-Nicotinamide adenina dinucleotide, noto anche come -nad, è un coenzima vitale coinvolto in numerose reazioni metaboliche cellulari. Con la formula molecolare C21H27N7O14P2 e un peso molecolare di circa 663,43 g/mol, svolge un ruolo cruciale nella produzione di energia e nei processi cellulari.
Questo coenzima esiste principalmente in due forme: ossidato (NAD+) e ridotto (NADH o NADH+H+). Nel suo stato ossidato, NAD+ funge da accettore di elettroni, mentre nello stato ridotto, NADH funziona come donatore di elettroni. Questa interconversione è essenziale per vari percorsi metabolici, tra cui glicolisi, ossidazione e ciclo di acido tricarbossilico (TCA), facilitando il trasferimento di ioni idrogeno e promuovendo la sintesi di ATP, la valuta energetica delle cellule.
-NAD è altamente solubile in acqua ma insolubile in solventi organici come l'acetone. È stabile in condizioni asciutte e soluzioni neutre o leggermente acide, ma incline al degrado in ambienti alcalini e al riscaldamento. I suoi picchi di assorbimento a 259 nm (ε17800) e 230 nm (ε8000) a pH 7,5, fornendo una base per la sua analisi quantitativa.
Inoltre, -NAD è fondamentale nel mantenere la salute e la funzione cellulare. Come cofattore per gli enzimi deidrogenasi, supporta varie reazioni biochimiche, aiutando l'ossidazione di alcoli, come l'etanolo. La ricerca ha dimostrato che il mantenimento di livelli adeguati di -nad o i suoi precursori come il mononucleotide di nicotinamide (NMN) possono rallentare l'invecchiamento cellulare, migliorare la funzione mitocondriale e migliorare la salute metabolica.
In sintesi, -nicotinamide adenina dinucleotide è un coenzima fondamentale nel metabolismo cellulare, facilitando la produzione di energia e supportando vari processi biochimici che sono fondamentali per mantenere la salute e la funzione cellulare.
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| Formula chimica | C21H28N7O14P2- |
| Messa esatta | 664.12 |
| Peso molecolare | 664.44 |
| m/z | 664.12 (100.0%), 665.12 (22.7%), 666.12 (2.9%), 665.11 (2.6%), 666.12 (2.5%) |
| Analisi elementare | C, 37.96; H, 4.25; N, 14.76; O, 33.71; P, 9.32 |
La nicotinamide adenina dinucleotide è coinvolta in varie attività fisiologiche come il metabolismo cellulare, la sintesi di energia e la riparazione del DNA cellulare e svolge un ruolo importante nella capacità immunitaria del corpo. In condizioni sane, la concentrazione di nicotinamide adenina dinucleotide nel corpo umano è stabile, mantenendo le normali funzioni di varie cellule. La concentrazione di nicotinamide adenina dinucleotide nel corpo determina il processo e l'estensione dell'invecchiamento cellulare e una diminuzione della concentrazione accelererà il processo di invecchiamento cellulare. Gli studi hanno dimostrato che NAD+ ha un effetto protettivo sull'infarto renale causato dalla chirurgia ischemica e può ridurre significativamente i livelli sierici di azoto di urea e creatinina; NAD+ ha un effetto protettivo sul danno tubulare renale causato dalla chirurgia ischemica. NAD+ può effettivamente proteggere il danno renale causato dall'ischemia renale e NAD+ ha un importante valore di applicazione nella preparazione di farmaci per prevenire e curare il danno ischemico renale. Inoltre, la nicotinamide adenina dinucleotide ha alcune applicazioni nella preparazione di farmaci per il trattamento del dolore infiammatorio. NAD+ è coinvolto nella regolazione dell'espressione di formalina e adiuvante completa di Freund (CFA) attraverso NAD +- DeaceTilasi dipendenti SIRT1 e SIRT2. Dolore infiammatorio indotto, mentre SIRT1 e SIRT2 partecipano all'effetto inibitorio di NAD+ sul dolore infiammatorio attraverso diversi meccanismi, ottenendo così un effetto analgesico sul dolore infiammatorio.
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Vettore di elettroni: -NADH funge da trasportatore di elettroni nelle vie metaboliche, in particolare nel ciclo di glicolisi, ossidazione e acido citrico (ciclo Krebs). Dona elettroni durante la fosforilazione ossidativa, facilitando la produzione di ATP, la valuta energetica delle cellule.
Funzione mitocondriale: -NADH è essenziale per mantenere la funzione mitocondriale e la produzione di energia. Viene spesso definito "vitamina mitocondriale" a causa del suo ruolo nella sintesi di ATP attraverso la fosforilazione ossidativa.
ADP-ribosilazione: -NAD+ (la forma ossidata di -NADH) funge da substrato per l'ADP -ribosiltransferasi, che sono coinvolti in vari processi cellulari come la trasduzione del segnale e la riparazione del DNA.
Attività poli (ADP-ribosio) polimerasi (PARP): -NAD+ è utilizzato dagli enzimi PARP per sintetizzare poli (ADP -ribosio), un polimero che svolge un ruolo nella riparazione del DNA e nelle risposte allo stress cellulare.
Saggio di attività enzimatica: -NADH è spesso usato nei test biochimici per misurare l'attività degli enzimi deidrogenasi. La differenza di assorbanza a 340 nm tra NAD+ e NADH può essere utilizzata per monitorare il progresso delle reazioni catalizzate dalla deidrogenasi.
Kit diagnostici: -NADH è un componente in vari kit diagnostici utilizzati per rilevare analiti come lattato deidrogenasi (LDH), transaminasi glutammica-piruvica (ALT), transaminasi glutammica-ossaloacetica (AST) e altri. Questi kit si basano sulle reazioni catalizzate dalla deidrogenasi che coinvolgono -nadh.
Potenziali effetti anti-invecchiamento: La ricerca suggerisce che i precursori -nad+ possono avere effetti anti -invecchiamento aumentando i livelli NAD+ nelle cellule, che possono migliorare il metabolismo energetico e ridurre lo stress ossidativo.
Malattie neurologiche: -NAD +- Gli enzimi dipendenti sono coinvolti nella regolazione delle malattie neurodegenerative come l'Alzheimer e il Parkinson. Le strategie per aumentare i livelli -NAD+ vengono esplorate come potenziali approcci terapeutici.
Biologia del cancro: -Nad+ e i suoi enzimi correlati svolgono ruoli cruciali nel metabolismo e nella progressione del cancro. Comprendere questi ruoli può portare a nuove strategie terapeutiche per il trattamento del cancro.
Biotecnologia: -NADH viene utilizzato in processi biotecnologici come la fermentazione e le bioconversioni, dove funge da cofattore per vari enzimi coinvolti nella produzione di sostanze chimiche e carburanti.
Industria alimentare e delle bevande: -NADH può avere potenziali applicazioni nell'industria alimentare e delle bevande, in particolare per migliorare il valore nutrizionale e la durata di conservazione dei prodotti attraverso le sue proprietà antiossidanti e di potenziamento energetico.
Metodo di sintesi
Interruzione cellulare
Immergi le cellule di lievito in una soluzione acquosa di acido cloridrico per 0,5-2,5 ore, eseguono il trattamento di rottura della parete delle cellule di differenza di temperatura, filtro con membrana ceramica e ottengono una soluzione chiara A prendendo il filtrato.
01
Concentrazione
Ultrafiltrazione di soluzione chiara A ottenuta in S1, nanofiltrazione di ultrafiltrato per ottenere la soluzione concentrata B e regolazione del pH della soluzione concentrata da B a 2-2,5 con soluzione acquosa di acido cloridrico per ottenere una soluzione concentrata C.
02
Eluizione
Passa Soluzione concentrata C ottenuta in S2 a colonna di resina D152, elui con acqua di ammoniaca, raccogli l'eluata d e usa una chimica dell'acido idroclorico dopo aver regolato il pH dell'eluente d a 7-8 con una soluzione acquosa albook, passare attraverso una colonna di resina 717, eluire con soluzione acquosa di cloruro di potassio e raccogliere la soluzione completa E. E.
03
Separazione
Nanofiltrazione La soluzione completa E ottenuta in S3 per ottenere una soluzione concentrata F; Regolare il pH della soluzione concentrata F a 1-3 con una soluzione acquosa di acido nitrico, aggiungere acetone per le precipitazioni e centrifuga per ottenere G.
04
Purificazione
Sciogliere il solido G ottenuto in S4 in acqua, passare attraverso la cromatografia preparativa, desalto, separare, raccogliere la soluzione separata, concentrare e congelare per ottenere nicotinamide adenina dinucleotide.
05
-Nicotinamide adenina dinucleotide, comunemente abbreviato come -nad o NADH, presenta una significativa attività biologica all'interno di vari processi biochimici. Ecco una panoramica delle sue bioattività chiave:
In primo luogo, -Nadh funge da cofattore cruciale in numerose reazioni redox. Funziona come donatore di elettroni e accettore, facilitando il trasferimento di elettroni nei percorsi metabolici. Questo ruolo è vitale nei processi di produzione di energia come la glicolisi, l'ossidazione e il ciclo dell'acido tricarbossilico (TCA). Durante questi processi, -NADH dona elettroni, che vengono quindi sfruttati per generare ATP, la valuta energetica delle cellule.
In secondo luogo, -NADH funge da donatore di unità ADP-ribosio nelle reazioni dell'ADP-ribosilazione. Questa reazione è significativa in vari processi cellulari, tra cui la riparazione del DNA e la regolazione della funzione proteica. Donando unità ADP -ribosio, -NADH aiuta a modificare proteine e altre biomolecole, influenzando così la loro attività e funzione.
Inoltre, -NADH è anche un precursore dell'ADP ciclico, una molecola di segnalazione coinvolta nella segnalazione del calcio e nella regolazione della secrezione di insulina. Il suo ruolo nella segnalazione del calcio è particolarmente importante per mantenere l'omeostasi cellulare e regolare vari processi fisiologici.
Inoltre, -NADH svolge un ruolo nella sintesi e nella riparazione del DNA. Supporta l'attività degli enzimi coinvolti nella replicazione e nella riparazione del DNA, garantendo la stabilità e l'integrità del materiale genetico.
Inoltre, -NADH è stato implicato nell'invecchiamento e nella longevità. Gli studi hanno dimostrato che il mantenimento di livelli adeguati di -NADH può ritardare i processi di invecchiamento e promuovere la salute cellulare. Ciò è attribuito al suo ruolo nella produzione di energia e al mantenimento dell'omeostasi cellulare.
In sintesi, -nicotinamide adenina dinucleotide presenta diverse attività biologiche, svolgendo un ruolo fondamentale nel metabolismo energetico, reazioni di ribosilazione ADP, segnalazione di calcio, riparazione del DNA e processi di invecchiamento. La sua importanza nel mantenere la salute cellulare e la funzione sottolinea il suo significato nei sistemi biologici.
Strategie per aumentare i livelli NAD+
► Interventi dietetici
Nicotinamide riboside (NR) e nicotinamide mononucleotide (NMN):
Precursori che bypass limitano le fasi della sintesi NAD+, aumentando efficacemente i livelli NAD+ nei topi e nell'uomo.
Cibi ricchi di triptofano:
Turchia, uova e formaggio forniscono triptofano per la sintesi de novo nad+.
Fasti intermittenti e restrizioni caloriche:
Questi regimi dietetici attivano sirtuins, aumentando il fatturato NAD+.
► Esercizio e attività fisica
L'esercizio aerobico migliora la biogenesi mitocondriale e la sintesi NAD+ attraverso l'attivazione di AMPK e PGC-1, migliorando la salute metabolica.
► Approcci farmacologici
Attivatori Nampt:
Composti come P7C3 migliorano l'attività di NAMPT, aumentando il salvataggio NAD+.
Inibitori del PARP:
Farmaci come Olaparib riducono il consumo di NAD+ inibendo la sovra attivazione del PARP.
Inibitori del CD38:
Agenti sperimentali come il blocco 78C CD38, preservando i livelli NAD+.
► Supplementazione con precursori NAD+
Supplementi NR e NMN:
Gli studi clinici dimostrano che NR (300-1000 mg/die) aumenta NAD+ fino al 60% nell'uomo.
Resveratrolo:
Un polifenolo che attiva SIRT1, promuovendo indirettamente l'utilizzo di NAD+.
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