NADPH

admin

NADPH definíció

A NADPH egy kofaktor, amely egyes enzimek által katalizált reakciókban elektronok és egy hidrogén leadására szolgál. Jellemzően a nagy molekulákat létrehozó anabolikus útvonalakban részt vevő enzimek használják a NADPH-t, míg a molekulák lebontásában részt vevő enzimek a NADH analógot. Mind a növények, mind az állatok NADPH-t és NADH-t használnak, és jellemzően organellumok és citoszol szerint különülnek el. A mitokondriumok NADH-t használnak az oxidatív foszforiláció során, míg a citoszolban számos enzim NADPH felhasználásával szintetizál nagy biomolekulákat. A növények kloroplasztiszai szintén NADPH-t használnak a napfényből és szén-dioxidból történő cukorszintézis útjának részeként. Más reakciókhoz hasonlóan a NADPH segít a napfény által vezérelt elektronokat és protonokat új szén-szén kötésekbe vinni, így jönnek létre a cukormolekulák.

A NADPH-t gyakran magasabb koncentrációban tartják a citoszolban, mint a NADP+-t, hogy a kis molekulák könnyen nagyobb makromolekulákká redukálódhassanak. A NADPH nagyobb valószínűséggel veszíti el hidrogénjét és elektronjait, ha nagy mennyiségben van jelen. Ezzel szemben állhat a NADH, amely gyakran alacsonyabb koncentrációban található, mint a NAD+. A NADH-t gyakran használják katabolikus útvonalakban, ami az anabolikus útvonalak ellentéte. Ez kedvez az anabolikus reakcióknak a citoszolban. A mitokondriumokban e vegyi anyagok aránya megfordul, és a katabolikus oxidatív reakciókat részesítik előnyben. Ez biztosítja, hogy a zsírsavak szintetizálódhassanak a citoszolban, miközben a mitokondriumok továbbra is képesek ATP-t termelni az energiához. A NADPH és a NADH koncentrációját speciális enzimek és útvonalak szabályozzák a mitokondriumok membránjában, valamint a molekuláknak a membrán egyik oldaláról a másikra történő, gyakran a NADPH-t is érintő ingázása révén.

A NADPH funkciója

A NADPH a redukciós reakciókban használt tipikus koenzim, amely a szervezetek anabolikus útvonalaiban látható. Például amikor a fotoszintézis során cukrok keletkeznek, a napfény energiájának felhasználásával szénmolekulák láncolódnak össze. A NADPH feladata az elektronok és a napfény energiája által kiszorított hidrogén átadása. A NADPH először az elektronokat és a hidrogént veszi fel, amikor speciális enzimek ezeket a részecskéket a NADP+ molekulára juttatják. Ebben a reakcióban a NADP+ redukálódik, amikor felveszi az elektronokat és a hidrogént, pozitív elektromos állapotból NADPH molekulaként negatívabb semleges állapotba kerül. Ezután a NADPH molekulát egy másik enzim oxidálja. A NADPH sokféle enzimmel működik együtt, és az egyik univerzális elektronhordozónak tekinthető.

  • NADH – A NADPH foszfátcsoportot nem tartalmazó analógja, amely katabolikus reakciókban működik.
  • Elektronhordozó – A biológiai útvonalakon az elektronok átadásában közvetítőként használt molekulák.
  • Anabolikus reakció – Olyan reakció, amely kis monomerekből nagy polimer molekulákat épít.
  • Katabolikus reakció – Olyan reakció, amely nagy molekulák kötéseiből energiát szabadít fel, és azt elektronhordozókban tárolja.

Kvíz

1. Az acetil-CoA egy olyan molekula, amelyet mind a mitokondriumokban, mind a citoszolban zajló folyamatokban használnak. Az egyetlen probléma, hogy nem jut át szabadon a mitokondriumok membránjain. Az acetil-CoA számos más molekulává alakítható át, amelyek közül néhánynak specifikus membrán transzporterei vannak. Ahhoz, hogy az acetil-CoA mindkét térbe eljusson, át kell alakulnia a molekulák között. Az alábbiak közül melyik jelenti azt, hogy a NADPH hogyan segítheti ezt a folyamatot?
A. A NADPH a molekulákhoz kötődik, és átszállítja őket a membránon.
B. A NADPH oxidálja a molekulákat, lehetővé téve számukra a kettős membránon való átjutást.
C. NADPH keletkezik, amikor ezek a molekulák oxidálódnak, hogy áthaladjanak a membránon.

Válasz az 1. kérdésre
A C a helyes. A redukció elektronnyerést jelent, míg az oxidációs folyamat elektronvesztéssel jár. Az ilyen reakciókat általában redoxireakcióknak nevezik, mivel mindkét folyamatnak meg kell történnie, de különböző molekulákkal. A NADPH egy hidrogént és két elektront hordoz, amelyeket szívesen lead. A NADPH a NAD+ redukciójával jön létre, és csak akkor keletkezhet, ha egy másik molekula oxidálódik. A NADPH nem tud több elektront felvenni, ezért a B válasz nem valósulhat meg. Ne feledje, hogy a NADPH koenzim, és egy enzimmel együtt kell használni. Nem hat közvetlenül a molekulákra, mint az A. válaszban.