Nucleótidos são constituintes importantes não só do RNA e ADN, mas também de uma série de biomoléculas-chave consideradas muitas vezes no nosso estudo de bioquímica. NAD+ e NADP+, coenzimas que funcionam em reacções de oxidação-redução, são metabolitos de ATP. O primeiro passo na síntese do nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+) é a formação do ribonucleótido nicotinato a partir do nicotinato e do PRPP.
Nicotinato (também chamado niacina ou vitamina B6) é derivado do triptofano. Os seres humanos podem sintetizar a quantidade necessária de nicotinato se o fornecimento de triptofano na dieta for adequado. No entanto, o nicotinato deve ser obtido directamente se a ingestão de triptofano na dieta for baixa. Uma deficiência alimentar de triptofano e nicotinato pode levar à pelagra, uma doença caracterizada por dermatite, diarreia, e demência. Um tumor endócrino que consome grandes quantidades de triptofano ao sintetizar a hormona e o neurotransmissor serotonina (5-hidroxitriptamina) pode levar a sintomas semelhantes aos da pelagra.
Uma fracção de AMP é transferida de ATP para o nicotinato de ribonucleótido para formar desamido-NAD+. A etapa final é a transferência do amoníaco gerado do grupo amida da glutamina para o grupo nicotinato de carboxilo para formar NAD+.
NADP+ é derivado do NAD+ por fosforilação do grupo 2′-hydroxyl da fracção adenina ribose. Esta transferência de um grupo fosforilo de ATP é catalisada por NAD+kinase.
Flavina adenina dinucleótido (FAD) é sintetizada a partir de riboflavina e duas moléculas de ATP. A riboflavina é fosforilada por ATP para dar riboflavina 5′-fosfato (também chamado flavin mononucleótido, FMN). FAD é então formado a partir de FMN pela transferência de uma fracção de AMP de uma segunda molécula de ATP.
A fracção AMP da coenzima A também provém de ATP. Uma característica comum das biossínteses de NAD+, FAD, e CoA é a transferência da fracção AMP de ATP para o grupo fosfato de um intermediário fosforilado. O pirofosfato formado nestas condensações é então hidrolisado para ortofosfato. Como em muitas outras biossínteses, grande parte da força motriz termodinâmica provém da hidrólise do pirofosfato libertado.