NADPH

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Definizione di NADPH

NADPH è un cofattore, usato per donare elettroni e idrogeni alle reazioni catalizzate da alcuni enzimi. Tipicamente gli enzimi coinvolti nei percorsi anabolici che creano grandi molecole usano il NADPH, mentre gli enzimi coinvolti nella scomposizione delle molecole usano l’analogo NADH. Sia le piante che gli animali usano NADPH e NADH, e sono tipicamente segregati in organelli e citosol. I mitocondri usano NADH durante la fosforilazione ossidativa, mentre molti enzimi nel citosol sintetizzano grandi biomolecole usando NADPH. Anche i cloroplasti nelle piante usano NADPH come parte del percorso per sintetizzare zuccheri dalla luce del sole e dall’anidride carbonica. Come in altre reazioni, il NADPH aiuta a trasportare elettroni e protoni guidati dalla luce del sole in nuovi legami carbonio-carbonio, creando molecole di zucchero.

Il NADPH è spesso tenuto ad una concentrazione più alta nel citosol rispetto al NADP+, per permettere la facile riduzione di piccole molecole in macromolecole più grandi. Il NADPH ha più probabilità di perdere il suo idrogeno e i suoi elettroni quando è in grande abbondanza. Questo può essere contrapposto al NADH, che si trova spesso in concentrazione minore rispetto al NAD+. Il NADH è spesso usato nelle vie cataboliche, l’opposto delle vie anaboliche. Questo favorisce la reazione anabolica nel citosol. Il rapporto di queste sostanze chimiche nei mitocondri è invertito, e le reazioni ossidative cataboliche sono favorite. Questo assicura che gli acidi grassi possano essere sintetizzati nel citosol mentre i mitocondri possono continuare a produrre ATP per l’energia. Le concentrazioni di NADPH e NADH sono regolate da speciali enzimi e percorsi nelle membrane mitocondriali, così come attraverso lo spostamento di molecole da un lato all’altro della membrana, che spesso coinvolge il NADPH.

Funzione del NADPH

Il NADPH è il tipico coenzima usato nelle reazioni di riduzione, viste nelle vie anaboliche degli organismi. Per esempio, quando gli zuccheri sono creati durante la fotosintesi, le molecole di carbonio sono concatenate insieme usando l’energia della luce solare. La funzione del NADPH è quella di trasferire elettroni e un idrogeno spostato dall’energia della luce solare. Il NADPH accetta prima gli elettroni e l’idrogeno quando degli enzimi speciali trasferiscono queste particelle alla molecola NADP+. In questa reazione il NADP+ si riduce quando accetta gli elettroni e l’idrogeno, passando da uno stato elettrico positivo a uno stato neutro più negativo come molecola NADPH. Poi, la molecola NADPH viene ossidata da un altro enzima. Il NADPH funziona con un’ampia varietà di enzimi, ed è considerato uno dei trasportatori universali di elettroni.

  • NADH – Un analogo del NADPH privo di un gruppo fosfato, che funziona nelle reazioni cataboliche.
  • Electron Carrier – Molecole usate come intermedi nel trasferimento di elettroni nei percorsi biologici.
  • Reazione anabolica – Una reazione che usa piccoli monomeri per costruire grandi molecole di polimeri.
  • Reazione catabolica – Una reazione che libera l’energia dai legami di grandi molecole e la immagazzina nei trasportatori di elettroni.

Quiz

1. L’acetil-CoA è una molecola usata nei processi sia nei mitocondri che nel citosol. L’unico problema è che non viaggia liberamente attraverso le membrane mitocondriali. L’acetil-CoA può essere convertito in molte altre molecole, alcune delle quali hanno specifici trasportatori di membrana. Per avere l’acetil-CoA in entrambi gli spazi, deve essere convertito tra le molecole. Quale delle seguenti rappresenta come il NADPH può aiutare in questo processo? Il NADPH si attaccherà alle molecole, trasportandole attraverso la membrana.
B. Il NADPH sarà usato per ossidare le molecole, permettendo loro di attraversare la doppia membrana.
C. Il NADPH sarà creato quando queste molecole saranno ossidate per attraversare la membrana.

Risposta alla domanda #1
La C è corretta. Ridurre significa guadagnare elettroni, mentre il processo di ossidazione comporta la perdita di elettroni. Reazioni come questa sono tipicamente chiamate reazioni redox, poiché entrambi i processi devono avvenire, ma a molecole diverse. Il NADPH trasporta un idrogeno e due elettroni, che è più che disposto a cedere. Il NADPH è creato dalla riduzione del NAD+, e può avvenire solo quando un’altra molecola è ossidata. Il NADPH non può accettare altri elettroni, e quindi la risposta B non può avvenire. Ricorda che il NADPH è un coenzima, e deve essere usato insieme a un enzima. Non agisce direttamente sulle molecole, come nella risposta A.