NADPH: Definición, estructura y función

NADP +

En esta lección, seguiremos las interacciones de dos moléculas que llamaremos Nick y Atty. Primero, aprendamos sobre Nick.

Es posible que conozca a Nick por muchos otros nombres como ácido nicotínico, niacina o vitamina B3. La vitamina B3 es niacina. La función principal de Nick en el cuerpo es producir los gemelos NADPH y NADH, y sin Nick podrías terminar con pelagra (sarpullido, diarrea, demencia, un asunto muy desagradable). Cuando Nick anda con las amidas, Nick es más conocido como nicotinamida .

Cuando Nick visita las células después de haber sido absorbido por el estómago, le gusta tomar prestados ribosa y fosfato del pirofosfato de fosforribosilo, más a menudo llamado por el acrónimo PRPP. Cuando Nick hace eso, se le llama nicotinato ribonucleótido. Esto se debe a que con un grupo de azúcar ribosa y fosfato, Nick se convirtió en un nucleótido, ya que un nucleótido es una base de azúcar, fosfato y nitrógeno.

Fue como ribonucleótido de nicotinato que Nick conoció a Atty. Atty es como la llaman sus amigos. Probablemente conozca mejor a Atty como ATP o trifosfato de adenosina. El ATP es una molécula muy importante en el cuerpo. Es lo que la célula utiliza para obtener energía. A veces se le llama moneda molecular porque se usa en muchos procesos diferentes, como la respiración celular y la fermentación. Ayuda a sus músculos a trabajar, lo que le permite correr, caminar, sentarse, pararse y respirar.

Érase una vez, Nick y Atty se reunieron en la celda después de que Nick pidió prestados ribosa y fosfato de PRPP y cuando Atty estaba esperando para proporcionarle energía extra a la celda. Terminaron teniendo derivados celulares gemelos. Los gemelos recibieron un regalo de una enzima pasajera, un grupo amida. Estos gemelos tenían características tanto de Atty como de Nick en su forma de ribonucleótido nicotinato. La única diferencia fue que un gemelo tenía un grupo fosfato (PO4) en lugar de un grupo alcohol (OH).

Fueron nombrados en honor a Nick y Atty. Ambos se llamaban nicotinamida, ya que con el grupo amida agregado, se parecían a Nick cuando salía con las amidas. Obtuvieron una adenina de Atty, por lo que su segundo nombre era adenina, y debido a que ambos estaban compuestos en última instancia por 2 nucleótidos (uno de Atty y otro de Nick como ribonucleótido de nicotinato), sus apellidos eran dinucleótidos. Por tanto, ambos se denominaron dinucleótido de nicotinamida y adenina.

Pero dos moléculas diferentes no pueden tener el mismo nombre, incluso si se derivan de las mismas moléculas originales. Por lo tanto, dado que uno tenía un grupo fosfato en lugar de un alcohol como Atty, ese gemelo tenía fosfato agregado al nombre, y así es como NADP + obtuvo su nombre.

Así que los derivados gemelos se conocieron principalmente por sus siglas (ya que sus nombres eran largos y arduos): NAD + (dinucleótido de nicotinamida y adenina) y NADP + (fosfato de dinucleótido de nicotinamida y adenina) . Y a pesar de su composición similar, tenían estructuras tridimensionales muy diferentes.

NADPH: La H lo cambia todo

Como muchos gemelos casi idénticos, NAD + y NADP + pueden tomar el lugar del otro sin casi ningún otro componente celular más sabio. Ambos funcionan como portadores de electrones. Su trabajo principal en la célula es transportar electrones. También tienen una cosa más que les gusta llevar a ambos, y es hidrógeno. Cuando transportan hidrógeno, agregan H al final de los nombres de sus siglas. Por tanto, NAD + se convierte en NADH y NADP + se convierte en NADPH . El hidrógeno se agrega y se elimina de sus partes de nicotinamida. Cuando un H está presente, NADH y NADPH están en forma reducida porque cada vez que una molécula recibe un hidrógeno o un electrón, se dice, en química, que se ha reducido. (Si pierden un hidrógeno o un electrón, la molécula se oxida).

Ahora, a pesar de ser muy similares, las células usan NAD + y NADP + de manera muy diferente. NAD + tiene la función principal de transportar electrones para que los utilicen las mitocondrias y la respiración, mientras que NADP tiene una función diferente. NADPH se utiliza en biosíntesis. En otras palabras, se utiliza para fabricar moléculas biológicas. NADPH es importante en la formación de:

• Lípidos (biosíntesis de ácidos grasos y colesterol)
• Neurotransmisores
• Nucleótidos
• Aminoácidos

El NADPH también puede actuar para reducir los oxidantes celulares, es decir, el NADPH puede ceder fácilmente electrones e hidrógenos a otras moléculas para que tomen una forma reducida (lo que evita que se oxiden). Por lo tanto, NADPH es un agente reductor (lo que significa que tiene propiedades antioxidantes) que puede proteger la membrana celular y otras estructuras celulares para que no se oxiden. Funciona para reducir el glutatión (GSH) y es utilizado por la citocromo p450 reductasa. Por otro lado, el NADPH también se puede utilizar para producir oxidantes, en particular superóxido (O2-) por la enzima NADPH oxidasa (NOX). Pero la célula puede utilizar oxidantes como molécula de señalización, por lo que no es del todo malo.

Hablando de enzimas (proteínas que aceleran las reacciones químicas), NADPH también actúa como un co-enzima . Esto significa que ayuda a que la enzima funcione y, a menudo, la activa. Específicamente, puede actuar como un portador de electrones para un grupo de enzimas conocidas como deshidrogenasas que a menudo catalizan reacciones de oxidación-reducción (o reacciones redox).

NADPH no solo es importante para nosotros, sino también para las plantas. NADP + juega un papel importante como aceptor final de electrones en la fotosíntesis, donde se cambia a NADPH. NADPH es el actor principal involucrado en las reacciones independientes de la luz en los cloroplastos donde se convierte de nuevo en NADP +. Además, se sabe que actúa como un regulador alostérico de la carboxilasa RuBP, una enzima importante en la fotosíntesis.

A menudo, NADPH puede intercambiar lugares con su gemelo NADH durante la fijación de nitrógeno. La fijación de nitrógeno es importante en el desarrollo de fertilizantes. Normalmente, el NADH actúa como una fuente de electrones para la reducción de dinitrógeno (N2), pero el NADPH también se puede utilizar de la misma forma que el NADH en esta reacción.

Resumen de la lección

La niacina (vitamina B3) se cambia en la célula para nicotinar ribonucleótido, donde se combina con ATP y se agrega un grupo amida para formar NADP + (fosfato de dinucleótido de nicotinamida y adenina). La adición de un hidrógeno crea NADPH , la forma reducida de NADP +. NADPH se utiliza en la biosíntesis (producción) de lípidos (ácidos grasos y colesteroles), neurotransmisores, nucleótidos y aminoácidos. También juega un papel importante en la fotosíntesis de las plantas como aceptor de electrones en la reacción a la luz y como donante en las reacciones independientes de la luz. Además de ser importante en la biosíntesis, el NADPH puede actuar como antioxidante, coenzima y fuente de electrones en la fijación de nitrógeno.

Los resultados del aprendizaje

Una vez que complete el video, debería poder:

• Recuerda que es la niacina
• Explique cómo se forman NAD + y NADP +
• Describir la estructura y función de NADPH