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β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸在生物代谢中的关键作用

发表时间:2025-03-13

β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP?)及其还原形式 NADPH 在生物代谢中起着关键作用,主要包括以下几个方面:

一、作为辅酶参与氧化还原反应

β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸在许多脱氢酶催化的反应中作为受氢体,接受氢和电子,被还原为 NADPH,例如,在磷酸戊糖途径中,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶催化葡萄糖-6-磷酸脱氢生成6-磷酸葡萄糖酸内酯,同时将 NADP?还原为NADPH

NADPH作为供氢体,参与多种生物合成反应以及生物转化过程,如脂肪酸、胆固醇等脂质的合成,都需要它提供氢原子。在肝脏中,一些药物或毒物的羟基化反应等生物转化过程也依赖NADPH参与。

二、维持细胞内的氧化还原平衡

细胞内存在着多种氧化还原体系,NADP?/NADPH是其中重要的一对。当细胞受到氧化应激时,会产生过多的活性氧(ROS),如超氧阴离子、过氧化氢等。NADPH可以通过参与谷胱甘肽循环等方式,维持细胞内谷胱甘肽(GSH)的还原状态,GSH再与ROS反应,将其还原为水或其他无害物质,从而保护细胞免受氧化损伤。

在红细胞中,NADPH对于维持红细胞内的还原环境至关重要。它可以保证红细胞中的血红蛋白处于还原状态,防止其被氧化为高铁血红蛋白,同时也有助于维持红细胞膜的稳定性,防止膜蛋白和脂质被氧化破坏。

三、参与光合作用

在植物光合作用的光反应阶段,叶绿体中的光合色素吸收光能,将水光解,产生氧气、质子和电子。电子传递过程中,β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸接受电子和质子,被还原为NADPH

NADPH在暗反应(卡尔文循环)中作为还原剂,参与二氧化碳的固定和还原,将二氧化碳转化为有机物,如葡萄糖等,这一过程中,它提供了还原力,推动了碳同化反应的进行。

四、调节酶的活性

一些酶的活性受到NADP?/NADPH比值的调节,例如,异柠檬酸脱氢酶是三羧酸循环中的关键酶之一,它有两种形式,以NAD?为辅酶的异柠檬酸脱氢酶主要参与三羧酸循环,催化异柠檬酸氧化脱羧生成 α-酮戊二酸,产生NADH;而以NADP?为辅酶的异柠檬酸脱氢酶则主要在细胞质中,催化生成 NADPH。细胞内NADP?/NADPH的比值变化可以影响这两种酶的活性,进而调节细胞内的代谢流向,决定是更多地进行能量产生(通过三羧酸循环)还是生物合成(依赖 NADPH)。

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