Família NAD: NAD(H) e NADP(H) Redox Casais e Metabolismo Energético Celular
O dinucleotídeo nicotinamida adenina (NAD+)/NAD+ reduzido (NADH) e NADP+/reduzido Casais redox NADP+ (NADPH) são essenciais para manutenção da homeostase redox celular e modulação numerosos eventos biológicos, incluindo o metabolismo celular. A deficiência ou desequilíbrio desses dois casais redox tem sido associada a muitos distúrbios patológicos.
Importância dos Casais Redox NAD(H) e NADP(H) no Metabolismo Energético Celular
Os pares redox NAD(H) e NADP(H) são essenciais para a manutenção do metabolismo energético celular e da homeostase redox. Esses pares redox servem como cofatores ou substratos para muitas enzimas envolvidas em várias vias metabólicas, incluindo glicólise, ciclo do ácido tricarboxílico e fosforilação oxidativa. NAD(H) e NADP(H) também desempenham um papel crucial na regulação do equilíbrio redox celular, atuando como transportadores e doadores de elétrons. Portanto, manter o equilíbrio dos níveis de NAD(H) e NADP(H) é fundamental para a função celular e metabolismo energético.
Figura 1
Desregulação de casais redox NAD(H) e NADP(H) em condições patológicas
A desregulação de casais redox NAD(H) e NADP(H) tem sido associada a várias condições patológicas, incluindo câncer, doenças neurodegenerativas, distúrbios metabólicos e envelhecimento. Por exemplo, níveis diminuídos de NAD+ e níveis aumentados de NADH foram observados em várias células cancerosas, levando a metabolismo alterado e sinalização redox. Da mesma forma, a desregulação de casais redox NAD(H) e NADP(H) tem sido implicada na patogênese de doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson. Portanto, o entendimento da regulação e função dos casais redox NAD(H) e NADP(H) é crucial para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para essas doenças.
Regulação de Pares Redox NAD(H) e NADP(H) por Enzimas e Compartimentalização
Os pares redox NAD(H) e NADP(H) são regulados por várias enzimas envolvidas na biossíntese e consumo. Por exemplo, a via das pentoses fosfato (PPP) é uma importante via biossintética para NADPH, que está envolvida em várias reações redox, incluindo a desintoxicação de espécies reativas de oxigênio (ROS). Da mesma forma, enzimas consumidoras de NAD+, como poli(ADP-ribose) polimerases (PARPs) e sirtuínas, regulam os níveis de NAD(H) e NADP(H) consumindo NAD+.
Figura 2
A compartimentalização dos pools NAD(H) e NADP(H) também é crítica para regular o equilíbrio redox celular e o metabolismo. Por exemplo, o pool mitocondrial NAD(H) está envolvido na fosforilação oxidativa, enquanto o pool citosólico NAD(H) está envolvido na glicólise e outras vias metabólicas. Estudos recentes têm identificado diversas enzimas biossintéticas e biossensores codificados geneticamente que nos permitem entender melhor a regulação e função desses pares redox. Por exemplo, a enzima biossintética, nicotinamida mononucleotídeo adeniltransferase (NMNAT), está envolvida na biossíntese de NAD+ e tem sido mostrado para regular vários processos celulares, incluindo metabolismo, envelhecimento, e resposta ao estresse. Além disso, os papéis emergentes das proteínas consumidoras de NAD+ na regulação da homeostase redox celular e metabólica abriram novos caminhos para o desenvolvimento de estratégias terapêuticas para várias doenças.
Em resumo, os casais redox NAD(H) e NADP(H) desempenham um papel crucial no metabolismo energético celular e na homeostase redox. A desregulação desses casais redox tem sido associada a várias condições patológicas, incluindo câncer, doenças neurodegenerativas, distúrbios metabólicos e envelhecimento. A regulação e função dos pares redox NAD(H) e NADP(H) são complexas e envolvem várias enzimas biossintéticas, proteínas consumidoras de NAD+ e compartimentalização. O entendimento da regulação e função desses casais redox é essencial para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para diversas doenças.
