辅酶NAD+与NADH的关联与作用

  烟酰胺腺嘌呤二核苷酸/NAD+是一种在每个活细胞中发现的辅酶,与NADH如同一枚硬币的两面,NAD+是氧化态,NADH是还原态,两者都是细胞能量的中要来源。

  NAD +和NADH如何帮助产生细胞能量?

  NAD+转化为 NADH,反之亦然,是 ATP生成过程中的一种重要反应。你所吃的食物经过三个阶段转变为能量:糖酵解、克雷布斯循环和电子传递链。NADH分子通过 NAD+与糖酵解反应而生成。与此同时,所有的 NADH分子在电子传输链中随后分解成 NAD+,从而生成 H+和一对电子。H+被用来推动一种位于线粒体内层的“泵”,以 ATP形式产生大量能量。当 H+在泵中循环时,他们将与电子和氧分子结合,形成水。这三个阶段呼吸都会产生 ATP。但 ATP的最高产量来自于电子传输链。

  NAD+和 NADH也用于这个细胞,而非 ATP产生。举例来说,乙醇脱氢酶(ADH)和醛脱氢酶(ALDH)酶都使用 NAD+作为氧化剂,从而把酒精饮料中的乙醇分解成低毒化合物,称为乙酸盐。NAD+在每一种酶促反应中,都有电子和乙醇中 H+形成 NADH。

辅酶NAD+与NADH的关联与作用

  NAD + / NADH比率

  机体对 NAD+和 NADH的需求会影响二者的比例,从而对细胞健康和生物学过程产生多种影响。举例来说,过量饮酒可能导致 NAD+/NADH在细胞质中的比例下降,因为 NAD+过度地将 NAD+氧化成 NADH。但 NAD+/NADH所占的比重很大。在现实中,它在细胞中不同位置有很大的差别。

  而消耗NAD+的酶(比如沉默调节蛋白)也需要NAD+来正常工作。不同于乙醇脱氢酶和细胞呼吸反应,它们不发生氧化还原反应,使用NAD+不产生NADH。反之,他们将NAD+分解成一个副产物烟酰胺(维生素B3的一种形式)。烟酰胺会在回收路径中循环,从而重建NAD+。在NAD+数量较少且NAD+/NADH含量较低的情况下,这些酶的正常功能可能受到不利影响。

  但NAD+/NADH所占的比重很大。事实上,这改变了细胞不同部位间的混乱状态。

  关于NAD+研究,1967年,克雷布等人完成了实验。(对,正如《克雷布斯循环》中的克雷布斯中述),研究了老鼠线粒体和细胞质之间的比例有多少变化,由此得出结论:线粒体比例可防止外部压力,如饥饿时,细胞质比例已被严重消耗。倍的压力。

  (到目前为止,还没有能对这种动物的研究进行推论。)事实上,即使NAD+细胞质池严重耗尽,线粒体NAD+水平也能稳定地维持三天。NAD+/NADH比例的改变对线粒体没有任何影响,这被认为是因为NAD+/NADH比值的改变对线粒体没有任何影响。

  虽然与比值的调整有关,科学家们仍认为,这项发现只是让人对这个比例更加好奇。这篇关于线粒体NAD+动态调控的论文,研究者们总结道:“现有的知识使得很多紧迫的问题得不到解决。”

  但较高的比例有助于产生更多的能量,最近发表的人类研究也发现NAD+不只是随年龄而减少,NADH实际上也在增加。NAD+/NADH比值也随之下降。所以,比例的失衡将影响细胞对NAD+的利用能力。

  提高NAD+的技术(如烟酰胺核糖(或简称NR))等NAD+的技术已经引起了广泛的关注,因为它对于细胞健康至关重要。已经表明补充人体NAD+会增加。

  NAD+和NADH都是ATP和其它生物学过程创建的关键,党科学家对辅酶NAD+深入研究时,也会对NADH进行试验对比,但整体上辅酶NAD+对健康的帮助作用是目前科学家所证实的关键分子。