NADPH
Definicja NADPH
NADPH jest kofaktorem, używanym do oddawania elektronów i hydrogenów w reakcjach katalizowanych przez niektóre enzymy. Zazwyczaj enzymy zaangażowane w szlaki anaboliczne, które tworzą duże molekuły używają NADPH, podczas gdy enzymy zaangażowane w rozpad molekuł używają analogu NADH. Zarówno rośliny, jak i zwierzęta wykorzystują NADPH i NADH, i są one zazwyczaj podzielone na organelle i cytosol. Mitochondria używają NADH podczas fosforylacji oksydacyjnej, podczas gdy wiele enzymów w cytozolu syntetyzuje duże biomolekuły używając NADPH. Chloroplasty w roślinach również wykorzystują NADPH jako część szlaku syntezy cukrów ze światła słonecznego i dwutlenku węgla. Podobnie jak w innych reakcjach, NADPH pomaga przenosić elektrony i protony napędzane przez światło słoneczne do nowych wiązań węgiel-węgiel, tworząc cząsteczki cukru.
NADPH jest często utrzymywany w wyższym stężeniu w cytozolu niż NADP+, aby umożliwić łatwą redukcję małych cząsteczek w większe makrocząsteczki. NADPH jest bardziej skłonny do utraty wodoru i elektronów, gdy występuje w dużej ilości. Można to przeciwstawić NADH, który często występuje w niższym stężeniu niż NAD+. NADH jest często używany w szlakach katabolicznych, odwrotnie do szlaków anabolicznych. Sprzyja to reakcjom anabolicznym w cytozolu. W mitochondriach proporcje tych związków chemicznych są odwrócone, a kataboliczne reakcje oksydacyjne są faworyzowane. To zapewnia, że kwasy tłuszczowe mogą być syntetyzowane w cytozolu, podczas gdy mitochondria mogą kontynuować produkcję ATP dla energii. Stężenia NADPH i NADH są regulowane przez specjalne enzymy i szlaki w błonach mitochondrialnych, jak również przez przenoszenie cząsteczek z jednej strony błony na drugą, co często wiąże się z NADPH.
Funkcja NADPH
NADPH jest typowym koenzymem używanym w reakcjach redukcji, widocznych w szlakach anabolicznych organizmów. Na przykład, gdy cukry są tworzone podczas fotosyntezy, cząsteczki węgla są łączone w łańcuchy przy użyciu energii światła słonecznego. Funkcja NADPH polega na przenoszeniu elektronów i wodoru wypieranych przez energię światła słonecznego. NADPH najpierw przyjmuje elektrony i wodór, gdy specjalne enzymy przenoszą te cząsteczki do cząsteczki NADP+. W tej reakcji NADP+ ulega redukcji, gdy przyjmuje elektrony i wodór, przechodząc ze stanu elektrycznego dodatniego do bardziej ujemnego stanu neutralnego jako cząsteczka NADPH. Następnie cząsteczka NADPH jest utleniana przez inny enzym. NADPH współpracuje z wieloma różnymi enzymami i jest uważany za jeden z uniwersalnych nośników elektronów.
- NADH – analog NADPH pozbawiony grupy fosforanowej, który funkcjonuje w reakcjach katabolicznych.
- Nośnik elektronów – cząsteczki wykorzystywane jako pośrednie w przenoszeniu elektronów w szlakach biologicznych.
- Reakcja anaboliczna – Reakcja, która wykorzystuje małe monomery do budowy dużych cząsteczek polimeru.
- Reakcja kataboliczna – Reakcja, która uwalnia energię z wiązań dużych cząsteczek i przechowuje je w nośnikach elektronów.
Quiz
1. Acetylo-CoA jest cząsteczką wykorzystywaną w procesach zachodzących zarówno w mitochondriach, jak i w cytozolu. Jedynym problemem jest to, że nie będzie on swobodnie przemieszczał się przez błony mitochondrialne. Acetylo-CoA może zostać przekształcony w wiele innych cząsteczek, z których część posiada specyficzne transportery błonowe. Aby acetylo-CoA znalazł się w obu przestrzeniach, musi zostać przekształcony pomiędzy cząsteczkami. Które z poniższych określeń wskazuje, w jaki sposób NADPH może pomóc w tym procesie?
A. NADPH przyłączy się do cząsteczek, transportując je przez błonę.
B. NADPH zostanie użyty do utlenienia cząsteczek, umożliwiając im przejście przez podwójną błonę.
C. NADPH powstanie, gdy te cząsteczki zostaną utlenione, umożliwiając im przejście przez błonę.