Nicotinsäureadenindinukleotidphosphat
Nicotinsäureadenindinukleotidphosphat (NAADP) ist ein Molekül, das nicht nur bei Säugetieren, sondern in vielen anderen, mehrzelligen Organismen eine wichtige Rolle als second messenger spielt. NAADP gilt als einer der effektivsten, natürlichen Wirkstoffe zur Freisetzung von Calciumionen.
| Strukturformel | |||||||||||||||||||
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| Allgemeines | |||||||||||||||||||
| Name | Nicotinsäureadenindinukleotidphosphat | ||||||||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | C21H28N6O18P3 | ||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||||||||
| Molare Masse | 745,40 g·mol−1 | ||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||||||||||||||||||
Beschreibung
Entdeckt wurde NAADP Anfang der 1990er-Jahre im Gehirn. Dieses Molekül wird zu den so genannten neuen second messengern in Zellen von Säugetieren gezählt. In menschlichen Zellen vermittelt es eine sehr starke Calciumfreisetzung, wobei der Mechanismus und der Aufenthaltsort seines Rezeptors noch unklar sind.[2] Wahrscheinlich ist eine Interaktion mit dem Ryanodin-Rezeptor des endoplasmatischen Retikulums.
Die durch NAADP vermittelte Freisetzung von Calciumionen erfolgt unabhängig von Inositoltrisphosphat und cADP-Ribose, zwei andere second messenger.[2]
Synthesemechanismus
Produziert wird NAADP wahrscheinlich von einem Enzym namens ADP-Ribosylcyclase, das in verschiedenen Formen im Menschen vorkommt. Die derzeit bekannten Formen sind CD38 und CD157, zwei Oberflächenproteine, die schon länger als Antigene auf Leukozyten (weißen Blutkörperchen) bekannt sind. Seit 2005 weiß man auch um die wichtige Rolle von CD38 bei chronisch-lymphatischer Leukämie, einer Blutkrebsart, die bisher schwer behandelbar ist. Neue Therapieansätze, die durch Blockade des soeben erwähnten CD38 wirken sollen, werden momentan erforscht, da durch einen spezifischeren Therapieansatz als bisher weniger Nebenwirkungen erreicht werden könnten.
Synthesevoraussetzungen
Es ist nicht ganz erwiesen, wie NAADP in vivo synthetisiert wird.
Eine Möglichkeit, NAADP zu generieren, ist über eine sogenannte Basenaustauschreaktion. Dabei entsteht NAADP aus dem Vorläufermolekül Nicotinamidadenindinukleotidphosphat (NADP+), das im Beisein von Nicotinsäure zu NAADP durch eine NAP(P)ase umgewandelt wird.
Das Nicotinamid in NADP+ wird mit Nicotinsäure ersetzt, so dass sich NAADP bildet. Daran beteiligt ist eine NAP(P)ase
Diese Reaktion findet allerdings nur bei einem erniedrigten pH-Wert (< 6,8) statt. Diese Voraussetzung gibt bisher Rätsel auf, da nur in einigen wenigen Organellen der Zelle (zum Beispiel in den Lysosomen) solche sauren Umgebungsbedingungen herrschen. Überdies ist eine höhere Konzentration an Nicotinsäure für den Ablauf der Reaktion erforderlich, als in lebenden Zellen vorhanden sein kann. Ein weiteres Problem ist, dass die Reaktion in menschlichen Zellen vermutlich von CD38, einem Ektoenzym, katalysiert wird. Infolgedessen muss NADP+ zunächst aus dem Cytosol, und, nach Ablauf der Reaktion, NAADP wieder in das Cytosol transportiert werden.
Alternativ wird spekuliert, ob NAADP durch Deaminierung NADP+s bzw. durch Phosphorylierung von NAAD+ mittels ATP erzeugt werden kann. Letzteres wäre eine analoge Reaktion wie die Phosphorylierung von NAD+, vermutlich katalysiert durch die NADP+-Kinase.
Literatur
- E. N. Chini u. a.: Nicotinate adenine dinucleotide phosphate (NAADP) triggers a specific calcium release system in sea urchin eggs. In: J Biol Chem., 270(7), 1995, S. 3216–3223 (englisch); PMID 7852407; jbc.org (PDF)
- H. C. Lee, R. Aarhus: A derivative of NADP mobilizes calcium stores insensitive to inositol trisphosphate and cyclic ADP-ribose. In: J Biol Chem., 270(5), 1995, S. 2152–2157 (englisch); PMID 7836444; jbc.org (PDF)
- E. N. Chini, F. G. De Toledo: Nicotinic acid adenine dinucleotide phosphate: a new intracellular second messenger? In: Am J Physiol Cell Physiol., 282(6), 2002, S. C1191–C1198; PMID 11997232.
- L. Santella: NAADP: a new second messenger comes of age. In: Mol Interv., 5(2), 2005, S. 70–72 (englisch); PMID 15821154; molinterv.aspetjournals.org (PDF)
- R. A. Billington u. a.: A transport mechanism for NAADP in a rat basophilic cell line. In: FASEB J., 20(3), 2006, S. 521–523 (englisch); PMID 16403787; fasebj.org (PDF)
- A. Galione: NAADP, a new intracellular messenger that mobilizes Ca2+ from acidic stores. In: Biochem Soc Trans., 34(Pt 5), 2006, S. 922–926 (englisch); PMID 17052228; biochemsoctrans.org (PDF)
- N. Pollak u. a.: The power to reduce: pyridine nucleotides − small molecules with a multitude of functions. In: Biochem J., 402(2), 2007, S. 205–218; PMID 17295611; PMC 1798440 (freier Volltext).
Einzelnachweise
- Datenblatt Nicotinic acid adenine dinucleotide phosphate sodium salt bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 16. April 2011 (PDF).
- Gerhard Krauss: Biochemistry of Signal Transduction and Regulation. 4., erweiterte und verbesserte Auflage. Wiley-VCH Verlag, 2008, ISBN 978-3-527-31397-6, S. 286.