NADP+- Nadph
El fosfato de dinucleótido de nicotinamida y adenina , abreviado NADP [1] [2] o, en notación más antigua, TPN (nucleótido de trifosfopiridina), es un cofactor utilizado en reacciones anabólicas , como el ciclo de Calvin y las síntesis de lípidos y ácidos nucleicos , que requieren NADPH como agente reductor ('fuente de hidrógeno'). El NADPH es la forma reducida , mientras que el NADP + es la forma oxidada . El NADP + es utilizado por todas las formas de vida celular. El NADP + es esencial para la vida porque es necesario para la respiración celular. [3]
El NADP + se diferencia del NAD + por la presencia de un grupo fosfato adicional en la posición 2' del anillo de ribosa que lleva la fracción de adenina . Este fosfato adicional es añadido por la quinasa NAD + y eliminado por la fosfatasa NADP + . [4]
En general, el NADP + se sintetiza antes que el NADPH. Esta reacción suele comenzar con el NAD +, ya sea de la vía de novo o de la vía de recuperación, y la quinasa NAD + añade el grupo fosfato adicional. La ADP-ribosil ciclasa permite la síntesis a partir de la nicotinamida en la vía de recuperación, y la fosfatasa NADP + puede convertir el NADPH de nuevo en NADH para mantener el equilibrio. [3] Algunas formas de la quinasa NAD + , en particular la de las mitocondrias, también pueden aceptar el NADH para convertirlo directamente en NADPH. [5] [6] La vía procariota es menos conocida, pero con todas las proteínas similares, el proceso debería funcionar de forma similar. [3]
El NADPH se produce a partir del NADP + . La principal fuente de NADPH en animales y otros organismos no fotosintéticos es la vía de las pentosas fosfato , que actúa en el primer paso la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PDH). La vía de las pentosas fosfato también produce pentosas, otra parte importante del NAD(P)H, a partir de la glucosa. Algunas bacterias también utilizan la G6PDH para la vía de Entner-Doudoroff , pero la producción de NADPH sigue siendo la misma. [3]
La ferredoxina-NADP + reductasa , presente en todos los dominios de la vida, es una fuente importante de NADPH en los organismos fotosintéticos, incluidas las plantas y las cianobacterias. Aparece en el último paso de la cadena electrónica de las reacciones luminosas de la fotosíntesis . Se utiliza como potencia reductora para 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 en la aceptación de electrones en otras vías no fotosintéticas: es necesaria en la reducción de nitrato en amoníaco para la asimilación de las plantas en el ciclo del nitrógeno y en la producción de aceites. [3]
Existen otros mecanismos menos conocidos para generar 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 de la enzima málica unidas al NADP , la isocitrato deshidrogenasa (IDH) y la glutamato deshidrogenasa . En estas reacciones, el NADP + actúa como el NAD + en otras enzimas como agente oxidante. [7] El mecanismo de la isocitrato deshidrogenasa parece ser la principal fuente de NADPH en las células grasas y posiblemente también en las hepáticas. [8] Estos procesos también se encuentran en las bacterias. Las bacterias también pueden utilizar una gliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa dependiente de NADP para el mismo propósito. Al igual que la vía de la pentosa fosfato, estas vías están relacionadas con partes de la glucólisis . [3] Otra vía relacionada con el metabolismo del carbono que interviene en la generación de NADPH es el ciclo del folato mitocondrial, que utiliza principalmente serina como fuente de unidades de un carbono para mantener la síntesis de nucleótidos y la homeostasis redox en las mitocondrias. Recientemente se ha sugerido que el ciclo del folato mitocondrial es el principal contribuyente a la generación de NADPH en las mitocondrias de las células cancerosas. [9]
El NADPH también se puede generar a través de vías no relacionadas con el metabolismo del carbono. La ferredoxina reductasa es un ejemplo de ello. La nicotinamida nucleótido transhidrogenasa transfiere el hidrógeno entre NAD(P)H y NAD(P) + , y se encuentra en las mitocondrias eucariotas y en muchas bacterias. Hay versiones que dependen de un gradiente de protones para funcionar y otras que no. Algunos organismos anaeróbicos utilizan la NADP + -hidrogenasa , que extrae un hidruro del gas hidrógeno para producir un protón y NADPH. [3]
Al igual que el NADH , el NADPH es fluorescente . El NADPH en solución acuosa excitado a una absorbancia de nicotinamida de ~335 nm (cerca del UV) tiene una emisión de fluorescencia que alcanza un pico a 445-460 nm (violeta a azul). El NADP + no tiene fluorescencia apreciable. [10]
El NADPH proporciona los agentes reductores, generalmente átomos de hidrógeno, para las reacciones biosintéticas y la oxidación-reducción implicadas en la protección contra la toxicidad de las especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que permite la regeneración del glutatión (GSH). [11] El NADPH también se utiliza para vías anabólicas , como la síntesis de colesterol , la síntesis de esteroides, [12] la síntesis de ácido ascórbico, [12] la síntesis de xilitol, [12] la síntesis de ácidos grasos citosólicos [12] y la elongación de la cadena de ácidos grasos microsomales .
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 estallido respiratorio . [13] Es la fuente de equivalentes reductores para la hidroxilación del citocromo P450 de compuestos aromáticos , esteroides , alcoholes y fármacos .
El NADH y el NADPH son muy estables en soluciones básicas, pero el NAD + y el NADP + se degradan en soluciones básicas en un producto fluorescente que se puede utilizar convenientemente para la cuantificación. Por el contrario, el NADPH y el NADH se degradan en soluciones ácidas, mientras que el NAD + /NADP + son bastante estables en ácidos. [14] [15]
Muchas enzimas que se unen al NADP comparten una estructura supersecundaria común denominada "pliegue de Rossmann". El pliegue beta-alfa-beta (βαβ) inicial es el segmento más conservado de los pliegues de Rossmann. Este segmento está en contacto con la porción ADP del NADP. Por lo tanto, también se lo denomina "pliegue βαβ de unión al ADP". [16]
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 de la proteína citoplasmática MESH1 ( Q8N4P3 ), [19] y luego de la proteína mitocondrial nocturnina [20] . Cabe destacar que las estructuras y la unión de NADPH de MESH1 (5VXA) y nocturnina (6NF0) no están relacionadas.
