Los nucleótidos son constituyentes importantes no sólo del ARN y del ADN, sino también de un número de biomoléculas clave consideradas muchas veces en nuestro estudio de la bioquímica. El NAD+ y el NADP+, coenzimas que funcionan en las reacciones de oxidación-reducción, son metabolitos del ATP. El primer paso en la síntesis del dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD+) es la formación del ribonucleótido de nicotinato a partir del nicotinato y el PRPP.
El nicotinato (también llamado niacina o vitamina B6) se deriva del triptófano. Los seres humanos pueden sintetizar la cantidad necesaria de nicotinato si el suministro de triptófano en la dieta es adecuado. Sin embargo, el nicotinato debe obtenerse directamente si la ingesta dietética de triptófano es baja. Una deficiencia dietética de triptófano y nicotinato puede provocar pelagra, una enfermedad caracterizada por dermatitis, diarrea y demencia. Un tumor endocrino que consume grandes cantidades de triptófano para sintetizar la hormona y el neurotransmisor serotonina (5-hidroxitriptamina) puede provocar síntomas similares a los de la pelagra.
Una fracción de AMP se transfiere del ATP al ribonucleótido nicotinato para formar desamido-NAD+. El paso final es la transferencia del amoníaco generado a partir del grupo amida de la glutamina al grupo carboxilo del nicotinato para formar NAD+.
El NADP+ se deriva del NAD+ mediante la fosforilación del grupo 2′-hidroxilo de la fracción de adenina ribosa. Esta transferencia de un grupo fosforilo desde el ATP es catalizada por la NAD+kinasa.
El dinucleótido de adenina y flavina (FAD) se sintetiza a partir de la riboflavina y dos moléculas de ATP. La riboflavina es fosforilada por el ATP para dar riboflavina 5′-fosfato (también llamado mononucleótido de flavina, FMN). El FAD se forma entonces a partir del FMN mediante la transferencia de una fracción de AMP desde una segunda molécula de ATP.
La fracción de AMP de la coenzima A también procede del ATP. Una característica común de las biosíntesis de NAD+, FAD y CoA es la transferencia de la fracción AMP del ATP al grupo fosfato de un intermediario fosforilado. El pirofosfato que se forma en estas condensaciones se hidroliza luego a ortofosfato. Como en muchas otras biosíntesis, gran parte de la fuerza motriz termodinámica proviene de la hidrólisis del pirofosfato liberado.