинуклеотидфосфат
Идентификаторы
Номер CAS	53-59-8 ;
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение ;
КЭБ	ЧЕБИ:44409 ;
ХЭМБЛ	ХЕМБЛ2364573 ;
ХимическийПаук	5674 ;
Информационная карта ECHA	100.000.163
МеШ	НАДП
ПабХим CID	5885 ;
НЕКОТОРЫЙ	BY8P107XEP ;
	показывать ИнЧИ
	показывать УЛЫБКИ
Характеристики
Химическая формула	С 21 Ч 29 Н 7 О 17 П 3
Молярная масса	744.416 g·mol −1
	Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). проверить ( что такое ?) Ссылки на инфобоксы

Никотинамидадениндинуклеотидфосфат , сокращенно НАДФ. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} или, в более старых обозначениях, TPN (трифосфопиридиновый нуклеотид) — это кофактор, используемый в анаболических реакциях , таких как цикл Кальвина и синтез липидов и нуклеиновых кислот , которые требуют НАДФН в качестве восстанавливающего агента («источника водорода»). НАДФН представляет собой восстановленную форму, тогда как НАДФ ⁺ является окисленной формой. НАДП ⁺ используется всеми формами клеточной жизни. ^{[ 3 ]}

НАДП ⁺ отличается от НАД ⁺ наличием дополнительной фосфатной группы в 2'-положении рибозного кольца, несущего адениновую часть . Этот дополнительный фосфат добавляется НАД. ⁺ киназой и удаляется НАДФ ⁺ фосфатаза. ^{[ 4 ]}

Биосинтез

НАДП ⁺

В целом НАДП ⁺ синтезируется раньше НАДФН. Такая реакция обычно начинается с НАД. ⁺ либо из de novo, либо из пути спасения, с НАД ⁺ киназа, добавляющая дополнительную фосфатную группу. АДФ-рибозилциклаза обеспечивает синтез из никотинамида по пути спасения, а НАДФ ⁺ фосфатаза может превращать НАДФН обратно в НАДН для поддержания баланса. ^{[ 3 ]} Некоторые формы НАД ⁺ киназа, особенно та, что находится в митохондриях, также может принимать НАДН, чтобы превратить его непосредственно в НАДФН. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} Прокариотический путь менее изучен, но со всеми похожими белками этот процесс должен работать одинаковым образом. ^{[ 3 ]}

НАДФН

НАДФН образуется из НАДФ. ⁺. Основным источником НАДФН у животных и других нефотосинтезирующих организмов является пентозофосфатный путь , осуществляемый глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой (G6PDH) на первом этапе. Пентозофосфатный путь также производит пентозу, другую важную часть НАД(Ф)Н, из глюкозы. Некоторые бактерии также используют G6PDH для пути Энтнера-Дудорова , но производство НАДФН остается прежним. ^{[ 3 ]}

Ферредоксин – НАДФ ⁺ редуктаза , присутствующая во всех сферах жизни, является основным источником НАДФН в фотосинтезирующих организмах, включая растения и цианобактерии. электронной цепи световых реакций фотосинтеза Он появляется на последнем этапе . Он используется в качестве восстановителя в реакциях биосинтеза в цикле Кальвина, чтобы ассимилировать углекислый газ и помочь превратить углекислый газ в глюкозу. Он выполняет функции принятия электронов и в других нефотосинтетических путях: он необходим для восстановления нитратов в аммиак для ассимиляции растениями в азотном цикле и в производстве масел. ^{[ 3 ]}

Существует несколько других, менее известных механизмов образования НАДФН, каждый из которых зависит от присутствия митохондрий у эукариот. Ключевыми ферментами в этих процессах, связанных с метаболизмом углерода, являются НАДФ-связанные изоформы яблочного фермента , изоцитратдегидрогеназы (ИДГ) и глутаматдегидрогеназы . В этих реакциях НАДФ ⁺ действует как НАД ⁺ в других ферментах в качестве окислителя. ^{[ 7 ]} Механизм изоцитратдегидрогеназы, по-видимому, является основным источником НАДФН в жировых и, возможно, также клетках печени. ^{[ 8 ]} Эти процессы встречаются и у бактерий. НАДФ-зависимую глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу Бактерии также могут использовать с той же целью . Как и пентозофосфатный путь, эти пути связаны с частью гликолиза . ^{[ 3 ]} Другой путь, связанный с углеродным метаболизмом, участвующий в генерации НАДФН, - это митохондриальный фолатный цикл, в котором в основном используется серин в качестве источника одноуглеродных единиц для поддержания синтеза нуклеотидов и окислительно-восстановительного гомеостаза в митохондриях. Недавно было высказано предположение, что митохондриальный фолатный цикл является основным фактором, способствующим образованию НАДФН в митохондриях раковых клеток. ^{[ 9 ]}

НАДФН также может вырабатываться путями, не связанными с углеродным метаболизмом. Ферредоксинредуктаза является таким примером. Никотинамиднуклеотидтрансгидрогеназа переносит водород между НАД(Ф)Н и НАД(Ф) ⁺, и обнаружен в митохондриях эукариот и многих бактерий. Есть версии, которых зависит от протонного градиента работа , и версии, которые этого не делают. Некоторые анаэробные организмы используют НАДФ. ⁺-связанная гидрогеназа , отрывающая гидрид от газообразного водорода с образованием протона и НАДФН. ^{[ 3 ]}

Как и НАДН , НАДФН флуоресцентен . НАДФН в водном растворе, возбужденный при поглощении никотинамида ~ 335 нм (вблизи УФ), имеет флуоресцентное излучение с максимумом при 445-460 нм (от фиолетового до синего). НАДП ⁺ не имеет заметной флуоресценции. ^{[ 10 ]}

Функция

НАДФН обеспечивает восстановители, обычно атомы водорода, для реакций биосинтеза и окислительно-восстановительных процессов , участвующих в защите от токсичности активных форм кислорода (АФК), позволяя регенерацию глутатиона (GSH). ^{[ 11 ]} НАДФН также используется в анаболических путях, таких как синтез холестерина , синтез стероидов, ^{[ 12 ]} синтез аскорбиновой кислоты, ^{[ 12 ]} синтез ксилита, ^{[ 12 ]} цитозольный синтез жирных кислот ^{[ 12 ]} и удлинение микросомальной цепи жирных кислот .

Система НАДФН также отвечает за выработку свободных радикалов в иммунных клетках с помощью НАДФН-оксидазы . Эти радикалы используются для уничтожения болезнетворных микроорганизмов в процессе, называемом респираторным взрывом . ^{[ 13 ]} Является источником восстанавливающих эквивалентов цитохрома Р450 гидроксилирования ароматических соединений , стероидов , спиртов и лекарств .

Стабильность

НАДН и НАДФН очень стабильны в основных растворах, но НАД ⁺ и НАДП ⁺ разлагаются в основных растворах до флуоресцентного продукта, который можно удобно использовать для количественного анализа. И наоборот, НАДФН и НАДН разлагаются в кислых растворах, а НАДН ⁺/НАДП ⁺ достаточно устойчивы к кислоте. ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}

Ферменты, использующие НАДФ(Н) в качестве кофермента.

Адренодоксинредуктаза : этот фермент присутствует повсеместно в большинстве организмов. ^{[ 16 ]} Он переносит два электрона от НАДФН к ФАД. У позвоночных он служит первым ферментом в цепи митохондриальных систем Р450, синтезирующих стероидные гормоны. ^{[ 17 ]}

Ферменты, использующие НАДФ(Н) в качестве субстрата

В 2018 и 2019 годах появились первые два сообщения о ферментах, катализирующих удаление 2'-фосфата НАДФ(Н) у эукариот. Сначала цитоплазматический белок MESH1 ( Q8N4P3 ), ^{[ 18 ]} затем митохондриальный белок ноктюрнин ^{[ 19 ]}^{[ 20 ]} были сообщены. Следует отметить, что структуры и связывание НАДФН MESH1 ( 5VXA ) и ноктюрнина ( 6NF0 ) не связаны.

Шаровидные модели НАДФ+ и НАДФН.

НАДФ+
НАДФН

Ссылки

^ «НАДФ никотинамид-аденин-динуклеотидфосфат» . ПабХим . Национальная медицинская библиотека США . Проверено 22 августа 2024 г.
^ Карлсон П. (12 мая 2014 г.). Введение в современную биохимию . Академическая пресса. ISBN 978-1-4832-6778-4 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Спаанс С.К., Веустуис Р.А., ван дер Ост Дж., Кенген С.В. (2015). «НАДФН-генерирующие системы у бактерий и архей» . Границы микробиологии . 6 : 742. дои : 10.3389/fmicb.2015.00742 . ПМЦ 4518329 . ПМИД 26284036 .
^ Каваи С., Мурата К. (апрель 2008 г.). «Структура и функция НАД-киназы и НАДФ-фосфатазы: ключевые ферменты, регулирующие внутриклеточный баланс НАД(Н) и НАДФ(Н)» . Бионауки, биотехнологии и биохимия . 72 (4): 919–930. дои : 10.1271/bbb.70738 . ПМИД 18391451 .
^ Ивахаси Ю., Хитошио А., Тадзима Н., Накамура Т. (апрель 1989 г.). «Характеристика НАДН-киназы из Saccharomyces cerevisiae». Журнал биохимии . 105 (4): 588–593. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a122709 . ПМИД 2547755 .
^ Ивахаси Ю., Накамура Т. (июнь 1989 г.). «Локализация НАДН-киназы во внутренней мембране митохондрий дрожжей». Журнал биохимии . 105 (6): 916–921. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a122779 . ПМИД 2549021 .
^ Ханукоглу И., Рапопорт Р. (февраль – май 1995 г.). «Пути и регуляция продукции НАДФН в стероидогенных митохондриях». Эндокринные исследования . 21 (1–2): 231–241. дои : 10.3109/07435809509030439 . ПМИД 7588385 .
^ Палмер М. «10.4.3 Поставка НАДФН для синтеза жирных кислот» . Конспекты курса обмена веществ . Архивировано из оригинала 6 июня 2013 года . Проверено 6 апреля 2012 г.
^ Чиккарезе Ф, Чиминале V (июнь 2017 г.). «Бегство от смерти: митохондриальный окислительно-восстановительный гомеостаз в раковых клетках» . Границы онкологии . 7 : 117. doi : 10.3389/fonc.2017.00117 . ПМК 5465272 . ПМИД 28649560 .
^ Блэкер Т.С., Манн З.Ф., Гейл Дж.Э., Зиглер М., Бейн А.Дж., Шабадкай Г. и др. (май 2014 г.). «Разделение флуоресценции НАДН и НАДФН в живых клетках и тканях с помощью FLIM» . Природные коммуникации . 5 (1). Springer Science and Business Media LLC: 3936. Бибкод : 2014NatCo...5.3936B . дои : 10.1038/ncomms4936 . ПМК 4046109 . ПМИД 24874098 .
^ Раш Г.Ф., Горски-младший, Риппл М.Г., Совински Дж., Бугельски П., Хьюитт В.Р. (май 1985 г.). «Вызванное органическим гидропероксидом перекисное окисление липидов и гибель клеток в изолированных гепатоцитах». Токсикология и прикладная фармакология . 78 (3): 473–483. Бибкод : 1985ToxAP..78..473R . дои : 10.1016/0041-008X(85)90255-8 . ПМИД 4049396 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Родвелл В. (2015). Иллюстрированная биохимия Харпера, 30-е издание . США: МакГроу Хилл. стр. 123–124, 166, 200–201. ISBN 978-0-07-182537-5 .
^ Огава К., Сузуки К., Окуцу М., Ямадзаки К., Синкай С. (октябрь 2008 г.). «Связь повышенного уровня активных форм кислорода нейтрофилов с вялотекущим воспалением у пожилых людей» . Иммунитет и старение . 5:13 . дои : 10.1186/1742-4933-5-13 . ПМЦ 2582223 . ПМИД 18950479 .
^ Пассонно Дж (1993). Ферментативный анализ: практическое руководство . Тотова, Нью-Джерси: Humana Press. п. 3,10. ISBN 978-0-89603-238-5 . OCLC 26397387 .
^ Лу В., Ван Л., Чен Л., Хуэй С., Рабиновиц Дж.Д. (январь 2018 г.). «Экстракция и количественное определение редокс-кофакторов никотинамидадениндинуклеотида» . Антиоксиданты и окислительно-восстановительная сигнализация . 28 (3): 167–179. дои : 10.1089/ars.2017.7014 . ПМЦ 5737638 . ПМИД 28497978 .
^ Ханукоглу I (декабрь 2017 г.). «Сохранение интерфейсов фермент-кофермент в FAD и НАДФ-связывающем адренодоксинредуктазе-повсеместном ферменте». Журнал молекулярной эволюции . 85 (5–6): 205–218. Бибкод : 2017JMolE..85..205H . дои : 10.1007/s00239-017-9821-9 . ПМИД 29177972 . S2CID 7120148 .
^ Ханукоглу I (декабрь 1992 г.). «Стероидогенные ферменты: структура, функции и роль в регуляции биосинтеза стероидных гормонов». Журнал биохимии стероидов и молекулярной биологии . 43 (8): 779–804. дои : 10.1016/0960-0760(92)90307-5 . ПМИД 22217824 . S2CID 112729 .
^ Дин CKC, Роуз Дж., Ву Дж., Сунь Т., Чен К.Ю., Чен П.Х. и др. (2018). «Строгий ответ млекопитающих, опосредованный цитозольной НАДФН-фосфатазой MESH1» . биоRxiv . дои : 10.1101/325266 .
^ Эстрелла М.А., Ду Дж., Чен Л., Рат С., Прангли Э., Читракар А. и др. (май 2019 г.). «Метаболиты НАДФ ⁺ и НАДФН являются мишенями циркадного белка Nocturnin (Curled)» . Nature Communications . 10 (1): 2367. doi : /534560 . PMC 6542800. . PMID 31147539 10.1101
^ Эстрелла М.А., Ду Дж., Чен Л., Рат С., Прангли Э., Читракар А. и др. (май 2019 г.). «Метаболиты НАДФ ⁺ мишенями . циркадного ( являются и ) НАДФН Curled белка Nocturnin 31147539 .

[1] «НАДФ никотинамид-аденин-динуклеотидфосфат» . ПабХим . Национальная медицинская библиотека США . Проверено 22 августа 2024 г.

[2] Карлсон П. (12 мая 2014 г.). Введение в современную биохимию . Академическая пресса. ISBN 978-1-4832-6778-4 .

[pmid26284036-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Спаанс С.К., Веустуис Р.А., ван дер Ост Дж., Кенген С.В. (2015). «НАДФН-генерирующие системы у бактерий и архей» . Границы микробиологии . 6 : 742. дои : 10.3389/fmicb.2015.00742 . ПМЦ 4518329 . ПМИД 26284036 .

[4] Каваи С., Мурата К. (апрель 2008 г.). «Структура и функция НАД-киназы и НАДФ-фосфатазы: ключевые ферменты, регулирующие внутриклеточный баланс НАД(Н) и НАДФ(Н)» . Бионауки, биотехнологии и биохимия . 72 (4): 919–930. дои : 10.1271/bbb.70738 . ПМИД 18391451 .

[5] Ивахаси Ю., Хитошио А., Тадзима Н., Накамура Т. (апрель 1989 г.). «Характеристика НАДН-киназы из Saccharomyces cerevisiae». Журнал биохимии . 105 (4): 588–593. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a122709 . ПМИД 2547755 .

[6] Ивахаси Ю., Накамура Т. (июнь 1989 г.). «Локализация НАДН-киназы во внутренней мембране митохондрий дрожжей». Журнал биохимии . 105 (6): 916–921. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a122779 . ПМИД 2549021 .

[7] Ханукоглу И., Рапопорт Р. (февраль – май 1995 г.). «Пути и регуляция продукции НАДФН в стероидогенных митохондриях». Эндокринные исследования . 21 (1–2): 231–241. дои : 10.3109/07435809509030439 . ПМИД 7588385 .

[Palmer-8] Палмер М. «10.4.3 Поставка НАДФН для синтеза жирных кислот» . Конспекты курса обмена веществ . Архивировано из оригинала 6 июня 2013 года . Проверено 6 апреля 2012 г.

[9] Чиккарезе Ф, Чиминале V (июнь 2017 г.). «Бегство от смерти: митохондриальный окислительно-восстановительный гомеостаз в раковых клетках» . Границы онкологии . 7 : 117. doi : 10.3389/fonc.2017.00117 . ПМК 5465272 . ПМИД 28649560 .

[Blacker_Mann_Gale_Ziegler_p.-10] Блэкер Т.С., Манн З.Ф., Гейл Дж.Э., Зиглер М., Бейн А.Дж., Шабадкай Г. и др. (май 2014 г.). «Разделение флуоресценции НАДН и НАДФН в живых клетках и тканях с помощью FLIM» . Природные коммуникации . 5 (1). Springer Science and Business Media LLC: 3936. Бибкод : 2014NatCo...5.3936B . дои : 10.1038/ncomms4936 . ПМК 4046109 . ПМИД 24874098 .

[11] Раш Г.Ф., Горски-младший, Риппл М.Г., Совински Дж., Бугельски П., Хьюитт В.Р. (май 1985 г.). «Вызванное органическим гидропероксидом перекисное окисление липидов и гибель клеток в изолированных гепатоцитах». Токсикология и прикладная фармакология . 78 (3): 473–483. Бибкод : 1985ToxAP..78..473R . дои : 10.1016/0041-008X(85)90255-8 . ПМИД 4049396 .

[:0-12] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д Родвелл В. (2015). Иллюстрированная биохимия Харпера, 30-е издание . США: МакГроу Хилл. стр. 123–124, 166, 200–201. ISBN 978-0-07-182537-5 .

[13] Огава К., Сузуки К., Окуцу М., Ямадзаки К., Синкай С. (октябрь 2008 г.). «Связь повышенного уровня активных форм кислорода нейтрофилов с вялотекущим воспалением у пожилых людей» . Иммунитет и старение . 5:13 . дои : 10.1186/1742-4933-5-13 . ПМЦ 2582223 . ПМИД 18950479 .

[Passonneau1993-14] Пассонно Дж (1993). Ферментативный анализ: практическое руководство . Тотова, Нью-Джерси: Humana Press. п. 3,10. ISBN 978-0-89603-238-5 . OCLC 26397387 .

[15] Лу В., Ван Л., Чен Л., Хуэй С., Рабиновиц Дж.Д. (январь 2018 г.). «Экстракция и количественное определение редокс-кофакторов никотинамидадениндинуклеотида» . Антиоксиданты и окислительно-восстановительная сигнализация . 28 (3): 167–179. дои : 10.1089/ars.2017.7014 . ПМЦ 5737638 . ПМИД 28497978 .

[2017-Hanukoglu-JME-16] Ханукоглу I (декабрь 2017 г.). «Сохранение интерфейсов фермент-кофермент в FAD и НАДФ-связывающем адренодоксинредуктазе-повсеместном ферменте». Журнал молекулярной эволюции . 85 (5–6): 205–218. Бибкод : 2017JMolE..85..205H . дои : 10.1007/s00239-017-9821-9 . ПМИД 29177972 . S2CID 7120148 .

[1992-Hanukoglu-17] Ханукоглу I (декабрь 1992 г.). «Стероидогенные ферменты: структура, функции и роль в регуляции биосинтеза стероидных гормонов». Журнал биохимии стероидов и молекулярной биологии . 43 (8): 779–804. дои : 10.1016/0960-0760(92)90307-5 . ПМИД 22217824 . S2CID 112729 .

[Ding_2018-18] Дин CKC, Роуз Дж., Ву Дж., Сунь Т., Чен К.Ю., Чен П.Х. и др. (2018). «Строгий ответ млекопитающих, опосредованный цитозольной НАДФН-фосфатазой MESH1» . биоRxiv . дои : 10.1101/325266 .

[Estrella_2019-19] Эстрелла М.А., Ду Дж., Чен Л., Рат С., Прангли Э., Читракар А. и др. (май 2019 г.). «Метаболиты НАДФ ⁺ и НАДФН являются мишенями циркадного белка Nocturnin (Curled)» . Nature Communications . 10 (1): 2367. doi : /534560 . PMC 6542800. . PMID 31147539 10.1101

[Estrella_2019b-20] Эстрелла М.А., Ду Дж., Чен Л., Рат С., Прангли Э., Читракар А. и др. (май 2019 г.). «Метаболиты НАДФ ⁺ мишенями . циркадного ( являются и ) НАДФН Curled белка Nocturnin 31147539 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]