Istwa, sentèz ak fonksyon nan (NAD +) Nicotinamide adenin dinukleotid

β-Nicotinamide adenin dinukleotid (NAD +) se yon kalite koanzim ki transmèt pwoton (pi byen, iyon idwojèn). Li parèt nan anpil reyaksyon metabolik nan selil yo. NADH oswa pi egzat NADH + H + se fòm rediksyon li yo, pote nan pifò de pwoton (ekri kòm NADH + H +), ak potansyèl estanda li yo electrodes se -0.32V.

NAD + se yon coenzyme de déshydrogenase, tankou alkòl dehydrogenase (ADH), ki te itilize pou oksidan éthanol. Li jwe yon wòl ki iranplasabl nan glycolysis, gluconeogenesis, tricarboxylic sik asid ak chèn respiratwa. Entèmedyè a pral pase idwojèn ki te retire nan NAD, sa ki fè li NAD + H +.

NAD + H + ka itilize kòm konpayi asirans lan nan idwojèn a fè sentèz ATP nan kouti pèmeyasyon chimik nan chèn nan transfè elèktron.

An tèm de absòpsyon, NADH gen yon pik absòpsyon nan 260nm ak 340nm respektivman, pandan y ap NAD + sèlman gen yon pik absòpsyon nan 260nm, ki se yon atribi enpòtan nan distenge de la. Sa a se tou baz fizik pou mezire metabolik pousantaj nan eksperyans metabolik anpil. Koyefisyan absòpsyon nan NADH nan 260nm se 1.78x104l / (mol · cm), pandan y ap sa yo ki an NADH nan 340nm se 6.2x103 L / (mol · cm).

Nan vivo, NAD ka sentetize de blòk bilding senp yo ak asid amine triptofan oswa asid aspartic. Olye de sa, konbinezon ki pi konplèks nan anzim yo te pran nan men manje, yon vitamin yo rele Niacin. Konpoze ki sanble yo pibliye pa reyaksyon de dekonpozisyon nan estrikti NAD. Eleman sa yo prefabrike yo Lè sa a, resikle nan yon fòm aktif nan yon kanal resiklaj. Gen kèk NAD yo tou konvèti nan nicotinamide adenin dinukleotid fosfat (NADP); coenzyme sa a ki gen rapò ak menm jan an nan konpozisyon chimik nan NAD, men li gen wòl diferan nan metabolis. Nan metabolis, NAD + patisipe nan reyaksyon redox, pote elektwon soti nan yon reyaksyon a yon lòt. Se poutèt sa, koyans egziste nan de fòm nan selil yo: NAD + se yon oksidan ki ka aksepte elektwon soti nan molekil lòt. Reyaksyon an fòme NADH, ki ka Lè sa a, dwe itilize kòm yon rediktè bay elektwon. Reyaksyon transfè elèktron sa yo se fonksyon prensipal NAD. Sepandan, li se tou itilize nan lòt pwosesis selil, pi miyò substrate a nan yon anzim ki ajoute oswa retire gwoup chimik ki sòti nan yon pwoteyin. Paske nan enpòtans nan fonksyon sa yo, li te jwenn ke NAD metabolize anzim yo se sib la nan dwòg. Malgre ke se chaj pozitif la nan NAD + sou yon atòm nitwojèn espesifik nan superscript plis siy a, nan pifò ka yo nan pH fizyolojik, li se aktyèlman yon anyon chaj sèl (chaj negatif se 1), pandan y ap NADH se yon anyon chaj doub.

Istwa

Coenzyme NAD + te premye dekouvri pa byochimist Britanik Arthur Hadden ak William John Young nan 1906. Yo te note ke adisyon nan levi bouyi ak filtre Ekstrè siyifikativman akselere fèmantasyon etanòl nan ekstrè nan ledi rekile. Yo pral pwodwi efè sa a efè enkoni pou "fèmantasyon ko." Atravè pirifikasyon alontèm ak difisil pou ekstrè levi, yo te idantifye faktè thermostable kòm fosfat sik nukleotid pa eucheppie. An 1936, Otto Heinrich Voorburg, yon syantis Alman, te montre fonksyon coenzim nikleyotid nan transfè idrwoyid ak idantifye nikotinamid kòm yon sit redox [1].

Konsantrasyon ak eta nan selil yo

Nan fwa rat la, kantite total NAD + ak NADH se apeprè 1 micromol pou chak gram pwa mouye, ki se sou 10 fwa konsantrasyon nan NADP + ak NADPH nan menm selil la. [2] Konsantrasyon aktyèl NAD + nan cytosols difisil pou mezire. Dènye etid yo montre ke li se sou 0.3 mm nan selil bèt ak 1.0-2.0 mm nan ledven. [3] Sepandan, plis pase 80% nan fluoresans NADH nan mitokondri se fòm obligatwa, se konsa konsantrasyon an nan solisyon pi ba anpil. Done yo limite nan selil etid lòt, byenke konsantrasyon an nan NAD + nan mitokondri se menm jan ak sa yo ki nan sitoplas. [4] Sa a NAD + pote nan mitokondri pa transpò manbràn espesifik paske koenzymes pa ka difize nan manbràn lan. [5]

Se balans ki genyen ant nicotinamide adenin dinukleotid nan fòm nan redox rele rapò NAD + / NADH. Rapò sa a se yon pati enpòtan nan sa yo rele eta a redox nan selil yo, ki reflete aktivite a metabolik ak estati sante nan selil yo. [6] efè a nan NAD + / NADH rapò se konplèks ak kontwole aktivite a nan anzim kle plizyè. Nan tisi mamifè ki an sante, pwopòsyon gratis NAD + a NADH nan sitoplas la se anjeneral sou 700; Se poutèt sa, rapò sa a se fezab nan repons oksidatif. [7] Pwopòsyon total NAD + / NADH pi ba, epi kantite mamifè yo estime a se 3-10. Kontrèman, rapò NADP + / NADPH la se anjeneral sou 0.005, kidonk NADPH se fòm prensipal sa a coenzyme. Sa yo diferan rapò yo se kle nan metabolis diferan nan NADH ak NADPH.

biosentèz

NAD + se sentetiz nan de wout metabolik: Resiklaj NAD + pa mete ansanm konpozan ki egziste deja tankou nikotinamid, oswa sentèz de novo nan asid amine. Pifò òganis yo fè sentèz NAD + nan eleman senp yo. Seri reyaksyon espesifik la varye pami òganis yo, men karakteristik komen an se pwodiksyon asid quinolin (QA) ant asid amine triptofan nan bèt ak asid aspatik nan kèk bakteri oswa kèk bakteri ak plant. [8] Quinolinic asid te transfòme nan nikotinik asid mononukleotid (namn) pa transfere disakarid nan fosfat. Pati adenilat lan transfere nan fòm nikotinèn adenin dinukleotid (NAD). Finalman, se pati asid nikotinik NAD nan pati nicotinamide (NAM) pou fòme NAD +. Anplis de sa, kèk NAD + pral konvèti nan NADP +, fosforil NAD + pa NAD + kinaz. Nan pifò òganis, anzim la itilize ATP kòm yon chemen pou fòme gwoup fosfat. Malgre ke plizyè bakteri, tankou Mycobacterium tuberculosis ak thermophilic Archaea, sèvi ak polifosfat inòganik kòm yon altènatif donatè fosfat [9].

Reparasyon chemen an

Anplis de sa nan rasanble NAD + ki sòti nan yon précurseur asid amine senp, selil la tou restaure konpoze ki gen piririn baz. Twa precursor vitamin yo itilize nan metabolis reparasyon sa yo se Niacin, Niacinamide, ak Anya riboz. Konpoze sa yo ka pran nan rejim alimantè a, yo rele vitamin B3 oswa Niacin. Sepandan, sa yo konpoze yo tou pwodwi nan selil yo ak nan NAD + dijesyon. Kèk nan anzim ki enplike nan chemen ratrapaj sa yo parèt konsantre nan nwayo a, sa ki ka konpanse pou nivo NAD + konsomasyon nan òganèl la. Repons pou remèd la esansyèl nan moun; Defisi nan Niacin nan rejim alimantè a ki lakòz vitamin Defisi maladi po. [10] Nan reyaksyon redox NAD +, sikilasyon ant fòm oksidasyon ak rediksyon pa pral chanje nivo jeneral nan koanzim, kidonk demann segondè NAD + se konsomasyon konstan nan koanzim nan reyaksyon an.

Mikwo-òganis itilize diferan fason pou ratrapaj pase mamifè yo. [11] Kèk ajan patojèn, tankou Candida cerevisiae ak Haemophilus influenzae, se kalite eleman nitritif ki gen NAD +, kidonk yo pa kapab fè sentèz NAD +, men yo gen itilizasyon ratrapaj, kidonk yo konte sou NAD + etranje oswa lòt precursè. Ki sa ki nan plis etone se ke klamidya trachomatis, patojèn a entelijan, manke byosentèz la nan NAD + ak NADP +, oswa nenpòt ki kandida rekonèt nan jèn, epi yo dwe jwenn sa yo coenzymes soti nan lame li yo.

Efè

NAD + jwe plizyè wòl enpòtan nan metabolis. Li aji kòm yon koanzim nan reyaksyon redox la kòm apre tout pati a ribose ADP a nan reyaksyon ribozilasyon ADP a, kòm precursor dezyèm molekil mesaje siklik ribok ADP, epi kòm substrate de ADN ligaz bakteri ak gwoup, li rele an silans anzim, ki itilize NAD + yo retire gwoup la asetil soti nan pwoteyin lan. Anplis de fonksyon metabolik, NAD + parèt kòm nikleyotid adenin, ki ka espontaneman lage selil nan mekanis regilasyon, kidonk li ka jwe yon wòl enpòtan eksetera. [12]

NAD + se yon molekil kap bay enèji nan tout selil kò a, ki itilize pou metabolize, konstwi nouvo selil, reziste lib radikal ak domaj ADN, epi voye siyal yo nan selil yo. Li pèmèt mitokondri konvèti manje a nou manje nan enèji a ki kò nou bezwen kenbe tout fonksyon li yo. Genyen tou yon bezwen nan "fèmen" jèn ki akselere pwosesis la aje. NAD + enpòtan pou lavi. Fonksyon mitokondriyo an sante se yon pati enpòtan nan aje moun. Kò nou yo gen kapasite nan fè NAD + soti nan engredyan yo nan manje a nou manje. Etid eksperimantal bèt ak imen yo montre ke nivo NAD + diminye anpil ak laj. Sa a bès mete nou nan pi gwo risk pou koripsyon newo-miskilati, diminye kadyak metabolik sante, ak reparasyon ak Elastisite. Syantis nan enstitisyon rechèch pi popilè yo te etidye estrateji amelyorasyon NAD + kòm yon tretman pou moun ki aje ki gen rapò ak maladi ki dejeneratif. Rechèch montre NAD + jwe yon wòl inik nan pwoteksyon nan misk ak tisi, men tou amelyore sik lavi. (Soti nan wikipedia.org, konpile pa

www.hsppharma.com)

Referans:

1.     [Warburg O, Christian W (1936). "Pyridin, der wasserstoffübertragende bestandteil von gärungsfermenten (piridin-nukleotid)" [Pyridin, eleman idwojèn-transfere nan anzim yo fèmantasyon (piridin nukleotid)]. Biochemische Zeitschrift (an Alman). 287: 291. doi: 10.1002 / hlca.193601901199.]

2.     ^ [Reiss PD, Zuurendonk PF, Veech RL (1984). "Mezi nan tisi purin, pirimidine, ak nukleotid lòt pa konpresyon RADAL segondè pèfòmans-likid". Anal. Biochem. 140 (1): 162–71. doi: 10.1016 / 0003-2697 (84) 90148-9. PMID 6486402. ]

3.     ^ [Yang H, Yang T, JA Baur, Perez E, Matsui T, Carmona JJ, Lamming DW, NC Souza-Pinto, Bohr VA, A Rosenzweig, de Cabo R, Sauve AA, Sinclair DA (2007). "Eleman nitritif-sansib mitokondriyo NAD + di nivo siviv selil". Pòtab. 130 (6): 1095-107. ]

4.     ^ Yang H, Yang T, JA Baur, Perez E, Matsui T, Carmona JJ, Lamming DW, NC Souza-Pinto, Bohr VA, A Rosenzweig, de Cabo R, Sauve AA, Sinclair DA. Eleman nitritif-sansib mitokondriyo NAD ⁺ Dite siviv selil yo . Pòtab. 2007, 130 (6): 1095-107. PMC 3366687 . PMID 17889652 . doi: 10.1016 / j.cell.2007.07.035 .

5.     ^ [Todisco S, Agrimi G, Castegna A, Palmieri F (2006). "Idantifikasyon transpòtè mitokondriyo NAD + nan Saccharomyces cerevisiae". J. Biol. Chem. 281 (3): 1524–31. doi: 10.1074 / jbc.M510425200. PMID 16291748. ]

6.     ^ [Schafer FQ, Buettner GR (2001). "Redox anviwònman nan selil la jan yo wè li nan eta a redox nan disid la glutathione / glutathione koup". Gratis Radik Biol Med. 30 (11): 1191-212. doi: 10.1016 / S0891-5849 (01) 00480-4. PMID 11368918. ]

7.     ^ [Zhang Q, Piston DW, Goodman RH (2002). "Règleman nan corepressor fonksyon pa NADH nikleyè". Syans. 295 (5561): 1895–7. doi: 10.1126 / science.1069300. PMID 11847309. ]

8.     ^ [Katoh A, Uenohara K, Akita M, Hashimoto T (2006). "Early Early nan Biosynthesis nan NAD nan Arabidopsis Kòmanse ak Aspartate ak rive nan Plastid la". Plant Physiol. 141 (3): 851–7. doi: 10.1104 / pp.106.081091. PMC 1489895Frèman aksesib. PMID 16698895. ]

9.     ^ [Raffaelli N, Finaurini L, Mazzola F, Pucci L, Sorci L, Amici A, Magni G (2004). "Karakterizasyon Mycobacterium tibèkiloz NAD kinaz: analiz fonksyonèl nan anzim yo plen longè pa sit-dirije mutagenesis". Byochimik. 43 (23): 7610–7. doi: 10.1021 / bi049650w. PMID 15182203. ]

10. ^ [Henderson LM (1983). "Niacin". Annu. Rev. Nutr. 3: 289-307. doi: 10.1146 / annurev.nu.03.070183.001445. PMID 6357238. ]

11. ^ [Rongvaux A, F Andris, Van Gool F, Leo O (2003). "Rekonstwi eukaryotik metòd NAD". BioEssays. 25 (7): 683–90. doi: 10.1002 / bies.10297. PMID 12815723. ]

12. ^ [Billington RA, Bruzzone S, De Flora, Genazzani AA, Koch-Nolte F, Ziegler M, Zocchi E (2006). "Emerging function of extracellular piridine nucleotides". Mol Med. 12 (11–12): 324–7. doi: 10.2119 / 2006-00075.Billington. PMC 1829198Frèman aksesib. PMID 17380199 ]