Nicotinamide Adenine Dinucleotide: Fungsi & Penyakit

Nikotinamide adenine dinucleotide mewakili koenzim penting dalam konteks metabolisme tenaga. Ia berasal dari niasin (vitamin B3, asid nikotinik amida). Kekurangan vitamin B3 mengakibatkan simptom pellagra.

Apa itu nikotinamida adenin dinukleotida?

Nicotinamide adenine dinucleotide adalah koenzim yang memindahkan ion hidrida (H-) sebagai sebahagian daripada metabolisme tenaga. Ia terdapat di setiap sel dan terutama di mitokondria. Nicotinamide adenine dinucleotide atau NAD selalu terdapat dalam keseimbangan NAD + / NADH. Di sini, NAD + adalah bentuk teroksidasi dan NADH adalah bentuk berkurang. Dalam tindak balas pengoksidaan, NAD + diturunkan menjadi NADH dengan menerima satu proton (H +) dan dua elektron (2e-). Secara rasmi, ini adalah pemindahan ion hidrida (H-). NADH sangat bertenaga dan mengalihkan tenaganya ke ADP untuk membentuk ATP. Walaupun NAD + kebanyakan terdapat di sitosol, NADH terutama terdapat di mitokondria. NAD terdiri daripada dua nukleotida. Satu nukleotida mengandungi nitrogen asas adenin, sementara di nukleotida nikotinamida lain secara glikosidik terikat pada gula. Ribosa bertindak sebagai gula. Kedua-dua nukleotida dihubungkan oleh fosfat kumpulan. Cincin itu nitrogen pada asid nikotinik amida residu dicas positif dalam bentuk teroksida. Bentuk ini (NAD +) lebih rendah tenaga daripada bentuk berkurang (NADH) kerana cincin aromatik.

Fungsi, tindakan, dan peranan

Nikotinamide adenine dinucleotide membentuk pasangan redoks NAD + / NADH. Dalam proses ini, potensi redoks bergantung pada nisbah kedua komponen tersebut. Sekiranya nisbah NAD + / NADH besar, terdapat kapasiti pengoksidaan yang tinggi. Semakin kecil nisbahnya, semakin tinggi kapasiti pengurangan. Kedua-dua tindak balas pengoksidaan dan reaksi penurunan mesti berlaku secara serentak dalam sistem biologi. Walau bagaimanapun, pasangan redoks tunggal tidak dapat menjamin ini. Oleh itu, reaksi individu dengan kofaktor redoks berbeza berlaku secara berasingan. Di sitosol terdapat terutamanya bentuk teroksidasi, sementara di mitokondria bentuk yang dikurangkan mendominasi. Dalam sistem redoks ini, penyanggaan tenaga berlaku berulang kali. NAD + secara serentak menyerap tenaga dengan ion hidrida (proton + 2 elektron) untuk penyimpanan perantaraan. Tenaga berasal dari degradasi substrat kaya tenaga seperti karbohidrat or asid lemak sebagai sebahagian daripada rantai pernafasan. Apabila H- teroksidasi dan dibebaskan, tenaga dipindahkan ke ADP untuk membentuk ATP yang kaya dengan tenaga. ATP adalah gudang tenaga terpenting, yang, dengan membebaskan tenaganya semasa membentuk ADP kembali, merangsang reaksi yang memakan tenaga (membina zat tubuh sendiri) atau kerja mekanikal (kerja otot, pergerakan organ dalaman) atau pembentukan haba di dalam badan. Melalui potensi redoksnya, nikotinamid adenine dinucleotide memastikan sebilangan besar tindak balas redoks yang membolehkan pengeluaran tenaga yang teratur dalam rantai pernafasan. Tenaga itu berulang kali disimpan buat sementara waktu dan dibebaskan secara terpilih apabila diperlukan.

Pembentukan, kejadian, dan sifat

Biosintesis NAD + berlaku dari asid nikotinik atau nikotinamide (niasin, vitamin B3) dan juga dari asid amino tryptophan. Kedua-dua bahan tersebut harus diserap oleh badan kerana tidak terbentuk semasa metabolisme. Tryptophan adalah asid amino penting dan niasin adalah vitamin. Sekiranya bahan aktif ini hilang di diet, gejala kekurangan berlaku. Keperluan harian vitamin B3 bergantung pada metabolisme tenaga badan. Semakin banyak tenaga yang diperlukan oleh badan, semakin banyak niasin mesti dibekalkan. Unggas, ikan, produk tenusu, cendawan dan telur khususnya mengandungi banyak niasin. Tetapi vitamin B3 juga terdapat di kopi, kacang tanah dan kekacang. Walau bagaimanapun, gejala kekurangan jarang berlaku kerana asid amino tryptophan juga boleh membentuk NAD. Tryptophan juga terdapat dalam jumlah yang mencukupi dalam makanan yang disebutkan di atas. Nicotinate D-ribonucleotide dapat disintesis dari kedua bahan permulaan, yang merupakan titik permulaan untuk sintesis NAD +.

Penyakit dan gangguan

Kerana nikotinamida adenin dinukleotida memainkan peranan penting dalam metabolisme tenaga, kekurangannya menyebabkan serius kesihatan gangguan. Sebagai tambahan kepada fungsinya sebagai kedai tenaga perantaraan, ia turut serta sebagai koenzim 1 dalam lebih daripada 100 reaksi enzimatik yang berbeza. Selain pengaruhnya terhadap pengeluaran tenaga, ia juga merangsang sintesis neurotransmitter dopamin, adrenalin or serotonin. Oleh itu, ia mempunyai kesan merangsang dalam situasi tekanan, kegelisahan, keletihan. Ia juga menguatkan sistem imun, hati fungsi, sistem saraf dan juga bertindak sebagai antioksidan. Melalui pembentukan neurotransmitter ia bertambah baik otak fungsi. The memori prestasi, kepekatan dan kemampuan berfikir menjadi lebih baik. Pengalaman positif juga dibuat Penyakit Parkinson. Kajian menunjukkan bahawa gejala bertambah baik selepas NADH pentadbiran. Walaupun kekurangan NAD jarang berlaku pada masa kini, ini boleh berlaku sekiranya diet yang sangat tidak seimbang. Sebagai contoh, sehingga awal abad kedua puluh, penyakit misteri yang disebut pellagra berlaku, terutamanya di Mexico. Dengan perubahan diet kepada jagung, sebahagian besar penduduk Mexico menderita kepekatan dan gangguan tidur, hilang selera makan, mudah marah, perubahan kulit dengan dermatitis, cirit-birit, kemurungan, dan keradangan dari mulut dan gastrousus mukosa. Sebabnya ialah bekalan elektrik yang banyak jagung. dalam jagung, kedua-dua niasin dan triptofan hanya terdapat dalam jumlah kecil. Akibatnya, pembentukan NAD + terganggu. Setelah penyebabnya dikenal pasti, diet ditukar lagi. Kadang-kadang, berlebihan vitamin B3 mengakibatkan a kulit kesan vasodilator, yang juga dikenali sebagai flush. Kejatuhan darah tekanan dan pening mungkin juga berlaku. Gejala ini adalah penyataan peningkatan pengeluaran tenaga oleh NAD +. Walau bagaimanapun, kesan toksik tidak dapat dilihat walaupun pada dos yang sangat tinggi.