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3Dモデル（JSmol）
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.000.163 |
| メッシュ | NADP |
パブケム CID
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| ユニ |
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| プロパティ | |
| Ｃ２１Ｈ２９Ｎ７Ｏ１７Ｐ３ | |
| モル質量 | 744.416 グラムモル−1 |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
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ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（NADP）[1] [2]または、古い表記ではTPN（トリホスホピリジンヌクレオチド）は、カルビン回路や脂質・核酸合成などの同化反応で使用される補因子であり、還元剤（「水素源」）としてNADPHを必要とします。NADPHは還元型であり、NADP +は酸化型です。NADP +はすべての形態の細胞生命で使用されます。NADP +は細胞呼吸に必要なため、生命に不可欠です。[3]
NADP +は、アデニン基を有するリボース環の2'位に追加のリン酸基が存在する点でNAD +と異なります。この余分なリン酸はNAD +キナーゼによって追加され、NADP +ホスファターゼによって除去されます。[4]
生合成
NADP+
一般的に、NADP +は NADPH より先に合成されます。このような反応は通常、de-novo 経路または salvage 経路のいずれかからのNAD +から始まり、 NAD +キナーゼが余分なリン酸基を追加します。ADP-リボシルシクラーゼは、サルベージ経路でニコチンアミドからの合成を可能にし、NADP +ホスファターゼは NADPH を NADH に戻してバランスを維持します。[3] NAD +キナーゼのいくつかの形態、特にミトコンドリアのものは、NADH を受け入れて直接 NADPH に変換することもできます。[5] [6]原核生物の経路はあまりよく理解されていませんが、同様のタンパク質がすべて存在するため、プロセスは同様に機能するはずです。[3]
ナドフ
NADPHはNADP +から生成される。動物やその他の非光合成生物におけるNADPHの主な供給源は、第一段階のグルコース-6-リン酸デヒドロゲナーゼ（G6PDH）によるペントースリン酸経路である。ペントースリン酸経路は、グルコースからNAD（P）Hのもう一つの重要な部分であるペントースも生成する。一部の細菌はG6PDHをエントナー・ドゥドロフ経路にも使用するが、NADPH生成は同じままである。[3]
フェレドキシン-NADP +還元酵素は、生命のあらゆる領域に存在し、植物やシアノバクテリアなどの光合成生物における NADPH の主な供給源です。光合成の光反応の電子鎖の最後の段階で現れます。カルビン回路の生合成反応の還元力として使用され、二酸化炭素を同化し、二酸化炭素をグルコースに変換するのに役立ちます。光合成以外の経路でも電子を受け取る機能があり、窒素循環での植物の同化のための硝酸塩のアンモニアへの還元や油の生産に必要です。 [3]
NADPHを生成するメカニズムは他にもいくつかあまり知られていないが、いずれも真核生物のミトコンドリアの存在に依存している。これらの炭素代謝関連プロセスにおける主要な酵素は、NADP結合型リンゴ酸酵素アイソフォーム、イソクエン酸脱水素酵素（IDH）、およびグルタミン酸脱水素酵素である。これらの反応では、NADP +は他の酵素のNAD +と同様に酸化剤として作用する。[7]イソクエン酸脱水素酵素メカニズムは、脂肪細胞およびおそらく肝細胞におけるNADPHの主な供給源であると思われる。[8]これらのプロセスは細菌にも見られる。細菌は同じ目的でNADP依存性グリセルアルデヒド3-リン酸脱水素酵素を使用することもできる。ペントースリン酸経路と同様に、これらの経路は解糖系の一部に関連している。[3] NADPHの生成に関与するもう一つの炭素代謝関連経路はミトコンドリア葉酸回路であり、これは主にセリンを1炭素単位の供給源として利用し、ミトコンドリアにおけるヌクレオチド合成と酸化還元恒常性を維持する。ミトコンドリア葉酸回路は、癌細胞のミトコンドリアにおけるNADPH生成の主な寄与因子であると最近示唆されている。[9]
NADPHは炭素代謝とは関係のない経路でも生成される。フェレドキシン還元酵素はその一例である。ニコチンアミドヌクレオチドトランスヒドロゲナーゼはNAD(P)HとNAD(P) +の間で水素を移動させ、真核生物のミトコンドリアと多くの細菌に見られる。プロトン勾配に依存するバージョンとそうでないバージョンがある。一部の嫌気性生物はNADP +結合ヒドロゲナーゼを使用し、水素ガスから水素化物を分解してプロトンとNADPHを生成する。[3]
NADHと同様に、NADPHも蛍光を発します。水溶液中のNADPHはニコチンアミドの吸光度約335 nm（近紫外線）で励起され、445-460 nm（紫から青）でピークとなる蛍光を発します。NADP +には目立った蛍光はありません。[10]
関数
NADPHは、生合成反応や活性酸素種（ROS）の毒性から保護する酸化還元に必要な還元剤（通常は水素原子）を供給し、グルタチオン（GSH）の再生を可能にします。[11] NADPHは、コレステロール合成、ステロイド合成、[12]アスコルビン酸合成、[12]キシリトール合成、[12]細胞質脂肪酸合成[12]およびミクロソーム脂肪酸鎖伸長などの同化経路にも使用されます。
NADPHシステムは、NADPHオキシダーゼによる免疫細胞でのフリーラジカル生成にも関与しています。これらのラジカルは、呼吸バーストと呼ばれるプロセスで病原体を破壊するために使用されます。[13]これは、芳香族化合物、ステロイド、アルコール、薬物のシトクロムP450 ヒドロキシル化 の還元当量の源です。
安定性
NADHとNADPHは塩基性溶液中では非常に安定しているが、NAD +とNADP +は塩基性溶液中では蛍光生成物に分解され、定量に便利に使用できる。逆に、NADPHとNADHは酸性溶液によって分解されるが、NAD + /NADP +は酸に対してかなり安定している。[14] [15]
NADP(H)を補酵素として利用する酵素
NADPに結合する多くの酵素は、「ロスマンフォールド」と呼ばれる共通の超二次構造を共有しています。最初のベータ-アルファ-ベータ（βαβ）フォールドは、ロスマンフォールドの中で最も保存されたセグメントです。このセグメントはNADPのADP部分と接触しています。そのため、「ADP結合βαβフォールド」とも呼ばれます。[16]
- 副腎皮質ドキシン還元酵素：この酵素はほとんどの生物に遍在している。[17] NADPHからFADに2つの電子を伝達する。脊椎動物では、ステロイドホルモンを合成するミトコンドリアP450システムの連鎖の最初の酵素として働く。[18]
NADP(H)を基質とする酵素
2018年と2019年には、真核生物におけるNADP(H)の2'リン酸の除去を触媒する酵素に関する最初の2つの報告がありました。最初に細胞質タンパク質MESH1（Q8N4P3 ） [19]、次にミトコンドリアタンパク質ノクチュニン[20]が報告されました。注目すべきは、MESH1（5VXA）とノクチュニン（6NF0）の構造とNADPH結合は関連がないことです。
NADP+とNADPHのボールアンドスティックモデル
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NADP+ -
ナドフ
参考文献
- ^ 「NADP ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸」。PubChem。米国国立医学図書館。 2024年8月22日閲覧。
- ^ Karlson P (2014-05-12). 現代生化学入門. アカデミックプレス. ISBN 978-1-4832-6778-4。
- ^ abcdefg Spaans SK、Weusthuis RA、van der Oost J、Kengen SW (2015)。 「細菌と古細菌におけるNADPH生成システム」。微生物学のフロンティア。6 : 742.土井: 10.3389/fmicb.2015.00742。PMC 4518329。PMID 26284036。
- ^ Kawai S, Murata K (2008年4月). 「NADキナーゼとNADPホスファターゼの構造と機能：NAD(H)とNADP(H)の細胞内バランスを制御する重要な酵素」.バイオサイエンス、バイオテクノロジー、生化学. 72 (4): 919– 930. doi : 10.1271/bbb.70738 . PMID 18391451.
- ^ 岩橋 勇、仁志雄 明、田島 直、中村 孝 (1989 年 4 月)。「サッカロミセス セレビシエ由来の NADH キナーゼの特性評価」。生化学ジャーナル。105 (4): 588– 593。doi :10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a122709。PMID 2547755 。
- ^岩橋 勇、 中村孝 (1989 年 6 月)。「酵母ミトコンドリアの内膜における NADH キナーゼの局在」。Journal of Biochemistry。105 (6): 916– 921。doi :10.1093 / oxfordjournals.jbchem.a122779。PMID 2549021 。
- ^ Hanukoglu I、Rapoport R (1995 年 2 月 ～ 5 月)。「ステロイド生成ミトコンドリアにおける NADPH産生の経路と制御」。内分泌研究。21 ( 1～ 2): 231～ 241。doi :10.3109/07435809509030439。PMID 7588385 。
- ^ Palmer M. 「10.4.3 脂肪酸合成のためのNADPHの供給」。代謝コースノート。2013年6月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年4月6日閲覧。
- ^ Ciccarese F, Ciminale V (2017年6月). 「死からの脱出：がん細胞におけるミトコンドリアの酸化還元恒常性」. Frontiers in Oncology . 7 :117. doi : 10.3389/fonc.2017.00117 . PMC 5465272. PMID 28649560 .
- ^ Blacker TS、Mann ZF、Gale JE、Ziegler M、Bain AJ、Szabadkai G、他 (2014 年 5 月)。「FLIM を使用した生細胞および組織における NADH および NADPH 蛍光の分離」。Nature Communications。5 ( 1 ) 。Springer Science and Business Media LLC: 3936。Bibcode : 2014NatCo ... 5.3936B。doi : 10.1038/ ncomms4936。PMC 4046109。PMID 24874098 。
- ^ Rush GF、Gorski JR、 Ripple MG、Sowinski J、Bugelski P、Hewitt WR (1985年5月)。「有機ヒドロペルオキシドによる単離肝細胞における脂質過酸化と細胞死」。毒性学および応用薬理学。78 (3): 473– 483。Bibcode :1985ToxAP..78..473R。doi :10.1016/0041-008X(85)90255-8。PMID 4049396 。
- ^ abcd Rodwell V (2015). Harper's illustrated Biochemistry, 30th edition . USA: McGraw Hill. pp. 123– 124, 166, 200– 201. ISBN 978-0-07-182537-5。
- ^ Ogawa K, Suzuki K, Okutsu M, Yamazaki K, Shinkai S (2008年10月). 「高齢者の好中球の活性酸素種レベル上昇と低度炎症の関連性」. Immunity & Ageing . 5:13 . doi : 10.1186/1742-4933-5-13 . PMC 2582223. PMID 18950479 .
- ^ Passonneau J (1993).酵素分析：実践ガイド. トトワ、ニュージャージー：ヒューマナプレス. p. 3,10. ISBN 978-0-89603-238-5. OCLC 26397387.
- ^ Lu W、Wang L、Chen L、 Hui S、Rabinowitz JD (2018年1月)。「ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド酸化還元補因子の抽出と定量」。抗酸化物質と酸化還元シグナル伝達。28 (3): 167– 179。doi : 10.1089/ ars.2017.7014。PMC 5737638。PMID 28497978。
- ^ Hanukoglu I (2015). 「プロテオペディア：ロスマンフォールド：ジヌクレオチド結合部位におけるベータ-アルファ-ベータフォールド」Biochem Mol Biol Educ . 43 (3): 206– 9. doi :10.1002/bmb.20849. PMID 25704928.
- ^ Hanukoglu I (2017年12月). 「FADおよびNADP結合アドレノドキシン還元酵素-Aユビキタス酵素における酵素-補酵素界面の保全」. Journal of Molecular Evolution . 85 ( 5–6 ): 205– 218. Bibcode :2017JMolE..85..205H. doi :10.1007/s00239-017-9821-9. PMID 29177972. S2CID 7120148.
- ^ Hanukoglu I (1992年12月). 「ステロイド生成酵素：構造、機能、ステロイドホルモン生合成の調節における役割」.ステロイド生化学および分子生物学ジャーナル. 43 (8): 779– 804. doi :10.1016/0960-0760(92)90307-5. PMID 22217824. S2CID 112729.
- ^ Ding CK, Rose J, Wu J, Sun T, Chen KY, Chen PH, et al. (2020). 「MESH1はフェロトーシスを制御する細胞質NADPHホスファターゼである」。Nature Metabolism . 2 (3): 270– 277. bioRxiv 10.1101/325266 . doi :10.1038/s42255-020-0181-1. PMC 7252213. PMID 32462112 .
- ^ Estrella MA, Du J, Chen L, Rath S, Prangley E, Chitrakar A, et al. (2019). 「代謝物NADP+とNADPHは概日リズムタンパク質Nocturnin（Curled）の標的である」Nature Communications . 10 (1): 2367. Bibcode :2019NatCo..10.2367E. bioRxiv 10.1101/534560 . doi : 10.1038/s41467-019-10125-z . PMC 6542800. PMID 31147539 .