輔酶Ⅰ(Nicotinamide Adenine Dinucleotide,簡稱 NAD?),作為輔酶 Ⅰ 系列的核心成員,是生命活動中的關鍵物質。在輔酶 Ⅰ 系列龐大的 “家族” 中,眾多成員相互協作、各司其職,共同維持著機體的正常運轉 。
NAD+:
作為輔酶Ⅰ的氧化形式,NAD+在脫氫酶催化反應中接收氫原子,參與糖酵解、三羧酸循環等過程,為能量代謝提供基礎。
NAD?在細胞能量代謝方面堪稱 “樞紐”,是連接糖酵解、三羧酸循環和氧化磷酸化等關鍵代謝途徑的橋梁。在糖酵解過程中,葡萄糖分解產生丙酮酸,此過程中 NAD?作為氫和電子的載體,將代謝過程中產生的氫和電子傳遞給后續的呼吸鏈,最終用于生成三磷酸腺苷(ATP),為細胞提供直接的能量來源。在三羧酸循環中,NAD?同樣參與多個反應步驟,促進乙酰輔酶 A 的*氧化分解,進一步釋放能量。而 NADH,正是 NAD?得到氫和電子后的還原態形式,它攜帶的高能電子會進入呼吸鏈,通過一系列電子傳遞反應,推動 ATP 的合成,是細胞能量生成過程中的重要中間產物。
NAD激酶(NADK):該酶催化NAD+磷酸化為NADP+,通過調節細胞內NAD+/NADP+平衡,影響氧化還原狀態和能量穩態。
它能夠催化 NAD?與 ATP 反應,使 NAD?磷酸化生成NADP?,NADP?在生物合成反應,如脂肪酸和Cholesterol的合成中,作為氫和電子的供體,參與還原反應。NAD - 蘋果酸脫氫酶(NAD - MDH)和 NADP - 蘋果酸脫氫酶(NADP - MDH)則在不同的代謝場景中發揮作用。NAD - MDH 主要參與三羧酸循環和糖異生過程,催化蘋果酸與草酰乙酸之間的可逆反應,同時伴隨著 NAD?與 NADH 的相互轉化;NADP - MDH 在光合作用的碳同化過程中至關重要,它利用光反應產生的還原力,將草酰乙酸還原為蘋果酸,推動碳同化的順利進行。
NAD-蘋果酸脫氫酶(NAD-MDH):
是一種依賴NAD+的脫氫酶,催化蘋果酸氧化為草酰乙酸,在蘋果酸穿梭和碳代謝中起關鍵作用。
NADH:
作為NAD+的還原形式,NADH攜帶氫原子,在呼吸鏈中傳遞電子,驅動ATP合成,是能量轉換的核心載體。
NADP-蘋果酸脫氫酶(NADP-MDH):該酶使用NADP+作為輔酶,參與還原性合成反應,如光合作用中的蘋果酸生成。
NADH氧化酶(NOX):該酶催化NADH的氧化,產生過氧化氫等活性氧,參與細胞信號傳導和應激響應。
乙醇:作為代謝底物,乙醇可通過脫氫酶途徑被氧化,生成乙醛和能量。
乙醇脫氫酶(ADH):ADH以NAD+為輔酶,催化乙醇氧化為乙醛,在酒精代謝中起始脫氫步驟。
乙醛脫氫酶(ALDH):ALDH進一步催化乙醛氧化為乙酸,同樣依賴NAD+作為輔酶,完成乙醇的*降解并生成NADH。
除了能量代謝,輔酶 Ⅰ 系列在 DNA 修復和基因表達調控方面也發揮著重要作用。隨著年齡的增長,細胞內的 NAD?水平會逐漸下降,這會影響到 DNA 修復酶的活性,使得 DNA 損傷無法及時修復,進而加速細胞衰老和機體的老化進程。而充足的 NAD?可以激活一類名為 sirtuins 的長壽蛋白,這些蛋白通過去乙酰化作用調控基因表達,參與細胞周期調控、抗氧化應激和抗炎反應等過程,有助于維持細胞健康和機體的年輕態。