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1094-61-7 / NMN/β-煙酰胺單核苷酸最全科普(下)

補充NDA+有哪些方式?

NAD+有這么多作用,我們應該如何補充它?又為何選擇NMN?

NMN/β-煙酰胺單核苷酸最全科普(下)

依然先介紹合成NAD+的主要途徑:

NAD+的合成根據(jù)不同合成原料分為補救途徑、從頭合成途徑和Preiss-handler途徑。

a)從頭合成途徑:將色氨酸(Trp)轉化為喹啉酸(QA),然后通過喹啉酸-磷酸核糖基轉移酶(QPRT)轉化為NAMN。NAMN轉換為NAAD,并最終經(jīng)由NAD+合成酶(NADS)催化生成NAD+。

b)P-H合成途徑(又叫NA補救途徑):煙酸(NA)經(jīng)NAPRT、NMNAT、NADS(NAD合成酶)合成NAD+。

c)補救合成途徑(又叫NR補救途徑):煙酰胺核糖(NR)或煙酰胺(NAM)經(jīng)NRK(煙酰胺核苷激酶)或NAMPT、NMNAT合成煙酰胺單核苷酸(NMN),NMN經(jīng)NMNAT1-3酶合成NAD+。

此外煙酸核苷(NAR)通過NRK催化也能產(chǎn)生NAMN,隨后經(jīng)1中的酶促反應合成NAD+。

NMN/β-煙酰胺單核苷酸最全科普(下)

PNP:嘌呤核苷磷酸化酶;NRK:煙酰胺核苷激酶;QPRT:喹啉酸磷酸核糖轉移酶NAPRT:煙酸磷酸核糖轉移酶;NAMPT:煙酰胺磷酸核糖轉移酶;NMNAT:煙酰胺單核苷酸腺苷酰轉移酶

而NAD+的體內合成具有組織異質性:

NMN/β-煙酰胺單核苷酸最全科普(下)

哺乳動物各個組織器官NAD(H)濃度

哺乳動物各組織器官對NAD+原料的偏好性,主要和它們表達的NAD合成酶組織特異性有關。

肝臟使用色氨酸從頭合成NAD+,在合成-使用NAD+循環(huán)過程中分泌大量NAM(煙酰胺),這些煙酰胺可以隨循環(huán)被其他器官組織攝取利用。

內源性煙酸(NA)在血液-組織器官的相互交換很少很慢,大多數(shù)組織器官并不依靠血液中的NA合成NAD。

肝臟以外的其他組織較為依賴循環(huán)系統(tǒng)輸送的NAM合成NAD。骨骼肌是攝取NAM合成NAD+效率最低的組織,小腸和脾臟是利用NAM合成NAD+效率最高的組織。

NMN/β-煙酰胺單核苷酸最全科普(下)

哺乳動物各個組織器官NAD(H)各種合成酶的表達

哪些器官喜歡NMN,哪些不喜歡?

NMN的合成酶、消耗酶也具有組織特異性:

NMN在全身組織、器官中有廣泛的分布,且從胚胎發(fā)育時期就存在于多種細胞中。

對NAD+前體在各種組織和細胞內的代謝和生物分布知之甚少,相比之下了解較多的是NMN的合成酶NAMPT和NRKs,以及NMN消耗酶NMNATs的表達。

(1)NAMPT

NAMPT在體內無所不在,但組織間表達水平存在較大差異。在腦和心臟,NAMPT依賴的補救途徑是產(chǎn)NAD+的首選模式;而在骨骼肌,NRK依賴的補救途徑是產(chǎn)NAD+的首選模式。

(2)NMNATs(NMN消耗酶)

小鼠組織代謝譜表明,NMNAT亞型的活性遠高于NAMPT,且除血液外,大多數(shù)組織中NMNAT亞型的活性不受限制。

(3)NRKs

NRK亞型的表達分析表明NRK1無所不在,而NRK2主要存在于骨骼肌中。與此一致的是,慢性NR補充引起肌肉的NAD +水平增加,但在大腦或白色脂肪組織收效甚微。

口服NMN對NAD+的促進:

雖然不能在血清中檢測到完整結構的NMN,口服NMN仍能夠很快(15min)提高雌性、雄性小鼠的NAD+水平:

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NMN如何進入細胞?

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NMN進入細胞的不同途徑

NMN在某些細胞表面有膜轉運體,能直接將NMN轉入細胞內,所以NMN有兩種進入細胞的方式:

①通過轉運體直接進入細胞:在2019年初,nature metabolism一篇論文證實了該想法,文章發(fā)現(xiàn)小鼠小腸內有NMN特異性轉運體存在,叫做Slc12a8,這是一種氨基酸和多胺轉運體,對NMN有很高的選擇性,并不轉運和NMN結構甚為相似NaMN。

②通過細胞膜表面的CD73去磷酸化為NR(通過平衡核苷轉運蛋白ENTs)進入細胞內,隨后再通過細胞質的NRK酶催化為NMN,進入線粒體被利用(線粒體無NRK)。

NAM既是NMN的前體,又是NAD+經(jīng)NADase活性消耗途徑CD38水解后的產(chǎn)物。因此NAD+的合成、利用、再生是一個

涉及胞內胞外的循環(huán)。

NMN/NR→NAD+→NAM→NMN

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