Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Не путать с никотинамидадениндинуклеотидом (NAD + / NADH).
Никотинамидадениндинуклеотидфосфат
НАДФ + Phys.svg
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
MeSHНАДФ
Характеристики
C 21 H 29 N 7 O 17 P 3
Молярная масса744,416  г · моль -1
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Никотинамидадениндинуклеотидфосфат , сокращенно НАДФ + или, в более раннем обозначении, TPN (трифосфопиридиновый нуклеотид), является кофактором, используемым в анаболических реакциях , таких как цикл Кальвина и синтезы липидов и нуклеиновых кислот , которые требуют НАДФН в качестве восстанавливающего агента . Он используется всеми формами клеточной жизни. [1]

НАДФН - это восстановленная форма НАДФ + . НАДФ + отличается от НАД + наличием дополнительной фосфатной группы в положении 2 ' рибозного кольца, несущего адениновую составляющую . Этот дополнительный фосфат добавляется НАД + киназой и удаляется НАДФ + фосфатазой. [2]

Биосинтез [ править ]

NADP + [ редактировать ]

Как правило, НАДФ + синтезируется раньше, чем НАДФН. Такая реакция обычно начинается с НАД + либо из пути de-novo, либо из пути восстановления, когда НАД + киназа добавляет дополнительную фосфатную группу. НАД (Ф) + нуклеозидаза позволяет синтезировать никотинамид в пути спасения, а НАДФ + фосфатаза может конвертировать НАДФН обратно в НАДН для поддержания баланса. [1] Некоторые формы НАД + киназы, особенно в митохондриях, также могут принимать НАДН, чтобы напрямую превращать его в НАДФН. [3] [4]Прокариотический путь менее изучен, но со всеми подобными белками процесс должен работать аналогичным образом. [1]

НАДФ [ править ]

НАДФН производится из НАДФ + . Основным источником NADPH в животных и других не-фотосинтезирующих организмов является пентозофосфатный путь , с помощью глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (G6PDH) на первой стадии. Пентозофосфатный путь также производит пентозу, другую важную часть НАД (Ф) Н, из глюкозы. Некоторые бактерии также используют G6PDH для пути Entner – Doudoroff , но продукция NADPH остается прежней. [1]

Ферредоксин-НАДФ + редуктаза , присутствующая во всех сферах жизни, является основным источником НАДФН в фотосинтезирующих организмах, включая растения и цианобактерии. Оказывается , что в последней стадии цепочки электронов из световых реакций в процессе фотосинтеза . Он используется в качестве восстанавливающей силы для биосинтетических реакций в цикле Кальвина, чтобы ассимилировать диоксид углерода и помочь превратить диоксид углерода в глюкозу. Он также выполняет функции приема электронов в других нефотосинтетических путях: он необходим для восстановления нитратов до аммиака для усвоения растениями в азотном цикле и для производства масел. [1]

Существует несколько других менее известных механизмов генерации НАДФН, все из которых зависят от присутствия митохондрий у эукариот. Ключевыми ферментами в этих процессах, связанных с углеродным метаболизмом, являются изоформы яблочного фермента , связанные с NADP , изоцитратдегидрогеназа (IDH) и глутаматдегидрогеназа . В этих реакциях НАДФ + действует как НАД + в других ферментах в качестве окислителя. [5] Механизм изоцитратдегидрогеназы, по-видимому, является основным источником НАДФН в жире и, возможно, также в клетках печени. [6] Эти процессы также обнаруживаются у бактерий. Бактерии также могут использовать НАДФ-зависимыйглицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа для той же цели. Как и пентозофосфатный путь, эти пути связаны с частями гликолиза . [1]

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 обнаруживается в митохондриях эукариот и многих бактерий. Есть версии, которые зависят от протонного градиента, и те, которые не работают. Некоторые анаэробные организмы используют NADP + -связанную гидрогеназу , отрывая гидрид от газообразного водорода с образованием протона и NADPH. [1]

Функция [ править ]

НАДФН обеспечивает восстановительные эквиваленты для биосинтетических реакций и окислительно-восстановительных реакций, участвующих в защите от токсичности активных форм кислорода (АФК), обеспечивая регенерацию глутатиона (GSH). [7] НАДФН также используется для анаболических путей, таких как синтез холестерина, синтез стероидов, [8] синтез аскорбиновой кислоты, [8] синтез ксилита, [8] синтез цитозольных жирных кислот [8] и удлинение цепи микросомальных жирных кислот .

Система НАДФН также отвечает за образование свободных радикалов в иммунных клетках с помощью НАДФН-оксидазы . Эти радикалы используются для уничтожения патогенов в процессе, называемом респираторным взрывом . [9] Это источник восстановительных эквивалентов для цитохрома P450 гидроксилирования из ароматических соединений , стероидов , спиртов и наркотиков .

Ферменты, использующие НАДФ (H) в качестве кофермента [ править ]

  • Адренодоксинредуктаза : этот фермент повсеместно присутствует в большинстве организмов. [10] Он передает два электрона от НАДФН к ФАД. У позвоночных он служит первым ферментом в цепи митохондриальных систем P450, которые синтезируют стероидные гормоны. [11]

Ферменты, использующие НАДФ (H) в качестве субстрата [ править ]

В 2018 и 2019 годах появились первые два сообщения о ферментах, которые катализируют удаление 2 'фосфата НАДФ (H) у эукариот. Сначала сообщалось о цитоплазматическом белке MESH1 ( Q8N4P3 ) [12], а затем о митохондриальном белке ноктюрнин [13] [14] . Следует отметить, что структуры и связывание NADPH MESH1 ( 5VXA ) и ноктурнина ( 6NF0 ) не связаны.

Шариковые модели НАДФ + и НАДФН

  • НАДФ +

  • НАДФН

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g Spaans SK, Weusthuis RA, van der Oost J, Kengen SW (2015). «Системы генерации НАДФН у бактерий и архей» . Границы микробиологии . 6 : 742. DOI : 10,3389 / fmicb.2015.00742 . PMC  4518329 . PMID  26284036 .
  2. Перейти ↑ Kawai S, Murata K (апрель 2008 г.). «Структура и функция НАД-киназы и НАДФ-фосфатазы: ключевые ферменты, регулирующие внутриклеточный баланс НАД (H) и НАДФ (H)» . Биологические науки, биотехнология и биохимия . 72 (4): 919–30. DOI : 10.1271 / bbb.70738 . PMID 18391451 . 
  3. ^ Iwahashi У, Hitoshio А, Тадзима Н, Накамура Т (апрель 1989 г.). «Характеристика НАДН киназы из Saccharomyces cerevisiae». Журнал биохимии . 105 (4): 588–93. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a122709 . PMID 2547755 . 
  4. ^ Iwahashi Y, Nakamura T (июнь 1989). «Локализация НАДН-киназы во внутренней мембране митохондрий дрожжей». Журнал биохимии . 105 (6): 916–21. DOI : 10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a122779 . PMID 2549021 . 
  5. ^ Hanukoglu I, Рапопорт R (февраль-май 1995). «Пути и регуляция продукции НАДФН в стероидогенных митохондриях». Эндокринные исследования . 21 (1–2): 231–41. DOI : 10.3109 / 07435809509030439 . PMID 7588385 . 
  6. ^ Палмер, Майкл. «10.4.3 Поставка НАДФН для синтеза жирных кислот» . Примечания к курсу обмена веществ . Архивировано из оригинала на 6 июня 2013 года . Проверено 6 апреля 2012 года .
  7. ^ Rush GF, Горский JR, Ripple MG, Sowinski J, Bugelski P, Хьюитт WR (май 1985). «Органическое гидропероксид-индуцированное перекисное окисление липидов и гибель клеток в изолированных гепатоцитах». Токсикология и прикладная фармакология . 78 (3): 473–83. DOI : 10.1016 / 0041-008X (85) 90255-8 . PMID 4049396 . 
  8. ^ a b c d Родуэлл, Виктор (2015). Иллюстрированная биохимия Харпера, 30-е издание . США: Макгроу Хилл. С. 123–124, 166, 200–201. ISBN 978-0-07-182537-5.
  9. ^ Огава K, Suzuki K, M Okutsu, Ямадзаки K, Синкай S (октябрь 2008). «Связь повышенных уровней активных форм кислорода нейтрофилов с воспалением слабой степени у пожилых людей» . Иммунитет и старение . 5 : 13. DOI : 10,1186 / 1742-4933-5-13 . PMC 2582223 . PMID 18950479 .  
  10. ^ Hanukoglu I (декабрь 2017). «Сохранение интерфейсов фермент-кофермент в FAD и NADP-связывающем адренодоксинредуктазе-А повсеместном ферменте». Журнал молекулярной эволюции . 85 (5–6): 205–218. Bibcode : 2017JMolE..85..205H . DOI : 10.1007 / s00239-017-9821-9 . PMID 29177972 . 
  11. ^ Hanukoglu I (декабрь 1992). «Стероидогенные ферменты: структура, функция и роль в регуляции биосинтеза стероидных гормонов» . Журнал стероидной биохимии и молекулярной биологии . 43 (8): 779–804. DOI : 10.1016 / 0960-0760 (92) 90307-5 . PMID 22217824 . 
  12. ^ Дин CKC, Роуз Дж, Ву Дж, Сун Т, Чен KY, Чен PH, Сюй Э, Тиан С, Акинвунтан Дж, Гуань З, Чжоу П, Чи JTA (2018) «Строгий-подобный ответ млекопитающих, опосредованный цитозольной НАДФН-фосфатазой MESH1» . bioRxiv . DOI : 10.1101 / 325266 .
  13. ↑ Estrella MA, Du J, Chen L, Rath S, Prangley E, Chitrakar A, Aoki T, Schedl P, Rabinowitz J, Korennykh A (2019). «Метаболиты НАДФ + и НАДФН являются мишенями циркадного белка ноктюрнина (курчавого)» . bioRxiv . DOI : 10.1101 / 534560 .
  14. ^ Estrella MA, Du J, Chen L, Rath S, Prangley E, Chitrakar A, et al. (Май 2019). «+ и НАДФН являются мишенями циркадного белка ноктурнина (Curled)» . Nature Communications . 10 (1): 2367. DOI : 10.1038 / s41467-019-10125-г . PMC 6542800 . PMID 31147539 .