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NAD +的摘要

我们来看看NAD+是什么以及它是如何工作的。
NADH图 NADH图



什么是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸?

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)是存在于所有活细胞中的关键辅酶。它是二核苷酸,也就是说它由两个核苷酸通过磷酸基团连接而成。一个核苷酸含有腺嘌呤碱基,另一个含有烟酰胺。

NAD+是生命所必需的,是人体中最多才多艺的分子之一,也是衰老研究的一个重要重点领域。在我们深入研究NAD+在主体中所做的各种事情之前,让我们快速看一下它的历史。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的历史

回到1906年,威廉约翰杨和亚瑟哈登发现了液体中有些东西从酿造酵母中提取出来,可以将糖的发酵融入酒精中。当时,由于这个属性,这种特殊的东西被称为“烹饪”,但我们今天知道它是NAD +。

哈登继续探讨发酵的科学,并与汉斯·莫勒尔 - 切尔珀进一步调查。1929年,他们赢得了诺贝尔奖,为他们的研究和对发酵过程的了解增加了;这包括NAD +的化学结构和性质。

1930年,诺贝尔奖得主奥托·瓦伯格(Otto Warburg)发现NAD+在促进体内无数生化反应方面发挥了关键作用。特别是,Warburg发现NAD+在电子从一个分子转移到另一个分子的过程中非常重要。这种转移是发生在体内所有生化反应所需能量的基础。

在20世纪40年代和50年代,Arthur Kornberg对NAD +的研究导致了他发现DNA复制和RNA转录的机制。

1958年,研究人员Jack Preiss和Philip Handler发现有三个生化步骤,烟酸转化为NAD +。这三个步骤被称为预先处理途径。

老化

1976年,Martin Rechsteiner发现了NAD +的证据,其中NAD +具有超出其已经已知的电子转移作用的另一个关键功能。

2000年,Leonard Guarente发表了研究,该研究确定了Sirtuin SiR2的活动依赖于NAD +的存在。这种对NAD +的依赖也可能解释了SIR2如何将饮食链接到生理学以及卡路里限制在多种物种中增加了寿命的机制。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸做了什么?

NAD +对于线粒体,我们细胞的动力鼠来说是重要的,以产生我们的细胞需要的能量。它用作线粒体中的辅酶,允许建立我们的体可以使用的化学能。

代谢过程如糖酵解,柠檬酸循环(TCA / krebs循环)和线粒体内的电子传输链依赖于NAD +以便起作用。

作为配体,NAD+与酶结合并在分子间转移电子。这意味着NAD+在细胞中以两种形式存在;NAD+是一种氧化剂,它从其他分子中获取电子,从而形成还原性的NADH。NADH可以成为还原剂,提供它所携带的电子。

当电子是蜂窝能量的原子基础时,将它们转移到分子之间意味着NAD +几乎像充电电池一样。电池平坦,因为它的电子被用来提供能量。电子不能返回到它们的带电状态,没有颠簸,在我们的细胞中是相同的。NAD +给出了它们需要再次活跃的颠簸的分子,并以这种方式,NAD +能够增加或减少酶活性,基因表达和细胞信号传导。

三种途径到烟酰胺腺嘌呤二核苷酸

由于其在体内至关重要,大多数生物可以以几种替代方式产生NAD +。像我们这样的人有三个主要的途径来创造nad +:the德诺维路径,Preiss-Handler路径和salvage路径。

nad和nmn.

在生物化学中,德诺维这意味着一个分子是由另一个分子直接生成的:在NAD+的情况下,烟酸分子是由必需的氨基酸l -色氨酸(TRP)从头构建的。的德诺维是唯一用于创造NAD +的非维生素B3途径。促进了De Novo合成的水平也是NAD + Repletion的一个可能的治疗途径,即研究人员正在探索。

老化

预先处理途径是维生素B3途径之一,并以烟酸(NA)或烟酰胺(NAR)开始。然后将我们消耗的食物中存在的Na或Nar通过一系列酶促反应转化为NAD +。如上图所示,这个途径和德诺维途径都加入在它们变得纳米的点,并继续沿着相同的路径变为NAD +。烟酸也许是烟酸的最佳名称,并且作为2020人试验显示,烟酸显著增加肌肉组织NAD+

最后,挽救途径将烟草酰胺(NAM)转化为NAD +。这个途径有烟酰胺单核苷酸(NMN)作为中间体,硝基酰胺核苷(NR)也使用相同的挽救途径。该途径称为救赎途径,因为代替使用通常的前体分子,例如TRP或维生素B3,使NAD +,该途径再循环(挽救)NAM,其通常再次产生,其再次返回NAD +。

在NAD +途径中,也许最近的重点是挽救途径和NAD +前体分子NMN和NR。现在有很多补充公司生产这些NAD +前体的意图增加了NAD +水平,而且它们之间的战斗是激烈的,因为每个公司都试图说服我们的品牌是最好的。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸有助于修复DNA损伤

NAD+是一种非常有用的辅酶,被人体中的许多蛋白质所利用,特别是sirtuins,它可以修复DNA损伤,并与多种物种的健康长寿有关。通过这种方式,NAD+有助于战斗基因组不稳定,其中一个提议九个原因我们的年龄

大多数细胞包含必要的修复系统以固定DNA损伤。然而,修复这种损伤消耗NAD +,如果DNA损伤变得过度,它可以消耗NAD +可用的池,并影响需要它的其他功能。

Poly (adp -核糖)聚合酶(PARP)是参与DNA修复的一种重要蛋白质,它依赖于NAD+的存在发挥作用。可用的水平NAD +随着年龄的增长而下降并且DNA损伤增加,反过来又提升了PARP,然后将其消耗更多的NAD +来修复它。有效地,随着我们的增长,我们从不可萎缩的可用NAD +池中增加了NAD +消费的向下螺旋。

在小鼠中进行的实验表明,用NAD前体NMN的处理可以减轻和抵抗与辐射暴露导致的年龄相关的DNA损伤以及导致的损伤[1]。当然,这种数据是从动物研究中取出的,受到通常的警告,即人类的结果可能不一样;正在进行的研究尚未确定这些结果是否会转化。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸和“长寿基因”

sirtuins,通常被称为长寿基因,在维持健康的细胞功能中起着关键作用。sirtuins是一种参与细胞应激反应的酶,促进细胞损伤修复,它们也参与胰岛素的产生和分泌。Sirtuin的激活依赖于NAD+的可用性来发挥作用,它们在衰老过程中发挥着重要作用。



哈佛遗传学家大卫辛克莱,可能是NAD +生物学最着名的研究人员之一,认为NAD +的年龄丧失+与Sirtuin活动相应的堕落及其保护作用是我们倾向于发展疾病的主要原因当我们老了,为什么我们不在年轻时。David Sinclair是NAD + Repletion的一个大支持者,以及我们年龄增长以鼓励健康寿命的其他方法。

David Sinclair和他的团队以前表明NAD +前体NMN可以在先前的研究中延长小鼠的寿命[2],并且它也逆转了随着年龄的年龄的线粒体功能丧失[3]。NMN还似乎通过与线粒体SIRTUINS SIRT3和SIRT5的相互作用来解决视网膜变性,至少在工程化的小鼠中缺少烟酰胺磷酰基转移酶(NAMPT),在NAD + [4]的生产中的速率限制酶。

小鼠研究也表明NMN能提高胰岛素的产生和活性。NMN治疗似乎可以通过恢复NAD+的合成,增加NAD+依赖的SIRT1的活性,降低与氧化应激、炎症和昼夜节律紊乱[5]相关的基因表达,改善高脂饮食诱导的肝脏胰岛素抵抗。

其他研究表明,长期NMN消耗抑制了脂肪(脂肪)组织中与年龄相关的炎症,并在通常老化小鼠中提高全身胰岛素敏感性[6]。NAD +合成在肥胖和老年小鼠中受损,因此该研究表明脂肪组织NAD +可以是胰岛素抵抗的合适靶标,2型糖尿病和心血管疾病的关键危险因素。

再次,需要注意的是,上述研究是在老鼠身上进行的,我们在考虑这些影响是否适用于人类时必须注意这一点。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的未来

使用各种方法的动物研究的结果在老化和健康长寿的背景下具有显着的潜力,但我们仍在早期。虽然有无数的动物研究关于NR和NMN对老化的影响,但没有太多人类数据支持他们的使用。

几年前使用NMN在日本存在人类审判,但这简单地确定了NMN的长期消费似乎是良好的耐受性。目前正在进行更多的研究和人类试验,希望在不久的将来,将有更多的数据,在其在人类老龄化和健康长寿的背景下,可以形成一个结论。

免责声明

本文只是一个非常简短的摘要,并不是作为详尽的指导,并且基于对研究数据的解释,这是由自然推测的。本文不是咨询您的医生的替代品,关于哪些补充剂可能或可能对您有权。我们不认可补充使用,也不是任何产品或补充供应商,这里的所有讨论都是为了科学兴趣。

文学

[1]李,J.,Bonkowski,M. S.,Moniot,S.,Zhang,D.,Hubbard,B.P.,Ling,A. J.,...&Sinclair,D. A.(2017)。保守的NAD +结合口袋,调节蛋白质 - 蛋白质相互作用在老化期间。科学,355(6331),1312-1317。

[2]北,B. J.,Rosenberg,M. A.,Jeganathan,K. B.,Hafner,A. V.,Michan,S.,Dai,J.,...与Van Deussen,J.M.(2014)。SIRT2诱导检查点激酶BUBR1增加寿命。E201386907的Embo Journal。

[3] Gomes, A. P., Price, N. L., Ling, A. J., Moslehi, J., Montgomery, M. K., Rajman, L., & Mercken, E. M.(2013)。衰老过程中,NAD+的下降诱导了一种假缺氧状态,干扰了核线粒体通信。细胞,155(7),1624 - 1638。

[4]林,J. B.,Kubota,S.,Ban,N.,Yoshida,M.,Santeford,A.,Sene,A.,...&Yoshino,J.(2016)。Nampt介导的NAD +生物合成对于小鼠的视力至关重要。细胞报告,17(1),69-85。

[5]吉野,J.,Mills,K.F.,Yoon,M.J.,Imai,S. I.(2011)。烟酰胺单核苷酸,一个关键的NAD +中间体,治疗小鼠中饮食和年龄诱导的糖尿病的病理生理学。细胞代谢,14(4),528-536。

[6] Mills, K. F., Yoshida, S., Stein, L. R., Grozio, A., Kubota, S., Sasaki, Y., & Yoshino, J.(2016)。长期服用烟酰胺单核苷酸可减轻小鼠年龄相关的生理衰退。细胞代谢,24(6),795-806。

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关于作者

史蒂夫希尔

史蒂夫在董事会董事会服务,是主编,协调日常新闻文章和组织的社交媒体内容。他是衰老研究和生物技术领域的积极记者,迄今为止关于该主题的600多篇文章,采访了超过100个领先的领先研究人员,托管了Livestream活动,专注于老龄化,以及参加各种医疗行业会议。他的作品已在H +杂志,心理学,心理学,奇点博客,立场杂志,瑞士每月,让我的素数和新的经济杂志。史蒂夫是2020年H +创新者奖的三个接受者之一,并与Mirko Ranieri分享了这一荣誉 - Google Ar和Dinorah Delfin - immortalists杂志。H + Innovator奖展示了我们的社区,承认鼓励社会变革的想法和项目,实现科学成就,技术进步,哲学和智力愿景,作者独特的叙述,建立迷人的艺术企业,开发桥梁的产品,帮助我们实现Transhumanist的目标。史蒂夫在项目管理和政府中拥有背景,帮助他建立联合团队进行有效的筹款和内容创作,而他对生物学和统计数据分析的额外知识允许他仔细评估和协调参与该项目的科学群体。
  1. 4月26日,2021年4月26日

    谢谢你的文章。期待即将到来的研究结果。我只能说的是保持!越快越好!

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