|
1kits（10 vials）
| Dami: | |
|---|---|
▎ NAD＋ Istraktura
Pinagmulan: PubChem |
Pagkakasunod-sunod: N/A Molecular Formula: C 21H 27N 7O 14P2 Molekular na Bigat: 663.4 g/mol Numero ng CAS: 53-84-9 PubChem CID: 5892 Mga kasingkahulugan: nadide；coenzyme I；beta-NAD；Codehydrogenase I |
▎ NAD＋ Pananaliksik
Ano ang NAD+?
Ang NAD+ (Nicotinamide Adenine Dinucleotide) ay isang mahalagang coenzyme na malawak na naroroon sa mga buhay na organismo. Ito ay nabuo sa pamamagitan ng koneksyon ng adenosine ribonucleotide at nicotinamide ribonucleotide sa pamamagitan ng isang phosphate group. Bilang isang pangunahing coenzyme sa mga reaksyon ng redox, ang NAD+ ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa cellular metabolism. Maaari itong mag-convert sa pagitan ng oxidized state (NAD+) at ng reduced state (NADH), na nakikilahok sa mga proseso ng metabolismo ng enerhiya tulad ng glycolysis, citric acid cycle, at oxidative phosphorylation, na tumutulong sa mga cell na i-convert ang pagkain sa enerhiya (ATP). Bilang karagdagan, ang NAD+ ay nagsisilbing isang kinakailangang cofactor para sa iba't ibang mga enzyme (tulad ng PARP at Sirtuins), na nakikilahok sa mga prosesong nauugnay sa pag-aayos ng DNA, cell signaling, at anti-aging.
Ano ang background ng pananaliksik ng NAD+?
Mahahalagang Cofactor sa Maramihang Reaksyon:
Ang NAD+ ay isang mahalagang cofactor sa maraming redox na reaksyon (Shats I, 2020). Sa mga selula, ito ay kasangkot sa maraming proseso ng cellular tulad ng metabolismo ng enerhiya, genomic stability, at immune response. Halimbawa, sa metabolismo ng enerhiya, ang NAD+ ay gumaganap bilang isang electron carrier sa mga proseso tulad ng glycolysis at ang tricarboxylic acid cycle, na nakikilahok sa redox reactions upang i-convert ang kemikal na enerhiya sa mga nutrients tulad ng glucose sa isang energy form na magagamit ng mga cell.
Pakikipag-ugnayan sa Maramihang Enzyme:
Nakikipag-ugnayan din ang NAD+ sa maraming enzyme, gaya ng DNA repair enzyme poly-(adenosine diphosphate-ribose) polymerase (PARP), ang protein deacylase SIRTUINS, at ang cyclic ADP ribose enzyme CD38. Kinokontrol ng mga enzyme na ito ang mga proseso ng cellular, tulad ng pag-aayos ng DNA, pagpapahayag ng gene, at regulasyon ng cell cycle, sa pamamagitan ng pagkonsumo ng NAD+.
Ano ang mekanismo ng pagkilos ng NAD+?
Bilang isang Coenzyme sa Redox Reactions
Pagpapanatili ng Cellular Redox Homeostasis:
Karaniwang tumutukoy ang 'NAD' sa chemical backbone ng nicotinamide adenine dinucleotide, habang ang 'NAD+' at 'NADH' ay tumutukoy sa mga oxidized at reduced form nito, ayon sa pagkakabanggit. Ang NAD+ ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagkontrol sa maraming biochemical na proseso, at ang NAD+/NADH ratio ay mahalaga para sa pagpapanatili ng cellular redox homeostasis [1] . Ang balanse ng intracellular redox ay mahalaga para sa mga normal na function ng cellular, kabilang ang metabolismo ng enerhiya, antioxidant defense, atbp. Ang NAD+ ay gumaganap bilang isang electron acceptor o donor sa mga reaksyon ng redox, na nakikilahok sa proseso ng paggawa ng intracellular na enerhiya, tulad ng tricarboxylic acid cycle at oxidative phosphorylation.
Kinokontrol ang Metabolismo ng Enerhiya:
Ang NAD+ ay kasangkot sa maraming pangunahing proseso ng metabolismo ng enerhiya. Halimbawa, sa glycolysis at tricarboxylic acid cycle, ang NAD+ ay tumatanggap ng mga hydrogen atoms at na-convert sa NADH. Pagkatapos ay inililipat ng NADH ang mga electron sa oxygen sa pamamagitan ng electron transport chain sa panloob na mitochondrial membrane upang makagawa ng ATP. Ang regulasyon ng metabolismo ng enerhiya na ito ay mahalaga para sa kaligtasan at paggana ng mga selula, lalo na sa mga tisyu na may mataas na pangangailangan ng enerhiya tulad ng puso at utak [1].
Paglahok sa Enzymatic Reactions
Ang Tungkulin sa Poly(ADP-ribose) Polymerase 1 (PARP1):
Ang NAD+ ay gumaganap bilang isang sensing o consuming enzyme para sa PARP1 at kasangkot sa maraming pangunahing proseso. Ang PARP1 ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pag-aayos ng pinsala sa DNA. Kapag ang mga cell ay dumanas ng pinsala sa DNA, ang PARP1 ay isinaaktibo at ginagamit ang NAD+ upang i-synthesize ang poly ADP-ribose (PAR) na mga chain, na pagkatapos ay nakakabit sa mga protina, kaya nagpo-promote ng proseso ng pag-aayos ng DNA. Gayunpaman, ang labis na pag-activate ng PARP1 ay kumonsumo ng malaking halaga ng NAD+, na humahantong sa pagbaba sa mga antas ng intracellular NAD+, na nakakaapekto naman sa metabolismo ng enerhiya at posibilidad na mabuhay ng mga cell [1, 2].
Ang Tungkulin sa Cyclic ADP-ribose (cADPR) Synthases:
Ang mga cyclic ADP-ribose synthases tulad ng CD38 at CD157 ay mga enzyme na kumukonsumo din ng NAD+. Ang mga enzyme na ito ay gumagamit ng NAD+ upang synthesize ang cADPR. Ang cADPR ay gumaganap bilang pangalawang messenger upang lumahok sa calcium signaling, na kinokontrol ang intracellular calcium ion concentration, at sa gayon ay nakakaapekto sa iba't ibang cellular function, tulad ng muscle contraction at neurotransmitter release.
Ang Papel sa Sirtuin Protein Deacetylases:
Ang mga Sirtuin protein deacetylases (SIRTs) ay umaasa din sa NAD+ para gumana. Kinokontrol ng mga SIRT ang pagpapahayag ng gene, cellular metabolism, at mga tugon sa stress sa pamamagitan ng pag-catalyze ng deacetylation ng mga protina. Sa mataas na antas ng NAD+, ang aktibidad ng mga SIRT ay pinahusay, na nagpo-promote ng kalusugan at kaligtasan ng mga cell. Halimbawa, sa ilalim ng mga kondisyon tulad ng paghihigpit sa calorie, ang intracellular NAD+ na antas ay tumataas, na nagpapagana ng mga SIRT, sa gayon ay nagpapahaba ng habang-buhay at nagpapabuti ng metabolic na kalusugan [2].
Ang Papel sa Axonal Degeneration
Ang Pakikipag-ugnayan sa pagitan ng NMNAT2 at SARM1:
Sa panahon ng proseso ng axonal degeneration, ang NAD+ synthase NMNAT2 at ang pro-degeneration factor na SARM1 ay gumaganap ng mga mahahalagang tungkulin. Ang NMNAT2 ay isang axonal survival factor, habang ang SARM1 ay mayroong NADase at mga kaugnay na aktibidad at isang pro-degeneration factor. Ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng dalawa ay mahalaga para sa pagpapanatili ng integridad ng axonal. Sa maraming mga kaso, ang pagkabulok ng axonal ay sanhi ng isang sentral na landas ng senyas, na pangunahing kinokontrol ng dalawang pangunahing protina na ito na may kabaligtaran na mga epekto. Halimbawa, sa mga sakit na neurodegenerative tulad ng Alzheimer's disease at Parkinson's disease, ang mga axon ay bumagsak bago ang pagkamatay ng mga neuronal cell body, at ang axonal degeneration na ito ay karaniwan din sa axonal lesions tulad ng hereditary spastic paraplegia. Sa mga sakit na ito, ang pag-activate ng signaling pathway na ito ay maaaring humantong sa mga pagbabago sa axonal pathological [3, 4].
Ang NAD+-Mediated Self-Inhibition Mechanism ng SARM1:
Natuklasan ng mga pag-aaral na ang NAD+ ay isang hindi inaasahang ligand para sa domain ng armadillo/heat repeat motifs (ARM) ng SARM1. Ang pagbubuklod ng NAD+ sa ARM domain ay humahadlang sa NADase na aktibidad ng Toll/interleukin-1 receptor (TIR) na domain ng SARM1 sa pamamagitan ng domain interface. Ang pagkagambala sa NAD+ binding site o ang pakikipag-ugnayan ng ARM-TIR ay hahantong sa constitutive activation ng SARM1, na magreresulta sa axonal degeneration. Ito ay nagpapahiwatig na ang NAD+ ay namamagitan sa self-inhibition ng pro-neurodegenerative protein na ito [5].
Ang Papel sa Mga Sakit sa Cardiovascular
Pagprotekta sa Cardiovascular Health:
Ang NAD+ ay may proteksiyon na epekto sa mga sakit sa cardiovascular. Halimbawa, mapoprotektahan ng NAD+ ang puso mula sa mga sakit gaya ng metabolic syndrome, pagpalya ng puso, pinsala sa ischemia-reperfusion, arrhythmia, at hypertension. Ang mekanismong proteksiyon nito ay maaaring may kasamang maraming aspeto tulad ng pag-regulate ng metabolismo ng enerhiya, pagpapanatili ng balanse ng redox, at pagpigil sa nagpapasiklab na tugon. Sa pagtanda o sa ilalim ng stress, bumababa ang antas ng intracellular NAD+, na humahantong sa mga pagbabago sa metabolic state at pagtaas ng pagkamaramdamin sa mga sakit. Samakatuwid, ang pagpapanatili ng antas ng NAD+ sa puso o pagbabawas ng pagkawala nito ay mahalaga para sa kalusugan ng cardiovascular [1].
Ang Papel sa Tuberkulosis
Ang Epekto sa Mycobacterium tuberculosis (Mtb):
Sa Mycobacterium tuberculosis (Mtb), ang pathogen ng tuberculosis, ang terminal enzyme ng NAD synthesis, NAD synthetase (NadE), at ang terminal enzyme ng NADP biosynthesis, NAD kinase (PpnK), ay may iba't ibang metabolic at microbiological effect. Ang hindi aktibo ng NadE ay humahantong sa isang parallel na pagbaba sa NAD at NADP pool at pagbaba sa viability ng Mtb, habang ang inactivation ng PpnK ay pumipili ng pag-ubos ng NADP pool ngunit pinipigilan lamang ang paglago. Ang inactivation ng bawat enzyme ay sinamahan ng metabolic pagbabago na tiyak sa apektadong enzyme at ang kaugnay na microbiological phenotype. Ang mga bacteriostatic na antas ng NAD depletion ay maaaring magdulot ng compensatory remodeling ng NAD-dependent metabolic pathways nang hindi naaapektuhan ang NADH/NAD ratio, habang ang bactericidal na antas ng NAD depletion ay maaaring makagambala sa NADH/NAD ratio at makapigil sa oxygen respiration. Ang mga natuklasang ito ay nagbubunyag ng dati nang hindi nakikilalang mga pagtutukoy ng pisyolohikal na nauugnay sa pangangailangan ng dalawang evolutionarily ubiquitous cofactors, na nagmumungkahi na ang NAD biosynthesis inhibitors ay dapat unahin sa pagbuo ng mga anti-tuberculosis na gamot [6].
Ang Papel sa Pagtanda at Mga Sakit
Pagbaba sa Mga Antas ng Cellular NAD na Kaugnay ng Pagtanda:
Sa pagtanda, unti-unting bumababa ang antas ng intracellular NAD+. Ang pagbaba sa antas ng NAD+ ay nauugnay sa pagbabago sa metabolic state ng mga tumatandang selula at maaaring tumaas ang pagiging madaling kapitan sa mga sakit. Maraming mga pathological na kondisyon, kabilang ang mga sakit sa cardiovascular, labis na katabaan, mga sakit sa neurodegenerative, kanser, at pagtanda, ay nauugnay sa direkta o hindi direktang kapansanan ng mga antas ng intracellular NAD + [2, 7].
Ang Relasyon sa pagitan ng NAD+ Biosynthesis at Consuming Enzymes and Diseases:
Ang NAD+ biosynthesis at pagkonsumo ng mga enzyme ay kasangkot sa ilang pangunahing biological pathway, na nakakaapekto sa transkripsyon ng gene, cell signaling, at regulasyon ng cell cycle. Samakatuwid, maraming mga sakit ang nauugnay sa mga abnormal na pag-andar ng mga enzyme na ito. Halimbawa, sa mga sakit na neurodegenerative, ang mga mekanismo na umaasa sa NAD+ ay kinabibilangan ng mga protina tulad ng mga WLD, NMNAT2, at SARM1, na nagpapahiwatig na ang mga sakit na neurodegenerative ay likas na nauugnay sa NAD+ at metabolismo ng enerhiya [4]
Pinagmulan:PubMed [7]
Ano ang mga larangan ng aplikasyon ng NAD+?
Mga Aplikasyon sa Mga Sakit sa Cardiovascular
Proteksiyong Epekto:
Ang NAD+ ay may mahalagang papel sa mga sakit sa cardiovascular, at mapoprotektahan nito ang puso mula sa iba't ibang sakit. Halimbawa, mapoprotektahan ng NAD+ ang puso mula sa mga sakit tulad ng metabolic syndrome, pagpalya ng puso, pinsala sa ischemia-reperfusion, arrhythmia, at hypertension [1] . Ito ay dahil gumaganap ang NAD+ bilang isang sensing o consuming enzyme para sa mga enzymes gaya ng poly(ADP-ribose) polymerase 1 (PARP1), cyclic ADP-ribose (cADPR) synthases (CD38 at CD157), at sirtuin protein deacetylases (Sirtuins, SIRTs), at kasangkot sa ilang pangunahing proseso sa cardiovascular disease.
Pagpapanatili ng Balanse ng Redox:
Ang NAD+/NADH ratio ay mahalaga para sa pagpapanatili ng redox homeostasis ng mga cell at pag-regulate ng metabolismo ng enerhiya [1] . Samakatuwid, ang pagpapanatili sa antas ng NAD+ sa puso o pagbabawas ng pagkawala nito ay mahalaga para sa kalusugan ng cardiovascular.
Mga aplikasyon sa Anti-aging
Pagpapahaba ng buhay:
Ang mga sanhi ng molecular aging at longevity interventions ay nakasaksi ng pag-akyat sa nakalipas na dekada. Ang Nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) at ang mga precursor nito, tulad ng nicotinamide riboside, nicotinamide mononucleotide, nicotinamide, at nicotinic acid, ay nakakuha ng interes bilang potensyal na kawili-wiling mga molekula sa paggamit ng maliliit na molekula bilang mga potensyal na geroprotector at/o pharmacogenomics. Ang mga compound na ito ay nagpakita na maaari nilang mapabuti ang mga kondisyon na nauugnay sa pagtanda pagkatapos ng supplementation at maaaring maiwasan ang pagkamatay ng mga modelong organismo [8].
Nakakaimpluwensya sa Lifespan Regulation:
Sa mga modelong organismo tulad ng yeast, ipinakita ng mga pag-aaral na ang NAD precursors ay may mahalagang papel sa pagtanda at mahabang buhay. Sa pamamagitan ng pag-aaral ng chronological lifespan (CLS) at replicative lifespan (RLS) ng yeast, mas mauunawaan natin ang mekanismo ng NAD metabolism at ang regulatory role nito sa pagtanda at mahabang buhay [8].
Mga Potensyal na Aplikasyon sa Paggamot ng Tuberkulosis
Target ng Gamot:
Ang inactivation ng terminal enzyme ng NAD synthesis, NAD synthetase (NadE), sa Mycobacterium tuberculosis (Mtb) ay humahantong sa isang parallel na pagbaba sa NAD at NADP pools at isang pagbaba sa viability ng Mtb, habang ang inactivation ng terminal enzyme ng NADP biosynthesis, NAD NADP kinase (PPNK lang ang pinipigilan ang paglago, ang paglago ng NADPs pool lamang, ang PpnK) 2023). Ito ay nagpapahiwatig na ang NAD synthesis inhibitors ay may priyoridad sa pagbuo ng mga anti-tuberculosis na gamot, dahil ang kakulangan sa NAD ay bactericidal, habang ang kakulangan sa NADP ay bacteriostatic.
Metabolic Changes at Microbial Phenotypes:
Ang inactivation ng bawat enzyme ay sinamahan ng mga metabolic na pagbabago na tiyak sa apektadong enzyme at ang kaugnay na microbial phenotype. Ang mga bacteriostatic na antas ng NAD depletion ay nagdudulot ng compensatory remodeling ng NAD-dependent metabolic pathways nang hindi naaapektuhan ang NADH/NAD ratio, habang ang bactericidal level ng NAD depletion ay humahantong sa pagkagambala sa NADH/NAD ratio at ang pagsugpo sa oxygen respiration [6].
Ang Papel sa Cellular Metabolism
Maramihang Mahahalagang Pag-andar:
Ang NAD(H) at NADP(H) ay tradisyonal na itinuturing bilang mga cofactor na kasangkot sa hindi mabilang na mga reaksyon ng redox, kabilang ang paglipat ng elektron sa mitochondria. Gayunpaman, ang NAD pathway metabolites ay may maraming iba pang mahahalagang function, kabilang ang mga tungkulin sa signaling pathways, post-translational modifications, epigenetic na pagbabago, at pag-regulate ng RNA stability at function sa pamamagitan ng NAD capping ng RNA [9].
Dynamic na Metabolic na Proseso:
Ang mga non-oxidative na reaksyon sa huli ay humahantong sa net catabolism ng mga nucleotide na ito, na nagpapahiwatig na ang NAD metabolism ay isang napaka-dynamic na proseso. Sa katunayan, ang mga kamakailang pag-aaral ay malinaw na nagpapakita na sa ilang mga tisyu, ang kalahating buhay ng NAD ay halos ilang minuto [9].
Ang Papel sa Cell Biology
Extracellular NAD Metabolism:
Ang Extracellular NAD ay isang pangunahing molekula ng senyas sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon ng physiological at pathological. Direkta itong kumikilos sa pamamagitan ng pag-activate ng mga partikular na purinergic receptor o hindi direkta bilang substrate para sa mga exonucleases (tulad ng CD73, nucleotide pyrophosphatase/phosphodiesterase 1, CD38 at ang paralog na CD157 nito, at ecto-ADP-ribosyltransferases). Tinutukoy ng mga enzyme na ito ang pagkakaroon ng extracellular NAD sa pamamagitan ng hydrolyzing NAD, kaya kinokontrol ang direktang epekto ng pagbibigay ng senyas nito (Gasparrini M, 2021). Bilang karagdagan, maaari silang bumuo ng mas maliliit na molekula ng pagbibigay ng senyas mula sa NAD, tulad ng immunomodulator adenosine, o gumamit ng NAD sa ADP-ribosylate ng iba't ibang mga extracellular na protina at mga receptor ng lamad, na may malaking epekto sa immune control, inflammatory response, tumorigenesis, at iba pang mga sakit. Ang extracellular na kapaligiran ay naglalaman din ng nicotinamide phosphoribosyltransferase at nicotinic acid phosphoribosyltransferase, na nag-catalyze ng mga pangunahing reaksyon sa NAD salvage pathway na intracellularly. Ang mga extracellular form ng mga enzyme na ito ay kumikilos bilang mga cytokine na may mga pro-inflammatory function [10].
Sa konklusyon, ang NAD+ ay naging isang pangunahing molekula na nagkokonekta sa kalusugan at sakit sa pamamagitan ng pag-regulate ng metabolismo ng enerhiya, pagkaantala sa pagtanda, pag-regulate ng kaligtasan sa sakit, at pagbibigay ng proteksyon para sa maraming sistema. Ang pagdaragdag sa mga precursor nito ay maaaring mapabuti ang mitochondrial function at pabagalin ang pag-unlad ng metabolic at neurodegenerative na mga sakit. Nagpapakita ito ng potensyal sa larangan ng cardiovascular protection, anti-infection, at anti-aging, na nagbibigay ng mga makabagong therapeutic target para sa mga sakit na nauugnay sa pagtanda.
Tungkol sa May-akda
Ang mga nabanggit na materyales ay lahat ay sinaliksik, na-edit at pinagsama-sama ng Cocer Peptides.
May-akda ng Scientific Journal
Si Jiang YF ay isang researcher na kaanib sa ilang prestihiyosong institusyon, kabilang ang Peking University, Lanzhou Jiaotong University, ang National and Local Joint Engineering Research Center para sa Teknolohiya at Aplikasyon, ang Beijing Engineering and Technology Research Center para sa Food Additives, ang Chinese Academy of Sciences, ang University of Science and Technology of (CAS), Beijing Technology and Business University, at Medical University. Ang kanyang pananaliksik ay sumasaklaw sa isang malawak na hanay ng mga disiplina, kabilang ang kimika, patolohiya, engineering, oncology, at acoustics. Ang kanyang trabaho ay sumasalamin sa isang multidisciplinary na diskarte, na pinagsasama ang siyentipiko at teknolohikal na pagsulong sa mga larangang ito. Jiang YF ay nakalista sa sanggunian ng pagsipi [5].
