I nucleotidi sono importanti costituenti non solo di RNA e DNA, ma anche di una serie di biomolecole chiave considerate molte volte nel nostro studio di biochimica. NAD+ e NADP+, coenzimi che funzionano nelle reazioni di ossido-riduzione, sono metaboliti dell’ATP. Il primo passo nella sintesi del nicotinamide adenina dinucleotide (NAD+) è la formazione del ribonucleotide nicotinato da nicotinato e PRPP.
Il nicotinato (chiamato anche niacina o vitamina B6) deriva dal triptofano. Gli esseri umani possono sintetizzare la quantità necessaria di nicotinato se l’apporto di triptofano nella dieta è adeguato. Tuttavia, il nicotinato deve essere ottenuto direttamente se l’apporto alimentare di triptofano è basso. Una carenza alimentare di triptofano e nicotinato può portare alla pellagra, una malattia caratterizzata da dermatite, diarrea e demenza. Un tumore endocrino che consuma grandi quantità di triptofano nella sintesi dell’ormone e del neurotrasmettitore serotonina (5-idrossitriptamina) può portare a sintomi simili alla pellagra.
Una frazione di AMP viene trasferita dall’ATP al ribonucleotide nicotinato per formare il desamido-NAD+. Il passo finale è il trasferimento dell’ammoniaca generata dal gruppo amidico della glutammina al gruppo carbossilico del nicotinato per formare NAD+.
NADP+ è derivato da NAD+ per fosforilazione del gruppo 2′-idrossile della frazione di adenina ribosio. Questo trasferimento di un gruppo fosforilico dall’ATP è catalizzato dalla NAD+kinase.
Il dinucleotide di adenina flavina (FAD) è sintetizzato dalla riboflavina e da due molecole di ATP. La riboflavina è fosforilata dall’ATP per dare riboflavina 5′-fosfato (chiamato anche mononucleotide di flavina, FMN). Il FAD è poi formato da FMN tramite il trasferimento di una parte di AMP da una seconda molecola di ATP.
Anche la frazione AMP del coenzima A deriva dall’ATP. Una caratteristica comune alle biosintesi di NAD+, FAD e CoA è il trasferimento della frazione AMP dell’ATP al gruppo fosfato di un intermedio fosforilato. Il pirofosfato formato in queste condensazioni viene poi idrolizzato a ortofosfato. Come in molte altre biosintesi, gran parte della forza motrice termodinamica proviene dall’idrolisi del pirofosfato rilasciato.