Никотинамид аденин -динуклеотид фосфат
| |
| Идентификаторы | |
|---|---|
3D model ( JSmol )
|
|
| Чеби | |
| Химический | |
| Chemspider | |
| Echa Infocard | 100.000.163 |
| Сетка | NADP |
PubChem CID
|
|
| НЕКОТОРЫЙ | |
| Характеристики | |
| C 21 H 29 N 7 O 17 P 3 | |
| Молярная масса | 744.416 g·mol −1 |
За исключением случаев, когда отмечены, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
| |
Никотинамид аденин -динуклеотид фосфат , сокращенно NADP [ 1 ] [ 2 ] Или, в более старых обозначениях, TPN (трихофопиридиновый нуклеотид) представляет собой кофактор, используемый в анаболических реакциях , таких как цикл Кальвина и синтез липидов и нуклеиновой кислоты , которые требуют NADPH в качестве восстановительного агента («источник водорода»). NADPH - это уменьшенная форма, тогда как NADP + это окисленная форма. NADP + используется всеми формами клеточной жизни. [ 3 ]
NADP + отличается от NAD + Благодаря наличию дополнительной фосфатной группы в 2 -'положении рибозного кольца , которое несет адениновый фрагмент . Этот дополнительный фосфат добавляется NAD + киназа и удалена NADP + фосфатаза. [ 4 ]
Биосинтез
[ редактировать ]NADP +
[ редактировать ]В общем, NADP + синтезируется до NADPH. Такая реакция обычно начинается с NAD + от De-Novo или по пути спасения, с NAD + Киназа добавляет дополнительную фосфатную группу. АДФ-рибозилциклаза допускает синтез от никотинамида в пути спасения, и NADP + Фосфатаза может преобразовать NADPH обратно в NADH, чтобы поддерживать баланс. [ 3 ] Некоторые формы НАД + Киназа, в частности, в митохондриях, также может принять NADH, чтобы превратить его непосредственно в NADPH. [ 5 ] [ 6 ] Прокариотический путь менее хорошо изучен, но со всеми подобными белками процесс должен работать аналогичным образом. [ 3 ]
Надф
[ редактировать ]NADPH производится из NADP + Полем Основным источником NADPH у животных и других нефотосинтетических организмов является пентозофосфатный путь , посредством глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (G6PDH) на первом этапе. Пентозофосфатный путь также продуцирует пентозу, еще одну важную часть NAD (P) H от глюкозы. Некоторые бактерии также используют G6PDH для пути Entner -Doudoroff , но производство NADPH остается прежней. [ 3 ]
Ферредоксин -НАДП + Редактаза , присутствующая во всех областях жизни, является основным источником NADPH в фотосинтетических организмах, включая растения и цианобактерии. электронной цепи световой реакции фотосинтеза Это появляется на последнем этапе . Он используется в качестве снижения мощности для биосинтетических реакций в цикле Кальвина , чтобы ассимилировать углекислый газ и помочь превратить углекислый газ в глюкозу. Он также имеет функции при принятии электронов в других нефотосинтетических путях: это необходимо для уменьшения нитрата в аммиак для ассимиляции растений в азотном цикле и в производстве масла. [ 3 ]
Есть несколько других менее известных механизмов генерации NADPH, которые зависят от присутствия митохондрий у эукариот. Ключевыми ферментами в этих процессах, связанных с углеродом-метаболизмом, являются NADP-связанные изоформы злобного фермента , изоцитратдегидрогеназы (IDH) и глутаматдегидрогеназы . В этих реакциях NADP + действует как НАД + в других ферментах в качестве окислительного агента. [ 7 ] Механизм изоцитратдегидрогеназы, по -видимому, является основным источником NADPH в жире и, возможно, также клеток печени. [ 8 ] Эти процессы также встречаются в бактериях. Бактерии также могут использовать NADP-зависимую глицеральдегид 3-фосфатдегидрогеназу для той же цели. Как и пентозофосфатный путь, эти пути связаны с частями гликолиза . [ 3 ] Другим путем, связанным с метаболизмом углерода, участвующим в генерации NADPH, является митохондриальный фолат-цикл, который использует в основном серин в качестве источника одноуглеродных единиц для поддержания синтеза нуклеотида и окислительно-восстановительного гомеостаза в митохондриях. Недавно был предложен цикл митохондриального фолата в качестве основного участника генерации NADPH в митохондриях раковых клеток. [ 9 ]
NADPH также может быть получен по путям, не связанным с метаболизмом углерода. Ферредоксинредуктаза является таким примером. Никотинамид нуклеотид -трансидрогеназа передает водород между NAD (P) H и NAD (P) + , и находится в эукариотических митохондриях и во многих бактериях. Существуют версии, которые зависят от градиента протона для работы, а также те, которые нет. Некоторые анаэробные организмы используют NADP + -Вукленная гидрогеназа , разрывая гидрид из газа водорода, образуя протон и NADPH. [ 3 ]
Как и NADH , NADPH флуоресцентный . NADPH в водном растворе, возбужденном при поглощении никотинамида ~ 335 нм (около УФ), имеет флуоресцентную излучение, которое пикает при 445-460 нм (фиолетовая до синего). NADP + не имеет заметной флуоресценции. [ 10 ]
Функция
[ редактировать ]NADPH обеспечивает восстанавливающие агенты, обычно атомы водорода, для биосинтетических реакций и снижения окисления , участвующего в защите от токсичности активных форм кислорода (АФК), что позволяет регенерации глутатиона (GSH). [ 11 ] NADPH также используется для анаболических путей, таких как синтез холестерина , синтез стероидов, [ 12 ] синтез аскорбиновой кислоты, [ 12 ] синтез ксилита, [ 12 ] синтез цитозольных жирных кислот [ 12 ] микросомальной и удлинение цепи жирной кислоты .
Система NADPH также отвечает за генерацию свободных радикалов в иммунных клетках с помощью NADPH -оксидазы . Эти радикалы используются для уничтожения патогенов в процессе, называемом дыхательным взрывом . [ 13 ] Это источник снижения эквивалентов для цитохрома P450 гидроксилирования ароматических соединений , стероидов , спиртов и лекарств .
Стабильность
[ редактировать ]NADH и NADPH очень стабильны в основных решениях, но NAD + и NADP + разлагаются в основных решениях в флуоресцентный продукт, который можно удобно использовать для количественного определения. И наоборот, NADPH и NADH деградируются кислотными растворами, в то время как NAD + /Nadp + довольно стабильны к кислоте. [ 14 ] [ 15 ]
Ферменты, которые используют NADP (H) в качестве коэнзима
[ редактировать ]- Адренодоксинредуктаза : этот фермент присутствует повсеместно в большинстве организмов. [ 16 ] Он переносит два электрона от NADPH в увлечение. У позвоночных он служит первым ферментом в цепи митохондриальных систем P450, которые синтезируют стероидные гормоны. [ 17 ]
Ферменты, которые используют NADP (h) в качестве субстрата
[ редактировать ]В 2018 и 2019 годах появились первые два сообщения о ферментах, которые катализируют удаление 2 'фосфата NADP (H) у эукариот. Сначала цитоплазматический белок Mesh1 ( Q8N4P3 ), [ 18 ] затем митохондриальный белок ноктюрнин [ 19 ] [ 20 ] были зарегистрированы. Следует отметить, что структуры и NADPH -связывание MESH1 ( 5VXA ) и Nocturnin ( 6NF0 ) не связаны.
-
NADP+ -
Надф
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «NADP Никотинамид-аденино-динуклеотидфосфат» . Pubchem . Национальная библиотека медицины США . Получено 2024-08-22 .
- ^ Карлсон П. (2014-05-12). Введение в современную биохимию . Академическая пресса. ISBN 978-1-4832-6778-4 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин Испанский SK, West Home RA, East J, Kengen SW (2015). «Системы NadphGeneration у бактерий и архааров» . Фронтинки по микробиологии . 6 : 742. DOI : 10 3389/fmicb.2015 00742 . PMC 4518329 . PMID 26284036 .
- ^ Kawai S, Murata K (апрель 2008 г.). «Структура и функция NAD -киназы и фосфатазы NADP: ключевые ферменты, которые регулируют внутриклеточный баланс NAD (H) и NADP (H)» . Биоссака, биотехнология и биохимия . 72 (4): 919–930. doi : 10.1271/bbb.70738 . PMID 18391451 .
- ^ Iwahashi Y, Hitoshio A, Tajima N, Nakamura T (апрель 1989 г.). «Характеристика Nadh -киназы от Saccharomyces cerevisiae». Журнал биохимии . 105 (4): 588–593. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a122709 . PMID 2547755 .
- ^ Ивахаши Y, Накамура Т (июнь 1989 г.). «Локализация надх -киназы во внутренней мембране дрожжевых митохондрий». Журнал биохимии . 105 (6): 916–921. doi : 10.1093/oxfordjournals.jbchem.a122779 . PMID 2549021 .
- ^ Hanukoglu I, Rapoport R (февраль - май 1995). «Маршруты и регуляция продукции NADPH в стероидогенных митохондриях». Эндокринные исследования . 21 (1–2): 231–241. doi : 10.3109/07435809509030439 . PMID 7588385 .
- ^ Palmer M. "10.4.3 Запас NADPH для синтеза жирных кислот" . Метаболизм курс примечаний . Архивировано из оригинала 6 июня 2013 года . Получено 6 апреля 2012 года .
- ^ Ciccarese F, Ciminale V (июнь 2017 г.). «Убегая смерти: митохондриальный окислительно -восстановительный гомеостаз в раковых клетках» . Границы в онкологии . 7 : 117. doi : 10.3389/fonc.2017.00117 . PMC 5465272 . PMID 28649560 .
- ^ Blacker TS, Mann ZF, Gale JE, Ziegler M, Bain AJ, Szabadkai G, et al. (Май 2014). «Разделение флуоресценции NADH и NADPH в живых клетках и тканях с использованием Flim» . Природная связь . 5 (1). Springer Science and Business Media LLC: 3936. Bibcode : 2014natco ... 5.3936b . doi : 10.1038/ncomms4936 . PMC 4046109 . PMID 24874098 .
- ^ Раш Гф, Горски младший, Ripple MG, Sowinski J, Bugelski P, Hewitt WR (май 1985). «Органическое гидропероксид-индуцированное перекисное окисление липидов и гибель клеток в изолированных гепатоцитах». Токсикология и прикладная фармакология . 78 (3): 473–483. Bibcode : 1985toxap..78..473r . doi : 10.1016/0041-008x (85) 90255-8 . PMID 4049396 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Родвелл V (2015). Иллюстрированная биохимия Харпера, 30 -е издание . США: МакГроу Хилл. С. 123–124, 166, 200–201. ISBN 978-0-07-182537-5 .
- ^ Ogawa K, Suzuki K, Okutsu M, Yamazaki K, Shinkai S (октябрь 2008 г.). «Ассоциация повышенных уровней активных форм кислорода от нейтрофилов с низким воспалением у пожилых людей» . Иммунитет и старение . 5 : 13. doi : 10.1186/1742-4933-5-13 . PMC 2582223 . PMID 18950479 .
- ^ Passonneau J (1993). Ферментативный анализ: практическое руководство . Тотова, Нью -Джерси: Humana Press. п. 3,10. ISBN 978-0-89603-238-5 Полем OCLC 26397387 .
- ^ Lu W, Wang L, Chen L, Hui S, Rabinowitz JD (январь 2018 г.). «Экстракция и количественная оценка никотинамида аденин -динуклеотидных кофакторов» . Антиоксиданты и окислительно -восстановительная передача сигналов . 28 (3): 167–179. doi : 10.1089/ars.2017.7014 . PMC 5737638 . PMID 28497978 .
- ^ Ханукоглу I (декабрь 2017 г.). «Сохранение интерфейсов фермента-кофермента в FAD и NADP-связывающего адренодоксинкредуктазы-а вездесущего фермента». Журнал молекулярной эволюции . 85 (5–6): 205–218. Bibcode : 2017jmole..85..205H . doi : 10.1007/s00239-017-9821-9 . PMID 29177972 . S2CID 7120148 .
- ^ Ханукоглу I (декабрь 1992 г.). «Стероидогенные ферменты: структура, функция и роль в регуляции биосинтеза стероидного гормона». Журнал стероидной биохимии и молекулярной биологии . 43 (8): 779–804. doi : 10.1016/0960-0760 (92) 90307-5 . PMID 22217824 . S2CID 112729 .
- ^ Ding CKC, Rose J, Wu J, Sun T, Chen KY, Chen PH, et al. (2018). «Строгоподобный ответ млекопитающих, опосредованный цитозольной NADPH-фосфатазой сеткой» . Biorxiv . doi : 10.1101/325266 .
- ^ Estrella MA, Du J, P, Rath S, Parland E, Chirakar A, et al. (Май 2019). "Метаболиты NADP + и NADPH являются мишенями циркадного белка Nocturnin (свернутой) » . Природная связь . 10 (1): 2367. DOI : /534560 . PMC 6542800. . PMID 31147539 10.1101
- ^ Estrella MA, Du J, P, Rath S, Parland E, Chirakar A, et al. (Май 2019). "Метаболиты NADP + и NADPH являются мишенями циркадного белка Nocturnin (Curled) » связь . 10 ( 1): 2367. 2019natco..10.2367e . Doi : 10.1038 / -Z . : . Природная Bibcode S41467-019-10125 Полем