Cell Metabolism评述:辅酶NAD+与新陈代谢的关系

  一般认为,NAD(H)和NADP(H)是参与包括线粒体在内的多种氧化还原反应(电子传递)的辅助因子(或辅酶)。然而,NAD通路代谢产物实际上还有很多其它的重要功能,包括信号转导途径、翻译后修饰、表观遗传学改变、NAD加帽调控RNA稳定性和功能等。NAD代谢是一个非常动态的过程,已有研究证实NAD在某些组织中的半衰期大约为几分钟。近年来,在癌症、神经变性和衰老等疾病状态下,NAD途径代谢产物在许多疾病状态下的代谢、转运及作用有了新的认识。

  明年四月二十九日,Cell Metabolism在网上发表了一篇名为《Evolving concepts in NAD+ metabolism》的综述文章,通过对NAD+这一领域的最新研究成果和概念进行梳理,并对NAD+生物学中若干开放问题进行探讨。这一部分包括为什么NAD在特定组织中的代谢速度很快,NAD+及其前体是如何输送到细胞和细胞器的?解决NAD代谢与炎症及衰老的结合等问题,将在这一领域取得重要进展。

Cell Metabolism评述:辅酶NAD+与新陈代谢的关系

  在传统教科书中,烟酰胺核苷酸代谢被描述为一个非常静态的过程,过去几十年的文献,特别是近期的研究已经明确显示,NAD的代谢、传递和功能都十分复杂。NAD可被转化为在能量传递和细胞信号传递方面发挥重要作用的多种分子,如NADP、NAADP、cADPR等。研究还发现,NAD降解产物,如烟酰胺、正甲基烟酰胺等,是能量代谢、表观遗传学和疾病状态的重要调节因子。

  NAD通路的代谢产物也可作为PARPs、sirtuins、CD38、ART、SARM1和RNA聚合酶等多种酶的底物。这两种酶不同于氧化还原反应,促进烟酰胺核苷酸的净分解代谢。从细胞水平来看,这些核苷酸在时间顺序老化,在早期衰弱以及一些病理状态下都有所下降。事实上,NAD代谢紊乱已经成为导致多种疾病发生机制的原因之一,人们已经提出了一种称为增强NAD或NAD再生疗法来治疗人类疾病。这种很有希望的治疗方法引起了NAD通路代谢产物生物学的新研究兴趣。对核苷酸代谢、转运及生物学作用的认识已成为当前深入研究的热点,并由此产生了若干重大发现。然而,在许多重大问题上,如CD38和SARM1,NADase对NAD降解过程的贡献以及NAD+与其前体如何转运到细胞的方式等,都只是刚刚开始解决或尚未解决。