NMN中国研究:NAD+对比NADH,有什么不同?

  NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)位于构成人体的数万亿个细胞的核心,每个细胞都在编排无数的过程。这种重要的细胞分子由与 DNA 相同的组成部分——核苷酸组成。虽然 DNA 由数十亿个核苷酸组成,但 NAD+ 相当小——仅由两个核苷酸组成。但大小在这里并不重要——NAD+ 在细胞中发挥着如此多的重要功能,没有它我们将无法生存。

  NADH 与 NAD+ 非常相似,唯一的区别是氢化物。什么是氢化物?氢化物是带有额外电子的氢原子。也就是说,一个带中性的氢原子保持一个带负电的电子。这给氢化物一个整体的负电荷:

  H + e- = H-

  这里,氢原子用H表示,电子用e-表示,氢化物用H-表示。由于 NAD+ 带正电荷,因此向 NAD+ 分子添加氢化物会产生带中性电荷的 NADH 分子:

  NAD + + H- = NADH

  总而言之,NAD+ 和 NADH 之间的区别在于氢化物。NADH 与氢化物结合,而 NAD+ 则没有。重要的是,氢化物含有电子,这就是为什么 NAD+ 被认为是电子载体。

NAD+对比NADH

  NAD+电子载体

  NAD+是什么?NAD+ 是一种电子载体,因为它将氢化物的电子从电池的一个区域运送到另一个区域。NAD+ 的结构为电子在细胞内部环境的反应性景观中的移动提供了稳定的穿梭机。如果没有像 NAD+ 这样的分子,电子几乎无法到达正确的目的地。这种移动电子的过程会产生 NAD+ 和 NADH 氧化还原或“氧化还原”分子。

  氧化还原

  氧化和还原是描述分子何时获得或失去电子的术语。还原是当分子获得电子时,例如当 NAD+ 从氢化物获得电子变成 NADH 时。在这种情况下,我们说 NAD+ 已被还原为 NADH。

  氧化是当分子失去电子时,例如当 NADH 失去其氢化物变成 NAD+ 时。在这个例子中,我们说 NADH 被氧化成 NAD+。这个过程绝不是永久的,并且可以在同一个分子中重复发生。这意味着NAD+可以不断地获得和失去电子,强调了它的电子载流子地位。

  NAD+和NADH在行动

  NAD+ 和 NADH 如何为我们提供生存所需的能量做出贡献?如果没有 NAD+ 的电子承载能力,我们的细胞将无法将食物代谢为三磷酸腺苷 (ATP),这是我们细胞用来维持生命的能量。

  食物中充满了燃料——以碳水化合物、蛋白质、脂肪等大分子的形式——等待被提取并转化为 ATP。然而,在大多数情况下,ATP 不只是预先包装好并准备就绪——我们的细胞必须从头开始制造。NAD+ 使这成为可能。

  NAD+ 在将大分子转化为 ATP 方面的重要性可以通过它如何利用碳水化合物分解产生的能量来说明。碳水化合物被我们的消化系统分解成糖分子,最常见的是葡萄糖,有时还有果糖。

  葡萄糖穿过我们的血液,直到它渗透到我们的细胞中,通常是对胰岛素的反应。一旦进入细胞,通过一系列反应分解成越来越小的分子。在许多这些反应中,将葡萄糖结合在一起的化学键被破坏。NAD+利用这些键中捕获的能量来产生ATP。

  在涉及葡萄糖完全分解的 19 种反应中(糖酵解 → 丙酮酸转化为乙酰辅酶 A → 克雷布斯/柠檬酸/TCA 循环),NAD+ 参与其中 5 种。在这五个反应中,一个电子从分子中射出,被 NAD+ 分解并捕获。在这个过程中,NAD+ 被还原为 NADH,利用从断裂的化学键中释放出来的能量。

  NADH 携带从葡萄糖分解中获得的电子,并将它们捐赠给线粒体中参与产生 ATP(电子传输链)的酶链。这会将 NADH 氧化回 NAD+。最终,NADH 提供的电子能量被线粒体利用来产生 ATP(氧化磷酸化)。

  NMN中国概括

  总结 NAD+ 和 NADH 之间的一些差异:

  NADH 与氢化物结合,而 NAD+ 不与氢化物结合。

  NADH 积极携带电子,而 NAD+ 不携带电子。

  NADH 是 NAD+ 的还原形式。

  NAD+ 是 NADH 的氧化形式。

  总的来说,在代谢食物获取能量的背景下,NAD+和NADH是同一个分子,NADH只是NAD+的电子携带形式。