Les nucléotides sont des constituants importants non seulement de l’ARN et de l’ADN, mais aussi d’un certain nombre de biomolécules clés considérées de nombreuses fois dans notre étude de la biochimie. Le NAD+ et le NADP+, coenzymes qui fonctionnent dans les réactions d’oxydoréduction, sont des métabolites de l’ATP. La première étape de la synthèse du nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+) est la formation du nicotinate ribonucléotide à partir du nicotinate et du PRPP.
Le nicotinate (également appelé niacine ou vitamine B6) est dérivé du tryptophane. Les êtres humains peuvent synthétiser la quantité requise de nicotinate si l’apport en tryptophane dans l’alimentation est suffisant. Cependant, le nicotinate doit être obtenu directement si l’apport alimentaire en tryptophane est faible. Une carence alimentaire en tryptophane et en nicotinate peut entraîner la pellagre, une maladie caractérisée par une dermatite, une diarrhée et une démence. Une tumeur endocrine qui consomme de grandes quantités de tryptophane pour synthétiser l’hormone et le neurotransmetteur sérotonine (5-hydroxytryptamine) peut entraîner des symptômes semblables à ceux de la pellagre.
Un fragment AMP est transféré de l’ATP au ribonucléotide nicotinate pour former le désamido-NAD+. L’étape finale est le transfert de l’ammoniac généré par le groupe amide de la glutamine au groupe carboxyle du nicotinate pour former le NAD+.
Le NADP+ est dérivé du NAD+ par phosphorylation du groupe 2′-hydroxyle de la fraction adénine ribose. Ce transfert d’un groupe phosphoryle de l’ATP est catalysé par la NAD+kinase.
La flavine adénine dinucléotide (FAD) est synthétisée à partir de la riboflavine et de deux molécules d’ATP. La riboflavine est phosphorylée par l’ATP pour donner de la riboflavine 5′-phosphate (également appelée flavine mononucléotide, FMN). Le FAD est ensuite formé à partir du FMN par le transfert d’un fragment AMP provenant d’une seconde molécule d’ATP.
Le fragment AMP de la coenzyme A provient également de l’ATP. Une caractéristique commune des biosynthèses du NAD+, du FAD et du CoA est le transfert du fragment AMP de l’ATP au groupe phosphate d’un intermédiaire phosphorylé. Le pyrophosphate formé dans ces condensations est ensuite hydrolysé en orthophosphate. Comme dans de nombreuses autres biosynthèses, une grande partie de la force motrice thermodynamique provient de l’hydrolyse du pyrophosphate libéré.