烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD?)存在于每个活细胞中,作为一种重要的辅助因子——分子机器(酶)活动所必需的化合物——参与基本的生物过程。NAD?最初于年被发现,研究不断表明NAD?对于维持我们的细胞、组织和身体的健康至关重要。
问题是,随着年龄的增长,细胞NAD?水平逐渐下降。NAD?的下降与许多与年龄相关的疾病有关,包括认知能力下降、癌症、代谢疾病、肌肉减少症(与年龄相关的肌肉质量和力量损失)和虚弱。许多这些疾病可以通过恢复NAD?水平来减缓甚至逆转。
那么,NAD?到底是什么,它是如何制造的,以及我们的细胞如何使用它?回答这些问题将帮助我们了解NAD?在维持健康衰老方面的作用,以及是否以及如何治疗NAD?缺乏症。
NAD?存在于细胞的何处?
NAD?在每个细胞内分为不同的结构。它存在于充满细胞的凝胶状液体(细胞质)、细胞的电池组(线粒体)以及细胞保存遗传信息的地方(细胞核)中。这些NAD?亚细胞库相互独立调节,与此一致,参与NAD?生物合成或降解的酶也高度区分开。
细胞如何产生NAD??
NAD?介导多种主要的生物过程,并且始终需求量很大。NAD?在细胞内不断合成、代谢和循环,以维持稳定的细胞内NAD?水平。一些细胞(主要在肝脏中)可以从头使用多种饮食来源NAD?可以从头由L-色氨酸或维生素前体(例如烟酸(NA))
在肝脏之外,大多数细胞不表达将色氨酸转化为NAD?所需的全部酶。但它也可以从烟酰胺(NAM)中回收或回收,烟酰胺是酶使用NAD?作为辅因子时的副产品。大多数色氨酸在肝脏中代谢为NAM,并释放到血清中,被外周细胞吸收,最终转化为NAD?。在此途径中,NAM通过一种名为NAMPT的酶转化为烟酰胺单核苷酸(NMN),而NAMPT又可转化为NAD?。NMN也由烟酰胺核苷(NR)形成。
(Rajman等人,
CellMetab.)NAD?生物合成途径的表示。NAD?的生物合成途径和细胞代谢。饮食中提供的NAD?前体如NR、NA、NAM和色氨酸(Trp)可通过三种途径转化为NAD?:(1)NA转化为NAMN,NAMN转化为NAAD,NAAD转化为NAD?;(2)Trp经过一系列步骤转化为QA,然后再转化为NAD?;(3)饮食中提供的NR和NAM通过酶NAMPT和NRK形成NMN而转化为NAD+。此外,PARP和Sirtuins等NAD?消耗酶可催化亚细胞区室中NAM的产生,从而可用于NAD?合成。
哪些酶消耗NAD??
NAD+还不断被三类NAD+消耗酶转化:去乙酰化酶、PARP和NAD+糖水解酶(也称为NAD酶(CD38、CD和SARM1))。
西土因
为了了解NAD?如何影响衰老,sirtuins已成为关键角色。自发现以来,sirtuins受到了广泛