Введение

Никотинамид адениндинуклеотидфосфат, сокращенно NADP или, в более старом обозначении, TPN (трифосфопиридиновый нуклеотид), является кофактором, используемым в анаболических реакциях, таких как цикл Кальвина и синтез липидов и нуклеиновых кислот, которые требуют NADPH в качестве восстановителя ("источника водорода"). NADPH – это восстановленная форма, а NADP – окисленная форма. NADP используется всеми формами клеточной жизни. NADP отличается от NAD наличием дополнительной фосфатной группы в 2'-положении рибозного кольца, несущего адениновую часть. Эта дополнительная фосфатная группа добавляется NAD⁺-киназой и удаляется NADP⁺-фосфатазой.

НАДП

В общем, NADP+ синтезируется раньше, чем NADPH. Такая реакция обычно начинается с NAD+ либо посредством de novo синтеза, либо по пути спасения, при этом NAD+-киназа добавляет дополнительную фосфатную группу. ADP-рибоцилциклаза обеспечивает синтез из никотинамида в пути спасения, а NADP+-фосфатаза может превращать NADPH обратно в NADH для поддержания баланса. Прокариотический путь изучен хуже, но, учитывая наличие схожих белков, процесс должен протекать аналогичным образом. Механизм изоцитратдегидрогеназы, по-видимому, является основным источником NADPH в жировой ткани и, возможно, также в клетках печени. Эти процессы также встречаются у бактерий. Бактерии также могут использовать NADP-зависимую глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназу для той же цели. Как и пентозофосфатный путь, эти пути связаны с частями гликолиза. NADPH также может образовываться по путям, не связанным с метаболизмом углерода. Ферредоксинредуктаза является одним из таких примеров. Никотинамиднуклеотидтрансгидрогеназа переносит водород между NAD(P)H и NAD(P)+ и встречается в митохондриях эукариот и многих бактериях. Существуют варианты, требующие протонного градиента для работы, и варианты, которые не требуют его. Некоторые анаэробные организмы используют NADP+-связанную гидрогеназу, отщепляя гидрид от молекулярного водорода для образования протона и NADPH.

Функция

NADPH предоставляет восстановительные эквиваленты, обычно атомы водорода, для биосинтетических реакций и окислительно-восстановительных процессов, связанных с защитой от токсичности реактивных форм кислорода (ROS), обеспечивая регенерацию глутатиона (GSH). NADPH также используется в анаболических путях, таких как синтез холестерина, стероидов и аскорбиновой кислоты. Он является источником восстановительных эквивалентов для гидроксилирования цитохромом P450 ароматических соединений, стероидов, спиртов и лекарственных препаратов.

Стабильность

NADH и NADPH очень стабильны в щелочных растворах, но NAD+ и NADP+ разрушаются в щелочных растворах с образованием флуоресцентного продукта, который можно удобно использовать для количественного определения. В то же время, NADPH и NADH разрушаются кислыми растворами, а NAD+/NADP+ достаточно стабильны в кислой среде.

Ферменты, использующие NADP ((H) в качестве кофермента

Адренодоксинредуктаза: Этот фермент широко распространен в большинстве организмов. Он переносит два электрона от НАДФН к ФАД. У позвоночных он является первым ферментом в цепи митохондриальных систем P450, синтезирующих стероидные гормоны.

Ферменты, использующие NADP ((H) в качестве субстрата

В 2018 и 2019 годах были опубликованы первые два сообщения об обнаружении ферментов, катализирующих удаление 2'-фосфата из NADP(H) у эукариот. Сначала был описан цитоплазматический белок MESH1, а затем – митохондриальный белок ноктурнин. Важно отметить, что структуры и способность к связыванию NADPH у MESH1 (5VXA) и ноктурнина (6NF0) не имеют сходства.