تفاوت بین ATP و NADPH چیست
تفاوت اصلی بین ATP و NADPH این است که هیدرولیز ATP انرژی آزاد میکند در حالی که اکسیداسیون NADPH الکترونها را فراهم میکند. علاوه بر این، ATP به عنوان رایجترین انرژی سلول عمل میکند در حالی که NADPH به عنوان یک کوآنزیم با قدرت کاهنده مورد نیاز واکنشهای بیوشیمیایی عمل میکند.
ATP و NADPH دو نوع نوکلئوتید آدنوزین (adenosine nucleotides) مهم در واکنشهای متابولیکی هستند. هر دو ملکول (ATP و NADPH) حاوی گروههای فسفات هستند.
کلمات کلیدی: ATP، کوآنزیم (Coenzyme)، الکترون، انرژی رایج (Energy Currency)، NADPH، عامل کاهنده (Reducing Agent)
ATP چیست؟
ATP (آدنوزین تری فسفات) شکل رایج و قابل استفاده انرژی در سلول است. سنتز مولکولهای زیستی جدید، تقسیم سلولی و حرکت، از انرژی تولید شده توسط هیدرولیز ATP استفاده میکند. علاوه بر این، ATP را به ADP تبدیل میکند. از طرف دیگر، تنفس سلولی فرآیندی است که مسئول تولید ATP است. اندامک مسئول تنفس سلولی در جانوران، میتوکندری است. باکتری و مخمر هر دو، ATP را از طریق تخمیر تولید میکنند. به عنوان مثال، فتوفسفوریلاسیون فرآیندی است که در طی فتوسنتز ATP را در گیاهان تولید میکند.
شکل ۱: ساختار ATP
علاوه بر این، مولکول ATP از یک گروه آدنوزین و سه گروه فسفات متصل به یک قند ریبوز تشکیل شده است. هر گروه فسفات از طریق یک اتم اکسیژن به مولکول اصلی متصل میشود. اولین گروه فسفات متصل به قند ریبوز گروه آلفا فسفات است در حالی که گروه دوم یا گروه بتا فسفات از طریق یک پیوند فسفوآنیدرید (phosphoanhydride bond) به گروه آلفا فسفات متصل میشود. از طرف دیگر، گروه سوم فسفات، گروه گاما فسفات است که از طریق همان نوع پیوند به گروه بتا فسفات متصل شده است. دو پیوند فسفوآنهیدرید بین گروههای فسفات، پیوندهای پرانرژی هستند که میتوانند برای به دست آوردن انرژی هیدرولیز شوند.
NADPH چیست؟
NADPH شکل احیا شده NADP (نیکوتین آدنین دی نوکلئوتید فسفات: nicotinamide adenine dinucleotide phosphate) است که به عنوان کوآنزیم در واکنش ردوکس (واکنش اکسایش و کاهش :redox reaction) فتوسنتز عمل میکند. از آنجایی که NADPH هم الکترون و هم پروتون را برای واکنش شیمیایی فراهم میکند، یک عامل احیا کننده قوی است. مرحله نوری فتوسنتز باعث تولید NADPH میشود و مرحله تاریکی از این کوآنزیم استفاده میکند. در جانوران، مسیر پنتوز فسفات مسئول تولید NADPH است.
شکل ۲: عملکرد NADPH
NADPH با NADH با حضور یک گروه فسفات در موقعیت ‘۲ قند ریبوز متفاوت است. این گروه فسفات، بخش آدنین را به مولکول اصلی متصل میکند.
شباهتهای بین ATP و NADPH
- ATP و NADPH دو نوع نوکلئوتید آدنین هستند که واکنشهای بیوشیمیایی را به هم مرتبط میکنند.
- شکر ریبوز بخش اصلی هر دو را تشکیل میدهد.
- همچنین، هر دو مولکول حاوی یک گروه آدنین هستند.
- علاوه بر این، هر دو فسفریله هستند.
- علاوه بر این، هر دوی آنها در فتوسنتز نقش دارند.
تفاوت بین ATP و NADPH
تعریف
ATP به یک نوکلئوتید فسفریله اشاره دارد که از آدنوزین و سه گروه فسفات تشکیل شده است و در عین حال انرژی بسیاری از فرآیندهای بیوشیمیایی سلولی را با انجام هیدرولیز آنزیمی، به ویژه برای ADP تامین میکند. در مقابل، NADPH به کوفاکتوری اشاره دارد که برای اهدای الکترون و هیدروژن به واکنشهایی که توسط برخی آنزیمها کاتالیز میشوند، استفاده میشود. بنابراین، این تعاریف شامل تفاوت اصلی بین ATP و NADPH است.
فرمول شیمیایی
C۱۰H۱۶N۵O۱۳P۳ فرمول شیمیایی ATP است در حالی که فرمول شیمیایی C۲۱H۲۹N۷O۱۷P۳ فرمول شیمیایی NADPH است.
نقش
تفاوت دیگر بین ATP و NADPH این است که ATP شکل رایج انرژی در سلول است در حالی که NAPDH قدرت کاهش دهنده اصلی سلول است.
سنتز
مسیر سنتز به تفاوت دیگری بین ATP و NADPH کمک میکند. تنفس سلولی، فتوفسفوریلاسیون و تخمیر مسیرهایی هستند که ATP تولید میکنند در حالی که مسیر پنتوز فسفات در جانوران و مرحله نوری فتوسنتز در گیاهان مسیرهایی هستند که NADPH را تولید میکنند.
کاربرد
ATP انرژی را برای انواع مختلف واکنشهای بیوشیمیایی از جمله واکنشهای آنابولیک، تقسیم سلولی و حرکت فراهم میکند در حالی که NADPH الکترونها و پروتونها را برای واکنش تاریک فتوسنتز و بسیاری از واکنشهای بیوسنتزی و ردوکس در جانوران فراهم میکند. بنابراین، این یکی دیگر از تفاوتهای ATP و NADPH است.
نتیجه
ATP رایجترین شکل انرژی در سلول است. هیدرولیز آن انرژی مورد نیاز اکثر واکنشهای بیوشیمیایی داخل سلول را آزاد میکند. از سوی دیگر، NADPH قدرت کاهش دهنده اصلی سلول است. هم الکترونها و هم اتمهای هیدروژن را برای واکنشهای بیوشیمیایی فراهم میکند. مهمتر از همه، NADPH یک کوفاکتور است. بنابراین، تفاوت اصلی بین ATP و NADPH نقش آنها در داخل سلول است.
منابع
۱. Bonora, Massimo et al. “ATP synthesis and storage” Purinergic signalling vol. 8,3 (2012): 343-57. Available Here
۲. Matsushima, Shouji et al. “Physiological and pathological functions of NADPH oxidases during myocardial ischemia-reperfusion” Trends in cardiovascular medicine vol. 24,5 (2014): 202-5. Available Here
Image Courtesy:
۱. “Figure 06 04 01” By CNX OpenStax – (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia
۲. “Figure 1. Overall reaction for the formation of superoxide from NADPH” By Marckhalaf – Own work (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia