NAD+ простыми словами: кофермент, а не пептид

Коротко: NAD+ (никотинамидадениндинуклеотид) — не пептид, а кофермент: молекула из двух нуклеотидов массой 663,4 Да. NAD+ есть во всех живых клетках. Он переносит электроны, превращаясь в NADH и обратно, а ещё его расходуют ферменты — сиртуины, PARP и CD38. Его изучают в связи со старением, обменом веществ и нейродегенерацией. Мы поставляем NAD+ во флаконе 1000 мг (лиофилизат) только для лабораторных исследований in vitro.

Несколько слов, без которых не обойтись

• Нуклеотид — «кирпичик» ДНК и РНК: азотистое основание, сахар и фосфат.
• Динуклеотид — два нуклеотида, сшитые вместе. Так устроен NAD+: никотинамидмононуклеотид (NMN) и аденозинмонофосфат (AMP) соединены пирофосфатным мостиком — парой фосфатов, по одному от каждого.
• Кофермент — небольшая молекула-помощник, без которой фермент (белок, ускоряющий реакцию) не сработает. NAD+ похож на челнок: забирает электроны в одной реакции и отдаёт их в другой.
• Пептид — короткая цепочка аминокислот. В NAD+ нет ни одной аминокислоты, поэтому пептидом он не является.

Для чего исследуют NAD+

Первую связь NAD+ с болезнью нашли почти сто лет назад: в 1937 году биохимик Конрад Эльвейем (Conrad Elvehjem) установил, что пеллагру (дерматит, диарея, деменция) вызывает нехватка в пище ниацина, витамина B3, и что при ней падает уровень NAD+ (обзор 2021 года, PMID 33353981).

• Старение. По данным того же обзора, с возрастом уровень NAD+ в тканях снижается — и у грызунов, и у людей. Авторы связывают этот спад с возрастными болезнями: ухудшением когнитивных функций, раком, болезнями обмена веществ, саркопенией (возрастной потерей мышечной массы) и старческой хрупкостью. Главной причиной спада называют фермент CD38, расщепляющий NAD+: с возрастом его в тканях млекопитающих становится больше.
• Обмен веществ. По данным обзора 2023 года, в опытах на лабораторных животных повышение уровня NAD+ с помощью предшественников улучшало обмен глюкозы и жиров и ослабляло вызванные диетой диабет, диабетическую болезнь почек и стеатоз печени, или жировой гепатоз (PMID 37364580).
• Нейродегенерация. Снижение NAD+ описано при болезнях Альцгеймера и Паркинсона, боковом амиотрофическом склерозе и в моделях ускоренного старения. В опытах на мышах после повреждения аксона (длинного отростка нервной клетки) фермент SARM1 быстро расщепляет NAD+, и это ключевой шаг гибели аксона (PMID 33353981).

Испытания на людях, перечисленные ниже, проверяли не сам NAD+, а его предшественники NMN и NR. Все четыре — рандомизированные, с плацебо:

• NMN (2021), 10 недель: 25 женщин в постменопаузе с предиабетом и лишним весом или ожирением; 13 в группе NMN, 12 в группе плацебо. Чувствительность мышц к инсулину выросла, в группе плацебо — нет (PMID 33888596).
• NR (2018), 12 недель: 40 мужчин 40–70 лет с ожирением. Серьёзных нежелательных явлений из-за NR не было, анализы крови на безопасность остались в норме (PMID 29992272).
• NR (2019), 21 день: 12 пожилых мужчин. Продуктов обмена NAD+ в мышцах стало больше, воспалительных цитокинов в крови — меньше. По выводу авторов, NR доходит до мышц пожилых людей и действует противовоспалительно (PMID 31412242).
• NR (2022), 30 дней, испытание NADPARK первой фазы: 30 человек с недавно выявленной болезнью Паркинсона. NR хорошо переносился, уровень NAD в мозге достоверно вырос, а воспалительных цитокинов в крови и спинномозговой жидкости стало меньше. У тех, у кого NAD в мозге вырос, авторы отметили «лёгкое клиническое улучшение» и призвали проверить NR в более крупном испытании (PMID 35235774).

Что известно на сегодня. По обзору 2023 года, первые исследования на людях показали, что уровень NAD+ в крови и некоторых тканях можно безопасно повысить предшественниками. Авторы видят в этих данных основание для достаточно крупных рандомизированных испытаний (PMID 37364580). В базе одобренных лекарств FDA (США) препаратов с NAD+ нет.

Это результаты исследований и клинических испытаний, как их сообщили авторы. К нашему реагенту они не относятся и не являются рекомендацией.

Что NAD+ делает в клетке

Переносит электроны: NAD+ и NADH. NAD+ принимает гидрид-ион (два электрона и протон) и становится NADH. Это окисленная и восстановленная формы одной молекулы; «+» в названии — положительный заряд никотинамидного кольца окисленной формы. В паре с NAD+ работают дегидрогеназы — ферменты путей распада глюкозы, жирных кислот и других молекул. Затем NADH отдаёт электроны в дыхательную цепь митохондрий, где образуется АТФ. В этой работе молекула не расходуется, а ходит по кругу.

Расходуется ферментами: сиртуины, PARP, CD38. Для них NAD+ — сырьё: ферменты разрезают молекулу, и от неё отщепляется никотинамид.

• Сиртуины снимают с белков ацетильные и другие ацильные группы; на каждую такую реакцию уходит одна молекула NAD+.
• PARP (поли(ADP-рибоза)-полимеразы), прежде всего PARP1, в ядре откликаются на повреждения ДНК и участвуют в их починке, поэтому при сильных повреждениях расход NAD+ резко растёт.
• CD38, CD157 и SARM1 относят к NAD-гликогидролазам — ферментам, которые расщепляют NAD+; часть продуктов CD38 служит сигнальными молекулами.

Откуда клетка берёт NAD+: путь спасения

Готовый NAD+, как пишут авторы обзора 2021 года, через мембрану клетки не проходит, поэтому клетка собирает его сама. Из аминокислоты триптофана его строят в основном клетки печени, а большинство других клеток — из никотинамида: он остаётся после работы сиртуинов, PARP и CD38 и приходит с кровью из печени. Переработку никотинамида называют путём спасения (salvage):

1. фермент NAMPT превращает никотинамид в NMN — этот шаг задаёт скорость всего пути;
2. ферменты NRK1 и NRK2 превращают в NMN никотинамидрибозид (NR) — этот путь описали в 2004 году (PMID 15137942);
3. ферменты NMNAT1–3 достраивают NMN до NAD+.

Молекула	Масса
NAD+ (NMN + AMP)	663,4 Да
NMN, никотинамидмононуклеотид	334,22 Да
NR, никотинамидрибозид	255,25 Да
Никотинамид (ниацинамид), форма витамина B3	122,12 Да

Всё это описывает обмен веществ в живой клетке по данным обзоров, а не действие нашего реагента.

Как устроена молекула

Параметр	Значение
Что это	Динуклеотидный кофермент, не пептид
Другие названия	Nadide, кофермент I, дифосфопиридиннуклеотид (DPN)
Формула	C21H27N7O14P2
Масса молекулы	663,4 Да (дальтон — единица массы молекул)
CAS	53-84-9 (номер в международном химическом справочнике)
Наш флакон	1000 мг, лиофилизат

Что с ним делают в лаборатории

Типичные опыты с NAD+:

• анализы дегидрогеназ — NAD+ добавляют как кофермент и по росту поглощения света при 340 нм следят, как он превращается в NADH; так, например, измеряют активность альдегиддегидрогеназы (PMID 2222842);
• анализы сиртуинов, PARP и CD38 — NAD+ служит субстратом, а активность фермента считают по продуктам реакции, например по выделившемуся никотинамиду, или по свечению продукта, который даёт флуоресцентный вариант NAD+ (PMID 30097862, PMID 12893171);
• измерение NAD+ в пробах крови, мочи и спинномозговой жидкости — методом жидкостной хроматографии с масс-спектрометрией; для точного счёта нужны стандарты, то есть эталонные вещества (PMID 34073099).

Это работа in vitro, то есть «в пробирке»: с очищенными ферментами, растворами и пробами. Сухой реагент растворяют один раз, чтобы получить рабочий раствор для опыта.

NAD+, MOTS-c и SS-31

Рядом с NAD+ в каталоге стоят MOTS-c и SS-31. Их тоже изучают в связи с митохондриями, но это пептиды: MOTS-c — цепочка из 16 аминокислот, закодированная в ДНК митохондрий, а SS-31 — синтетическая цепочка из 4. Подробнее — в статьях «MOTS-c простыми словами: пептид из митохондрий» и «SS-31 (эламипретид) простыми словами: что это».

Частые вопросы

NAD+ — это пептид?

Нет. Пептид — цепочка аминокислот, а NAD+ собран из двух нуклеотидов.

Чем NAD+ отличается от NADH?

Это две формы одной молекулы: NAD+ — окисленная, готовая принять электроны, NADH — восстановленная, уже принявшая их. Мы поставляем окисленную форму, NAD+.

NMN, NR и ниацинамид — это то же, что NAD+?

Нет. Это предшественники, из которых клетка собирает NAD+: ниацинамид (никотинамид) — одна из форм витамина B3, NR — никотинамид с рибозой, NMN — NR с фосфатом. Сам NAD+ витамином не считается. NMN и NR мы не поставляем.

Как хранить флакон NAD+?

Сухой флакон хранят при −20 °C, в темноте и сухости: так лиофилизат сохраняется не меньше 24 месяцев. Готовый раствор держат в холодильнике при 2–8 °C. В дороге при обычной температуре сухому флакону ничего не грозит. Подробно — в статье о хранении пептидов.

Вы консультируете по применению?

Нет. NAD+ у нас — реагент только для лабораторных исследований in vitro, и по применению мы не консультируем.

Как заказать

Цена и наличие — на странице NAD+ и в блоке под статьёй. Заказать можно на сайте или в Telegram-боте. Доставляем по Молдове за 1 рабочий день, оплата курьеру при получении, доставка бесплатная от 1000 лей. Перед доставкой мы звоним, чтобы подтвердить заказ. К NAD+, как и к пептидам, в подарок идёт бактериостатическая вода: одна бутылка на 1–3 флакона.

Источники

• NAD(+) metabolism and its roles in cellular processes during ageing. Nat Rev Mol Cell Biol, 2021. PMID 33353981
• Nicotinamide Adenine Dinucleotide in Aging Biology: Potential Applications and Many Unknowns. Endocr Rev, 2023. PMID 37364580
• Nicotinamide mononucleotide increases muscle insulin sensitivity in prediabetic women. Science, 2021. PMID 33888596