4.6: Papel das coenzimas reduzidas NADH e FADH₂

A energia liberada pela quebra das ligações químicas dentro dos nutrientes pode ser armazenada através da redução dos transportadores de elétrons, ou nas ligações do trifosfato de adenosina (ATP). Nos sistemas vivos, uma pequena classe de compostos funciona como transportadores móveis de elétrons, moléculas que se ligam e transportam elétrons de alta energia entre compostos em vias de trasnporte. Os principais transportadores de elétrons que serão considerados são originários do grupo das vitaminas B e são derivados de nucleotídeos; eles são dinucleotídeo de nicotinamida adenina, fosfato de dinucleotídeo de nicotina adenina e dinucleotídeo de flavina adenina. Esses compostos podem ser facilmente reduzidos ou oxidados.

O dinucleotídeo de nicotinamida adenina (NAD+/NADH) é o transportador de elétrons móvel mais comum usado no catabolismo. NAD+ é a forma oxidada da molécula; NADH é a forma reduzida da molécula. O fosfato de dinucleotídeo de nicotina adenina (NADP+), a forma oxidada de uma variante NAD+ que contém um grupo fosfato extra, é outro importante transportador de elétrons; ele forma NADPH quando reduzido. A forma oxidada do dinucleotídeo flavina adenina é FAD, e sua forma reduzida é FADH₂. Tanto o NAD+/NADH quanto o FAD/FADH₂ são amplamente utilizados na extração de energia de açúcares durante o catabolismo em quimioheterotróficos, enquanto o NADP+/NADPH desempenha um papel importante nas reações anabólicas e na fotossíntese. Coletivamente, FADH₂, NADH e NADPH são frequentemente referidos como tendo poder redutor devido à sua capacidade de doar elétrons para várias reações químicas.

Este texto é adaptado de Openstax, Microbiologia, Seção 8.1: Energia, Matéria e Enzimas

Nicotinamida adenina dinucleotídeo ou NAD⁺ e flavina adenina dinucleotídeo ou FAD são as duas coenzimas importantes que atuam como transportadores de elétrons em várias reações bioquímicas.

Durante uma reação de oxidação, essas coenzimas absorvem elétrons e são reduzidas em NADH e FADH₂.

Então, durante a redução, as coenzimas reduzidas liberam os elétrons e se convertem de volta à sua forma oxidada.

Em células eucarióticas, a glicólise e o ciclo do TCA são duas fontes principais de coenzimas reduzidas.

No citosol, a glicólise oxida a glicose em piruvato, reduzindo o NAD⁺ a NADH.

Nas mitocôndrias, o ciclo do TCA produz três moléculas de NADH e uma molécula de FADH₂.

No entanto, o NADH produzido no citosol não pode entrar diretamente na mitocôndria. Portanto, duas vias transportadoras - o transporte malato-aspartato e o transporte de fosfato de glicerol transferem os elétrons para NAD ⁺ ou FAD presentes dentro das mitocôndrias.

Finalmente, as coenzimas reduzidas doam seus elétrons para a cadeia de transporte de elétrons para gerar uma força motriz de prótons para a produção de ATP.