Nikotinamid-adenin-dinukleotid

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
A NAD rövidítés egyben a namíbiai dollár valutakódja.
Nikotinamid-adenin-dinukleotid
NADplus.png
Kémiai azonosítók
CAS-szám 53-84-9
PubChem 925
MeSH Nicotinamide-Adenine+Dinucleotide
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet C21H27N7O14P2
Moláris tömeg 663,425 g/mol
Ha másként nem jelöljük, az adatok
az anyag standard állapotára vonatkoznak.
(25 °C, 100 kPa)
A NADH térkitöltéses kalotta-modellje
Nikotinamid-adenin-dinukleotid (NAD+)
Nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát (NADP+)

A nikotinamid-adenin-dinukleotid (NAD+) és a nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát (NADP+) az élő sejtekben megtalálható két igen fontos biokémiai kofaktor (enzim). Alapvető szerepük van az elektronok szállításában a redoxpotenciál-transzfer során.

A NADH a NAD+ redukált alakja, míg a NAD+ a NADH oxidált alakja. Ugyanígy a NADPH a NADP+ redukált megfelelője, a NADP+ pedig a NADPH oxidált megfelelője.

Habár csak egyetlen foszfát-csoportban különböznek, a NADH és a NADPH eltérő biokémiai funkciót töltenek be: A NADH a sejtlégzés részét képező glikolízis és citromsav-ciklus kofaktora, míg a NADPH a nukleinsavak és zsírsavak bioszintéziséhez szükséges.

Szintézis[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A sejtek a NAD+-ot a B3 vitamin (niacin) egyik származékából, a nikotinamidból szintetizálják. A nikotinamid egy ribóz és egy ADP kapcsolódásával alakul NAD+-dá. A NAD+ adenil-nukleotidjának 2' helyére észteresen kapcsolt foszfáttal alakul ki a NADP+.

NAD+/NADH[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A sejtek a NAD-ot niacinból szintetizálják és redoxreakciók során elektrontranszportra használják. Ekkor a NAD egy elektronpárt és egy protont felvéve NADH-vá redukálódik, és egy további proton (H+) szabaddá válik.

MH2 + NAD+ → NADH + H+ + M: + energia; ahol M valamely metabolit.

Két hidrogénatomot (pontosabban egy hidrid-iont és egy protont) ad le a metabolit. A proton oldatba kerül, míg a hidridion egyik elektronja a NAD töltéshordozó nitrogénjére, a maradék hidrogénatom pedig ezzel a nitrogénnel átellenes szénhez kapcsolódik.

A NADH-ban elraktározott redoxpotenciál vagy ATP-képződésre fordítódik az aerob légzés elektron-transzportja segítségével vagy anabolikus reakciókra fordítódik. Az ATP a sejtek univerzális energiahordozója, és a NADH felhasználása alapvető fontosságú előállításukhoz. Azonban bizonyos körülmények között (például hypoxia) az oxidált NAD+ aerob regenerációja elégtelen a sejt azonnali ATP-szükségletének a fedezésére, ezzel szemben a glikolízis oxigén hiányában is képes a NADH-t NAD+-dá oxidálni (fermentáció).

NADP+/NADPH[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A NADP anabolikus reakciók – zsírsav- és nukleinsav-szintézis – redukáló ágense. A színtestekben a NADP oxidálószer, szerepe a fotoszintézis bevezető reakcióiban elsődleges. Az itt megtermelt NADPH a Calvin-ciklus bioszintetikus reakcióiban redukáló ágensként jelenik meg.

Élettani hatás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Jelenleg a NAD+ koenzimet önmagában semmilyen betegség kezelésére nem használják, de potenciálisan hasznos lehet a neurodegeneratív betegségek, mint például az Alzheimer-kór és a Parkinson-kór kezelésében.[1] Az ilyen célú felhasználással kapcsolatos, egereken végzett kísérletek ígéretesek,[2], bár egy klinikai teszt során a placebó kontrollcsoporthoz képest nem tapasztaltak javulást.[3]

A NAD+ közvetlenül hat a tuberkulózis kezelésére használt izoniazid nevű hatóanyagra. (Az izoniazid egy gyógyszer előanyag, (angolul: prodrug), amelyet - miután behatolt a tuberkulózist okozó baktériumba - egy peroxidáz aktivál, szabadgyökké alakítva azt.[4] Ez a szabadgyök reakcióba lép az NADH-val, és olyan addíciós vegyületeket hoz létre, amelyek erősen gátolják az enoil-acilt hordozó proteint,[5] illetve a dihidrofolátot redukáló enzimeket.[6]

Mivel számos oxidoreduktáz vegyület használ NAD+-t és NADH-t szubsztrátumként, az a tény, hogy az NAD+-alapú inhibálószerek egy adott enzimre hatnak, meglepő.[7] Mivel az NAD+ enzim a purin metabolizmusában játszik szerepet, ezek a vegyületek hasznosak lehetnek rákellenes, vírusölő, és immunoszuppresszív hatóanyagok előállításában.[7][8] Egyéb gyógyszerek nem enzimgátlók, hanem az NAD+ metabolizmusában érintett enzimeket aktiválják. A szirtuinok különösen érdekes célpontjai ezeknek a hatóanyagoknak, mivel NAD-függő deacetilázok aktiválása növeli az élettartamot.[9] Egyes vegyületek, mint például a rezveratrol, növelik ezeknek az enzimeknek a hatását, így fontos szerepet tölthetnek be az élettartam meghosszabbításában úgy a gerinceseknél,[10] mint a gerinctelen állatoknál.[11][12]

A NAD+ ígéretesnek tűnik új antibiotikumok kifejlesztésében is.[13][14] Így például, a nikotinamidot nikotinsavvá átalakító nikotinamidáz enzim fontos gyógyszerek alapanyaga lehet, mivel az embernél hiányzik, de jelen van az élesztőben és baktériumokban.[15]

Források és jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. Belenky P, Bogan KL, Brenner C (2007.). „NAD+ metabolism in health and disease” (PDF). Trends Biochem. Sci. 32 (1), 12–9. o. DOI:10.1016/j.tibs.2006.11.006. PMID 17161604. Hozzáférés ideje: 2007. december 23.  
  2. Kaneko S, Wang J, Kaneko M, et al. (2006.). „Protecting axonal degeneration by increasing nicotinamide adenine dinucleotide levels in experimental autoimmune encephalomyelitis models”. J. Neurosci. 26 (38), 9794–804. o. DOI:10.1523/JNEUROSCI.2116-06.2006. PMID 16988050.  
  3. Swerdlow RH (1998.). „Is NADH effective in the treatment of Parkinson's disease?”. Drugs Aging 13 (4), 263–8. o. DOI:10.2165/00002512-199813040-00002. PMID 9805207.  
  4. Timmins GS, Deretic V (2006.). „Mechanisms of action of isoniazid”. Mol. Microbiol. 62 (5), 1220–7. o. DOI:10.1111/j.1365-2958.2006.05467.x. PMID 17074073.  
  5. Rawat R, Whitty A, Tonge PJ (2003.). „The isoniazid-NAD adduct is a slow, tight-binding inhibitor of InhA, the Mycobacterium tuberculosis enoyl reductase: Adduct affinity and drug resistance”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100 (24), 13881–6. o. DOI:10.1073/pnas.2235848100. PMID 14623976.  
  6. Argyrou A, Vetting MW, Aladegbami B, Blanchard JS (2006.). „Mycobacterium tuberculosis dihydrofolate reductase is a target for isoniazid”. Nat. Struct. Mol. Biol. 13 (5), 408–13. o. DOI:10.1038/nsmb1089. PMID 16648861.  
  7. ^ a b Pankiewicz KW, Patterson SE, Black PL, et al. (2004.). „Cofactor mimics as selective inhibitors of NAD-dependent inosine monophosphate dehydrogenase (IMPDH)—the major therapeutic target”. Curr. Med. Chem. 11 (7), 887–900. o. DOI:10.2174/0929867043455648. PMID 15083807.  
  8. Franchetti P, Grifantini M (1999.). „Nucleoside and non-nucleoside IMP dehydrogenase inhibitors as antitumor and antiviral agents”. Curr. Med. Chem. 6 (7), 599–614. o. PMID 10390603.  
  9. Kim EJ, Um SJ (2008.). „SIRT1: roles in aging and cancer”. BMB Rep 41 (11), 751–6. o. DOI:10.5483/BMBRep.2008.41.11.751. PMID 19017485.  
  10. Valenzano DR, Terzibasi E, Genade T, Cattaneo A, Domenici L, Cellerino A (2006.). „Resveratrol prolongs lifespan and retards the onset of age-related markers in a short-lived vertebrate”. Curr. Biol. 16 (3), 296–300. o. DOI:10.1016/j.cub.2005.12.038. PMID 16461283.  
  11. Howitz KT, Bitterman KJ, Cohen HY, et al. (2003.). „Small molecule activators of sirtuins extend Saccharomyces cerevisiae lifespan”. Nature 425 (6954), 191–6. o. DOI:10.1038/nature01960. PMID 12939617.  
  12. Wood JG, Rogina B, Lavu S, et al. (2004.). „Sirtuin activators mimic caloric restriction and delay ageing in metazoans”. Nature 430 (7000), 686–9. o. DOI:10.1038/nature02789. PMID 15254550.  
  13. Rizzi M, Schindelin H (2002.). „Structural biology of enzymes involved in NAD and molybdenum cofactor biosynthesis”. Curr. Opin. Struct. Biol. 12 (6), 709–20. o. DOI:10.1016/S0959-440X(02)00385-8. PMID 12504674.  
  14. Begley TP, Kinsland C, Mehl RA, Osterman A, Dorrestein P (2001.). „The biosynthesis of nicotinamide adenine dinucleotides in bacteria”. Vitam. Horm. 61, 103–19. o. DOI:10.1016/S0083-6729(01)61003-3. PMID 11153263.  
  15. Rongvaux A, Andris F, Van Gool F, Leo O (2003.). „Reconstructing eukaryotic NAD metabolism”. BioEssays 25 (7), 683–90. o. DOI:10.1002/bies.10297. PMID 12815723.  

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]