【功能】辅酶I的生理功能
2015/12/18 平光制药辅酶I

     1初识辅酶I—营养物质和能量代谢必需辅酶

     1904年诺贝尔奖获得者 Sir Arthur Harden 发现一种物质在酵母发酵中具有重要作用，并将其命名为辅酶I。这是人类历史上首次发现的辅酶，比辅酶Q₁₀的发现足足早了53年。限于技术原因，直到20世纪20年代，Hans von Euler-Chelpin 成功从酵母提取物中分离出辅酶I，并发现其二核苷酸的基本结构，大大加速了它的研究进展。30年代，Otto Warburg 和

     Christian 发现了辅酶I可以将氢离子转移到其它分子物质上，在氧化还原反应中具有重要作用，正式拉开辅酶I(NAD)生理功能研究的序幕。

     辅酶I(Coenzyme I ,NAD)，化学名为烟酰胺腺嘌呤二核甘酸或二磷酸烟苷,它在细胞物质和能量代谢方面的生理功能率先被科学家发现。作为生物催化反应必不可少的辅酶，参与上千种生理反应，如细胞三羧酸循环(TCA)、脂肪β氧化、酒精代谢等过程，在糖、脂肪、氨基酸等营养物质的代谢利用过程中具有重要作用。特别是线粒体内的辅酶I在TCA循环中接受电子传递还原成还原型辅酶I(NADH)，通过电子传递能够抑制自由基生成，增加谷胱甘肽含量，抑制细胞色素C从线粒体释放。同时，作电子传递链最重要的氢供体，1mol辅酶I可以参与生成3molATP，是细胞能量的重要来源。另外，辅酶I(NAD)在体内的代谢物如辅酶II(NADP(H))、烟酰胺(NAM)、ADP核糖等物质在人体细胞能量代谢、氧化压力调节和信号通路传递方面有着重要作用。

     2重识辅酶I—NAD⁺依赖性ADP核糖基转移酶唯一底物

    

     随着分子生物学研究技术的发展 ，辅酶I更多重要的生理功能被逐渐揭开。其中最重要的一项发现是一类二磷酸腺苷(ADP)核糖基转移酶只能利用它作为底物生成特定ADP核糖和烟酰胺，在不同组织细胞中发挥重要生理功能。这类酶被称为NAD+依赖性ADP核糖基转移酶，在体内主要有三种：1.ADP核糖基转移酶或聚ADP核糖基聚合酶(PARP),它利用辅酶I生成多聚ADP核糖基蛋白，参与DNA修复、基因表达、细胞周期进展、细胞存活、染色体重建和基因稳定性等；2.环ADP核糖聚合酶(cADP合酶)，它是由一对细胞外酶(淋巴细胞抗原CD38和CD157)组成，它们以辅酶I为底物生成环ADP核糖(重要的钙信号信使),在钙稳态维持和免疫应答方面具有重要生理意义；3.Ⅲ型组蛋白去乙酰化酶(Sirtuins)，它们是一类组蛋白去乙酰化酶，在哺乳动物内有7种不同的亚型(SIRT 1-SIRT 7)，利用辅酶I对蛋白进行去乙酰化和生成氧代乙酰基ADP核糖，调节多种细胞功能。如SIRT 1在辅酶I的参与下调节组蛋白的乙酰化状态，对增强心脏耐受氧化应激反应、调节心肌能量代谢及抗衰老等起着重要作用。Sirtuins对代谢平衡的调节将直接影响到与代谢相关的各种疾病。外源性给予辅酶I后，细胞内NAD含量得到有效提高，Sirtuins(如SIRT1和SIRT3)表达增多和活性增强，发挥细胞保护作用。如辅酶I含量增加会加强SIRT3活性，显著增加抗氧化剂、MnSOD 和过氧化氢酶表达，减轻氧化压力介导的心肌细胞或肾脏细胞凋亡。

    

    

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