Nikótínamíð adenín dínúkleótíðfosfatsrýrt form (skammstafað sem NADPH) er mikilvægt kóensím sem gegnir lykilhlutverki í líffræðilegum vefaukandi viðbrögðum, andoxunarvörnum og ýmsum efnaskiptaferlum. Hér að neðan er ítarlegt yfirlit yfir uppbyggingu þess, virkni, eiginleika og fleira:
1. Sameindabygging
NADPH er minnkað form NADP⁺ (oxað nikótínamíð adeníndínúkleótíðfosfat). Byggingarlega séð er það mjög svipað NADH (skert nikótínamíð adeníndínúkleótíð), með lykilgrein:
NADPH inniheldur viðbótar fosfathóp sem er tengdur við 2'-kolefni adenínríbósahlutans. Þessi byggingarmunur gerir það kleift að þekkja það af sérstökum ensímum, sem gerir það kleift að taka þátt í sérhæfðum efnaskiptaferlum.
Í samanburði við NADP⁺ ber NADPH hýdríðjón (H⁻, jafngildir 2 rafeindum og 1 róteind), sem gefur henni sterka afoxandi eiginleika og gerir hana að mikilvægu „afoxunarefni“ í lífmyndun.
2. Lífeðlisfræðilegar lykilaðgerðir
(1) Að veita minnkandi kraft fyrir vefaukandi viðbrögð
Fitusýrumyndun: Í umfryminu krefst lenging fitusýrukeðja NADPH til að útvega vetni, sem auðveldar minnkun ómettaðra tengsla (td í myndun palmitínsýru úr asetýl-CoA).
Nýmyndun kólesteróls: Mörg skref í flóknu ferlinum frá asetýl-CoA til kólesteróls eru háð NADPH sem uppsprettu minnkunarkrafts.
Núkleótíðmyndun: NADPH tekur þátt í lykillækkunarviðbrögðum við nýmyndun kjarnsýruforefna eins og púrína og pýrimídína (td lækkun ríbónúkleótíða í deoxýríbónefni).
Amínósýrumyndun: Nýmyndun sumra ó-nauðsynlegra amínósýra (td glútamínsýra, serín) byggir á NADPH sem vetnisgjafa.
(2) Andoxunarefnisvörn og frumuvernd
Viðhalda skertu glútaþíon (GSH): Glútaþíon (GSH) er mikilvægt innanfrumu andoxunarefni. Þegar það er oxað í GSSG (oxað glútaþíon) er það endurmyndað í GSH með glútaþíon redúktasa, sem notar NADPH sem vetnisgjafa. Þessi hringrás gerir stöðuga hreinsun sindurefna (td H₂O₂, súperoxíð anjónir) kleift.
Vernd himnur rauðra blóðkorna: Rauð blóðkorn skortir hvatbera og eru háð NADPH sem myndast í gegnum pentósa fosfatleiðina til að viðhalda GSH í minnkaðri mynd. Þetta kemur í veg fyrir að hemóglóbín oxist í methemóglóbín (sem missir súrefnis-flutningsgetu) og verndar frumuhimnur gegn oxunarskemmdum (td favismi, röskun sem stafar af skertri NADPH framleiðslu).
(3) Þátttaka í sérstökum efnaskiptaferlum
Pentósa fosfat ferill: Þetta er aðal leiðin fyrir frumu NADPH framleiðslu, samtímis myndar ríbósa-5-fosfat (notað í kirnismyndun).
Ljóstillífun: Í plöntugrænukornum veitir NADPH framleitt við ljóshvörf minnkandi kraft fyrir myrkuhvörfin (Calvin hringrás), sem gerir kleift að binda CO₂ í glúkósa.
Sýtókróm P450 kerfi: Við afeitrun lifrar, sér NADPH rafeindum til cýtókróm P450 ensíma, sem hjálpar til við umbrot utanaðkomandi efna eins og lyfja og eiturefna.
3. Framleiðsla og endurnýjun
Helstu heimildir:
Pentósafosfatferillinn (mest áberandi): Hvatar af glúkósa-6-fosfat dehýdrógenasa (G6PD) og 6-fosfóglúkónat dehýdrógenasa, sem mynda NADPH.
Aðrar leiðir: Til dæmis er NADPH framleitt þegar eplaensím hvatar afvötnun malats í pýruvat; lítið magn myndast einnig við ákveðin fitusýruoxunarferli.
Ólíkt NADH er NADPH endurnýjun fyrst og fremst tengd vefaukandi kröfum frekar en að stuðla beint að ATP framleiðslu.
4. Stöðugleiki og geymsla
NADPH er tiltölulega óstöðugt, viðkvæmt fyrir oxun (oxast smám saman í NADP⁺ við ljós, háan hita eða loftháðar aðstæður) og viðkvæmt fyrir pH (niðurbrotnar í súru eða basísku umhverfi).
Í rannsóknarstofuaðstæðum er það venjulega geymt við lágt hitastig (-20 gráður eða lægra), varið gegn ljósi og við súrefnislausar aðstæður (td undir köfnunarefni) til að varðveita afoxandi eiginleika þess.
Kjarnamunur á milli NADPH og NADH
|
Eiginleiki |
NADH |
NADPH |
|
Byggingarmunur |
Enginn viðbótar fosfathópur |
Auka fosfathópur á 2'-kolefni adenínríbósa |
|
Aðalhlutverk |
Tekur þátt í orkuefnaskiptum (niðurbroti) til að knýja fram myndun ATP |
Tekur þátt í vefaukandi áhrifum, veitir minnkandi kraft; andoxunarvörn |
|
Framleiðsluleiðir |
Glýkólýsa, tríkarboxýlsýruhringur osfrv. |
Pentósa fosfat ferill osfrv. |
|
Staðsetning frumu |
Aðallega í hvatberum (tekur þátt í öndunarkeðjunni) |
Aðallega í umfrymi og grænukornum (í plöntum) |
Umsóknir
Rannsóknir: Notað sem lífefnafræðilegt hvarfefni til að rannsaka ensímvirkni (td dehýdrógenasaviðbrögð), efnaskiptaferla frumna (td pentósafosfatferil) og andoxunarferli.
Læknisrannsóknirh: Ensímskortur sem tengist NADPH framleiðslu (td G6PD skortur) veldur sjúkdómum. Óeðlileg NADPH umbrot eru einnig tengd æxlum, taugahrörnunarsjúkdómum osfrv., sem gerir það að hugsanlegu rannsóknarmarkmiði.
Í stuttu máli, NADPH er algerlega burðarefni „dregur úr krafti“ í frumum, viðheldur frumujafnvægi og eðlilegri starfsemi með því að styðja við vefaukandi viðbrögð og andoxunarvörn.