|
1 камплект (10 флаконаў)
| колькасць: | |
|---|---|
▎ NAD＋ Структура
Крыніца: PubChem |
Паслядоўнасць: N/A Малекулярная формула: C 21H 27N 7O 14P2 Малекулярная маса: 663,4 г/моль Нумар CAS: 53-84-9 PubChem CID: 5892 Сінонімы: надид；каэнзім I；бэта-НАД；Кодэгідрагеназа I |
▎ NAD＋ Даследаванні
Што такое NAD+?
NAD+ (нікацінамідадэніндынуклеатыд) з'яўляецца найважнейшым каферментам, шырока прысутным у жывых арганізмах. Ён утвараецца шляхам злучэння адэназін-рыбануклеатыду і нікацінамід-рыбануклеатыду праз фасфатную групу. У якасці асноўнага каферменту ў акісляльна-аднаўленчых рэакцыях NAD+ гуляе важную ролю ў клеткавым метабалізме. Ён можа ператварацца паміж акісленым станам (NAD+) і адноўленым станам (NADH), удзельнічаючы ў працэсах энергетычнага абмену, такіх як гліколіз, цыкл цытрынавай кіслаты і акісляльнае фасфараляванне, дапамагаючы клеткам ператвараць ежу ў энергію (АТФ). Акрамя таго, NAD+ служыць неабходным кофактором для розных ферментаў (такіх як PARP і Sirtuins), якія ўдзельнічаюць у працэсах, звязаных з аднаўленнем ДНК, клеткавай сігналізацыяй і барацьбой са старэннем.
Якая даследчая база NAD+?
Істотны кофактор ў множных рэакцыях:
NAD+ з'яўляецца істотным кофактором ў шматлікіх акісляльна-аднаўленчых рэакцыях (Шац I, 2020). У клетках ён удзельнічае ў многіх клеткавых працэсах, такіх як энергетычны абмен, геномная стабільнасць і імунны адказ. Напрыклад, у энергетычным метабалізме NAD+ дзейнічае як пераносчык электронаў у такіх працэсах, як гліколіз і цыкл трыкарбонавых кіслот, удзельнічаючы ў акісляльна-аднаўленчых рэакцыях для пераўтварэння хімічнай энергіі такіх пажыўных рэчываў, як глюкоза, у форму энергіі, якую клеткі могуць выкарыстоўваць.
Узаемадзеянне з некалькімі ферментамі:
NAD+ таксама ўзаемадзейнічае з многімі ферментамі, такімі як фермент рэпарацыі ДНК полі- (адэназіндыфасфат-рыбоза) палімераза (PARP), пратэіндэацылаза SIRTUINS і цыклічны фермент ADP-рыбоза CD38. Гэтыя ферменты рэгулююць клеткавыя працэсы, такія як аднаўленне ДНК, экспрэсія генаў і рэгуляцыя клеткавага цыклу, спажываючы NAD+.
Які механізм дзеяння NAD+?
У якасці каферменту ў акісляльна-аднаўленчых рэакцыях
Падтрыманне клеткавага акісляльна-аднаўленчага гамеастазу:
«НАД» звычайна адносіцца да хімічнай асновы нікацінамідадэніндынуклеатыду, у той час як «НАД+» і «НАДН» адносяцца да яго акісленай і адноўленай форм адпаведна. NAD+ адыгрывае ключавую ролю ў кантролі многіх біяхімічных працэсаў, а суадносіны NAD+/NADH маюць вырашальнае значэнне для падтрымання клеткавага акісляльна-аднаўленчага гамеастазу [1] . Унутрыклеткавы акісляльна-аднаўленчы баланс мае важнае значэнне для нармальных клеткавых функцый, уключаючы энергетычны абмен, антыаксідантную абарону і г.д. NAD+ дзейнічае як акцэптар або донар электронаў у акісляльна-аднаўленчых рэакцыях, удзельнічаючы ва ўнутрыклеткавым працэсе вытворчасці энергіі, напрыклад, у цыкле трыкарбонавых кіслот і акісляльным фасфараляванні.
Рэгуляванне энергетычнага абмену:
NAD+ удзельнічае ў некалькіх ключавых працэсах энергетычнага абмену. Напрыклад, пры гліколізе і цыкле трыкарбонавых кіслот NAD+ прымае атамы вадароду і ператвараецца ў NADH. Затым NADH перадае электроны кіслароду праз ланцуг транспарту электронаў на ўнутранай мітахандрыяльнай мембране для атрымання АТФ. Рэгуляцыя гэтага энергетычнага абмену мае важнае значэнне для выжывання і функцыянавання клетак, асабліва ў тканінах з высокімі патрэбамі ў энергіі, такіх як сэрца і мозг [1] ..
Удзел у ферментатыўных рэакцыях
Роля полі (АДФ-рыбоза) палімеразы 1 (PARP1):
NAD+ дзейнічае як адчувальны або спажывальны фермент для PARP1 і ўдзельнічае ў некалькіх ключавых працэсах. PARP1 гуляе важную ролю ў аднаўленні пашкоджанняў ДНК. Калі клеткі пашкоджваюцца ДНК, PARP1 актывуецца і выкарыстоўвае NAD+ для сінтэзу ланцугоў полі-АДФ-рыбозы (PAR), якія затым далучаюцца да бялкоў, спрыяючы такім чынам працэсу аднаўлення ДНК. Аднак празмерная актывацыя PARP1 будзе спажываць вялікую колькасць NAD+, што прывядзе да зніжэння ўнутрыклеткавых узроўняў NAD+, што, у сваю чаргу, уплывае на энергетычны абмен і жыццяздольнасць клетак [1, 2].
Роля сінтаз цыклічных АДФ-рыбозы (cADPR):
Цыклічныя АДФ-рыбозасінтазы, такія як CD38 і CD157, таксама з'яўляюцца ферментамі, якія спажываюць NAD+. Гэтыя ферменты выкарыстоўваюць NAD+ для сінтэзу cADPR. cADPR дзейнічае як другі мессенджер для ўдзелу ў сігналізацыі кальцыя, рэгулюючы ўнутрыклеткавую канцэнтрацыю іёнаў кальцыя і, такім чынам, уплываючы на розныя клеткавыя функцыі, такія як скарачэнне цягліц і вызваленне нейрамедыятара.
Роля з Sirtuin Protein Deacetylases:
Дэацэтылазы сыртуіну (SIRT) таксама залежаць ад NAD+ для функцыянавання. SIRT рэгулююць экспрэсію генаў, клеткавы метабалізм і рэакцыі на стрэс, каталізуючы дэзацэтыляванне бялкоў. Пры высокіх узроўнях NAD+ актыўнасць SIRT узмацняецца, спрыяючы здароўю і выжыванню клетак. Напрыклад, пры такіх умовах, як абмежаванне калорый, унутрыклеткавы ўзровень NAD+ павялічваецца, актывуючы SIRT, тым самым павялічваючы працягласць жыцця і паляпшаючы метабалічнае здароўе [2].
Роля ў аксональной дэгенерацыі
Узаемадзеянне паміж NMNAT2 і SARM1:
У працэсе дэгенерацыі аксонаў ключавыя ролі гуляюць NAD+-сінтаза NMNAT2 і фактар прадэгенерацыі SARM1. NMNAT2 з'яўляецца фактарам выжывання аксона, у той час як SARM1 валодае NADase і звязанымі з ёй дзеяннямі і з'яўляецца фактарам дэгенерацыі. Узаемадзеянне паміж імі вельмі важна для падтрымання цэласнасці аксонаў. У многіх выпадках дэгенерацыя аксонаў выклікана цэнтральным сігнальным шляхам, які ў асноўным рэгулюецца гэтымі двума ключавымі вавёркамі з супрацьлеглымі эфектамі. Напрыклад, пры нейрадэгенератыўных захворваннях, такіх як хвароба Альцгеймера і хвароба Паркінсана, аксоны дэгенеруюць да гібелі тэл нейрональных клетак, і гэтая аксональная дэгенерацыя таксама часта сустракаецца пры аксональных паразах, такіх як спадчынная спастычная параплегія. Пры гэтых захворваннях актывацыя гэтага сігнальнага шляху можа прывесці да паталагічных змен аксонов [3, 4].
NAD+-апасродкаваны механізм саматармажэння SARM1:
Даследаванні паказалі, што NAD+ з'яўляецца нечаканым лігандам для дамена браняносца/мотываў цеплавога паўтору (ARM) SARM1. Звязванне NAD+ з даменам ARM інгібіруе актыўнасць NADase дамена рэцэптара Toll/інтэрлейкіну-1 (TIR) SARM1 праз інтэрфейс дамена. Парушэнне сайта звязвання NAD+ або ўзаемадзеяння ARM-TIR прывядзе да канстытутыўнай актывацыі SARM1, што прывядзе да дэгенерацыі аксона. Гэта паказвае на тое, што NAD+ апасродкуе саматармажэнне гэтага пранейрадэгенератыўнага бялку [5].
Роля ў сардэчна-сасудзістых захворваннях
Абарона здароўя сардэчна-сасудзістай сістэмы:
NAD+ аказвае ахоўны эфект пры сардэчна-сасудзістых захворваннях. Напрыклад, NAD+ можа абараніць сэрца ад такіх захворванняў, як метабалічны сіндром, сардэчная недастатковасць, ішэмія-реперфузионное пашкоджанне, арытмія і гіпертанія. Яго ахоўны механізм можа ўключаць некалькі аспектаў, такіх як рэгуляванне энергетычнага абмену, падтрыманне акісляльна-аднаўленчага балансу і інгібіраванне запаленчай рэакцыі. Са старэннем або пры стрэсе ўнутрыклетачны ўзровень NAD+ зніжаецца, што вядзе да змены метабалічнага стану і павялічвае ўспрымальнасць да захворванняў. Такім чынам, падтрыманне ўзроўню NAD+ у сэрцы або памяншэнне яго страты мае вырашальнае значэнне для здароўя сардэчна-сасудзістай сістэмы [1].
Роля ў туберкулёзе
Уплыў на Mycobacterium tuberculosis (Mtb):
У Mycobacterium tuberculosis (Mtb), узбуджальніка туберкулёзу, тэрмінальны фермент сінтэзу NAD NAD-синтетаза (NadE) і тэрмінальны фермент біясінтэзу NADP NAD-киназа (PpnK) аказваюць розныя метабалічныя і мікрабіялагічныя эфекты. Інактывацыя NadE прыводзіць да паралельнага зніжэння пулаў NAD і NADP і зніжэння жыццяздольнасці Mtb, у той час як інактывацыя PpnK выбарча высільвае пул NADP, але толькі спыняе рост. Інактывацыі кожнага фермента суправаджаецца метабалічнымі зменамі, характэрнымі для здзіўленага фермента і звязанага з ім мікрабіялагічнага фенатыпу. Бактэрыястатычныя ўзроўні знясілення НАД могуць выклікаць кампенсаторную рэканструкцыю залежных ад НАД метабалічных шляхоў, не ўплываючы на суадносіны НАДН/НАД, у той час як бактэрыцыдныя ўзроўні знясілення НАД могуць парушыць суадносіны НАДН/НАД і інгібіраваць кіслароднае дыханне. Гэтыя высновы паказваюць раней непрызнаныя фізіялагічныя асаблівасці, звязаныя з неабходнасцю двух эвалюцыйна паўсюдных кафактараў, мяркуючы, што інгібітары біясінтэзу NAD павінны быць прыярытэтнымі пры распрацоўцы супрацьтуберкулёзных прэпаратаў [6].
Роля ў старэнні і захворваннях
Зніжэнне клеткавага ўзроўню NAD, звязанае са старэннем:
Са старэннем унутрыклеткавы ўзровень NAD+ паступова зніжаецца. Гэта зніжэнне ўзроўню NAD+ звязана са зменай метабалічнага стану старэючых клетак і можа павялічыць успрымальнасць да захворванняў. Многія паталагічныя захворванні, уключаючы сардэчна-сасудзістыя захворванні, атлусценне, нейрадэгенератыўныя захворванні, рак і старэнне, звязаны з прамым або ўскосным парушэннем ўнутрыклеткавых узроўняў NAD+ [2, 7].
Узаемасувязь паміж біясінтэзам NAD+ і спажываннем ферментаў і хваробамі:
Біясінтэз NAD+ і спажывальныя ферменты ўдзельнічаюць у некалькіх ключавых біялагічных шляхах, якія ўплываюць на транскрыпцыю генаў, клеткавую сігналізацыю і рэгуляцыю клеткавага цыклу. Такім чынам, многія захворванні звязаны з парушэннем функцый гэтых ферментаў. Напрыклад, пры нейрадэгенератыўных захворваннях NAD+-залежныя механізмы ўключаюць такія вавёркі, як WLDs, NMNAT2 і SARM1, што паказвае на тое, што нейрадэгенератыўныя захворванні неад'емна звязаны з NAD+ і энергетычным абменам [4]
Крыніца: PubMed [7]
Якія сферы прымянення NAD+?
Прымяненне пры сардэчна-сасудзістых захворваннях
Ахоўны эфект:
NAD+ гуляе важную ролю ў сардэчна-сасудзістых захворваннях і можа абараніць сэрца ад розных захворванняў. Напрыклад, NAD+ можа абараніць сэрца ад такіх захворванняў, як метабалічны сіндром, сардэчная недастатковасць, ішэмія-рэперфузійнае пашкоджанне, арытмія і гіпертанія [1] . Гэта тлумачыцца тым, што NAD+ дзейнічае як адчувальны або спажывальны фермент для такіх ферментаў, як полі(АДФ-рыбоза)палімераза 1 (PARP1), цыклічныя АДФ-рыбоза (cADPR) сінтазы (CD38 і CD157) і сіртуінавыя пратэіндэзацэтылазы (Sirtuins, SIRTs), і ўдзельнічае ў некалькіх ключавых працэсах пры сардэчна-сасудзістых захворваннях.
Падтрыманне акісляльна-аднаўленчага балансу:
Суадносіны НАД+/НАДН маюць вырашальнае значэнне для падтрымання акісляльна-аднаўленчага гамеастазу клетак і рэгуляцыі энергетычнага абмену [1] . Такім чынам, падтрыманне ўзроўню NAD+ у сэрцы або памяншэнне яго страты мае вырашальнае значэнне для здароўя сардэчна-сасудзістай сістэмы.
Прымяненне ў барацьбе са старэннем
Падаўжэнне тэрміну службы:
Прычыны малекулярнага старэння і ўмяшання ў даўгалецце сталі сведкамі ўсплёску ў апошняе дзесяцігоддзе. Нікацінамідадэніндынуклеатыд (NAD) і яго папярэднікі, такія як нікацінамідрыбазід, нікацінамідмонануклеатыд, нікацінамід і нікацінавая кіслата, выклікалі цікавасць як патэнцыйна цікавыя малекулы пры ўжыванні малых малекул у якасці патэнцыйных геропратэктараў і/або фармакагеномікі. Гэтыя злучэнні паказалі, што яны могуць палепшыць стан, звязаны са старэннем пасля прыёму дабавак, і могуць прадухіліць гібель мадэльных арганізмаў [8].
Які ўплывае на рэгуляванне працягласці жыцця:
У такіх мадэльных арганізмах, як дрожджы, даследаванні паказалі, што папярэднікі NAD гуляюць важную ролю ў старэнні і даўгалецці. Дзякуючы вывучэнню храналагічнай працягласці жыцця (CLS) і рэплікатыўнай працягласці жыцця (RLS) дрожджаў мы можам лепш зразумець механізм метабалізму NAD і яго рэгулятарную ролю ў старэнні і даўгалецці [8].
Магчымае прымяненне ў лячэнні туберкулёзу
Мэтавы прэпарат:
Інактывацыя тэрмінальнага фермента сінтэзу NAD, NAD-синтетазы (NadE), у Mycobacterium tuberculosis (Mtb) прыводзіць да паралельнага зніжэння пулаў NAD і NADP і зніжэння жыццяздольнасці Mtb, у той час як інактывацыя тэрмінальнага фермента біясінтэзу NADP, NAD-киназы (PpnK), выбарча высільвае NADP. пул, але толькі спыняе рост (Sharma R, 2023). Гэта сведчыць аб тым, што інгібітары сінтэзу НАД маюць прыярытэт у распрацоўцы процітуберкулёзных прэпаратаў, паколькі дэфіцыт НАД мае бактэрыцыднае дзеянне, а дэфіцыт НАДФ - бактеріостатіческое.
Метабалічныя змены і мікробныя фенатыпы:
Інактывацыі кожнага фермента суправаджаецца метабалічнымі зменамі, характэрнымі для здзіўленага фермента і звязанага з ім мікробнага фенатыпу. Бактэрыястатычныя ўзроўні знясілення НАД выклікаюць кампенсаторную рэканструкцыю НАД-залежных метабалічных шляхоў без уплыву на суадносіны НАДН/НАД, у той час як бактэрыцыдныя ўзроўні знясілення НАД прыводзяць да парушэння суадносін НАДН/НАД і інгібіравання кіслароднага дыхання [6] ..
Роля ў клеткавым метабалізме
Некалькі важных функцый:
NAD(H) і NADP(H) традыцыйна разглядаюцца як кофакторы, якія ўдзельнічаюць у незлічоных акісляльна-аднаўленчых рэакцыях, уключаючы перанос электронаў у мітахондрыях. Тым не менш, метабаліты NAD шляху выконваюць шмат іншых важных функцый, у тым ліку ролі ў сігнальных шляхах, посттрансляцыйных мадыфікацыях, эпігенетычных зменах і рэгуляцыі стабільнасці і функцыі РНК праз NAD капінг РНК [9].
Дынамічны метабалічны працэс:
Неакісляльныя рэакцыі ў канчатковым рахунку прыводзяць да чыстага катабалізму гэтых нуклеатыдаў, што паказвае на тое, што метабалізм NAD з'яўляецца надзвычай дынамічным працэсам. Фактычна, апошнія даследаванні ясна паказваюць, што ў некаторых тканінах перыяд паўраспаду NAD складае каля некалькіх хвілін [9].
Роля ў клетачнай біялогіі
Пазаклетачны метабалізм NAD:
Пазаклеткавай NAD з'яўляецца ключавой сігнальнай малекулай пры розных фізіялагічных і паталагічных станах. Ён дзейнічае непасрэдна шляхам актывацыі спецыфічных пурынергічных рэцэптараў або ўскосна ў якасці субстрата для экзануклеаз (такіх як CD73, нуклеатыд-пірафасфатаза/фосфадыэстэраза 1, CD38 і яго паралог CD157 і экта-АДФ-рыбазілтрансферазы). Гэтыя ферменты вызначаюць даступнасць пазаклеткавай NAD шляхам гідралізу NAD, такім чынам рэгулюючы яго прамы сігнальны эфект (Gasparrini M, 2021). Акрамя таго, яны могуць генераваць меншыя сігнальныя малекулы з NAD, такія як імунамадулятар адэназін, або выкарыстоўваць NAD для АДФ-рыбазілавання розных пазаклеткавых бялкоў і мембранных рэцэптараў, аказваючы істотны ўплыў на імунны кантроль, запаленчую рэакцыю, опухолеобразование і іншыя захворванні. Пазаклеткавае асяроддзе таксама змяшчае никотинамидфосфорибозилтрансферазу і фасфорибозилтрансферазу нікацінавай кіслаты, якія каталізуюць ключавыя рэакцыі на шляху выратавання NAD ўнутры клеткі. Пазаклеткавыя формы гэтых ферментаў дзейнічаюць як цітокіны з провоспалительными функцыямі [10].
У заключэнне NAD+ стаў ключавой малекулай, якая злучае здароўе і хваробу, рэгулюючы энергетычны абмен, затрымліваючы старэнне, рэгулюючы імунітэт і забяспечваючы абарону для некалькіх сістэм. Дапаўненне яго папярэднікаў можа палепшыць мітахандрыяльную функцыю і запаволіць прагрэсаванне метабалічных і нейрадэгенератыўных захворванняў. Ён паказвае патэнцыял у галіне абароны сардэчна-сасудзістай сістэмы, барацьбы з інфекцыямі і старэння, забяспечваючы інавацыйныя тэрапеўтычныя мэты для хвароб, звязаных са старэннем.
Пра аўтара
Усе вышэйзгаданыя матэрыялы даследаваны, адрэдагаваны і сабраны Cocer Peptides.
Навуковы часопіс Аўтар
Цзян Ю. Ф. з'яўляецца даследчыкам, які працуе ў некалькіх прэстыжных установах, у тым ліку ў Пекінскім універсітэце, Універсітэце Ланьчжоу Цзяотун, Нацыянальным і мясцовым Аб'яднаным інжынерна-даследчым цэнтры тэхналогій і прымянення, Пекінскім інжынерна-тэхналагічным даследчым цэнтры харчовых дабавак, Кітайскай акадэміі навук, Універсітэце навукі і тэхналогій (CAS), Пекінскім універсітэце тэхналогій і бізнесу і Медыцынскім універсітэце. Яго даследаванні ахопліваюць шырокі спектр дысцыплін, уключаючы хімію, паталогію, інжынерыю, анкалогію і акустыку. Яго праца адлюстроўвае міждысцыплінарны падыход, аб'ядноўваючы навуковыя і тэхнічныя дасягненні ў гэтых галінах. Цзян Ю. Ф. пазначаны ў спасылцы на цытаванне [5].
