NAD+ (НАД+): что это такое и чем отличается от NR и NMN

NAD+ (НАД+, никотинамидадениндинуклеотид) — кофермент, который есть в каждой живой клетке и участвует более чем в 500 ферментативных реакциях. В поиске его часто называют «NAD пептид», хотя по строению это динуклеотид. В статье — строение, история с 1906 года, роль NAD+ в клетке и его предшественники NR и NMN.

Что такое NAD+

NAD+ (НАД+) — сокращение от «никотинамидадениндинуклеотид»; международное непатентованное название — nadide. Это кофермент: небольшая молекула, которая участвует в работе ферментов. Он присутствует во всех живых клетках (Verdin, 2015).

По химической природе NAD+ — динуклеотид: два нуклеотида (один с аденином, другой с никотинамидом), соединённые двумя фосфатными остатками. Пептид — цепочка аминокислот, соединённых пептидными связями; у NAD+ такой цепочки нет. Молекулярная формула — C21H27N7O14P2, молекулярная масса — 663,4 г/моль, номер CAS 53-84-9 (PubChem, CID 5892). Название «NAD пептид» — бытовое: это распространённый поисковый запрос, а не химическая классификация.

Обозначения различаются. «NAD» называет молекулу независимо от заряда, «NAD+» — её окисленную форму, «NADH» — восстановленную. Вместе эти две формы переносят электроны в окислительно-восстановительных реакциях.

История: от дрожжевого сока до Нобелевской премии

В 1906 году британские биохимики Артур Гарден и Уильям Янг изучали брожение в дрожжевом соке. Они обнаружили, что для него нужен не только фермент, но и небольшое вещество из того же сока; его назвали «коферментом». Работа вышла в Proceedings of the Royal Society B под заглавием «Алкогольный фермент дрожжевого сока. Часть II. Кофермент дрожжевого сока».

В 1929 году Гарден и Ганс фон Эйлер-Хельпин получили Нобелевскую премию по химии за исследования брожения сахаров и ферментов брожения. В 1936 году Варбург и Кристиан показали, что NAD необходим для окислительно-восстановительных реакций; по обзору Rajman и соавторов (2018), с тех работ ведёт начало современная номенклатура NAD, NAD+ и NADH.

Что NAD+ делает в клетке

Главная роль NAD+ — переносить электроны в реакциях, из которых клетка получает энергию. Обзор 2018 года (Rajman, Chwalek, Sinclair) оценивает число ферментативных реакций, где требуется NAD, больше чем в 500.

Кроме того, NAD+ служит косубстратом — расходуемым участником реакции — для нескольких групп ферментов: сиртуинов, PARP (поли(АДФ-рибозо)-полимераз) и CD38. Поэтому в работах о NAD+ обсуждают энергетический обмен, репарацию ДНК и сигнальные процессы клетки (Covarrubias et al., 2021).

Обзоры сообщают, что содержание NAD+ в тканях снижается с возрастом у ряда модельных организмов, включая грызунов и человека. Поэтому способы восстановить уровень NAD+ активно изучают в исследованиях старения (Covarrubias и соавторы, 2021).

Откуда клетка берёт NAD+: предшественники

Клетки не только используют NAD+, но и постоянно производят его. По обзору 2021 года, NAD+ может образовываться заново из аминокислоты триптофана (кинурениновый путь) или из витаминов группы B3, например никотиновой кислоты (путь Прайса–Хэндлера). Основная часть NAD+, по обзору 2018 года, возвращается в оборот из никотинамида — продукта расщепления самого NAD+ — и из других форм ниацина.

NR (никотинамид рибозид) и NMN (никотинамид мононуклеотид) — предшественники NAD+: вещества, из которых клетка собирает NAD+ сама.

Авторы обзора 2018 года отмечают, что NR и NMN растворимы и биодоступны при приёме внутрь, поэтому именно они стали «молекулами выбора» для опытов на животных и клинических испытаний.

Что показали клинические испытания предшественников

Испытание NR (Martens et al., Nature Communications, 2018; NCT02921659) — рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое перекрёстное: две фазы по шесть недель, рандомизировали 30 здоровых участников в возрасте 55–79 лет, завершили испытание 24. По словам авторов, никотинамид рибозид хорошо переносился, а содержание NAD+ в мононуклеарных клетках крови было примерно на 60% выше, чем на плацебо.

Испытание NMN (Yi et al., GeroScience, 2023; NCT04823260) — рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое многоцентровое: 80 здоровых взрослых среднего возраста, 60 дней, плацебо и три группы с разным количеством NMN внутрь. Основной показатель — концентрация NAD в крови: во всех группах с NMN она выросла по сравнению с плацебо и с исходным уровнем. Проблем с безопасностью по данным нежелательных явлений и лабораторных показателей авторы не нашли.

Обе работы объединяет главный показатель — уровень NAD в крови: в обеих он вырос по сравнению с плацебо.

NAD+ в каталоге

В каталоге AG Peptides NAD+ — лиофилизированный порошок во флаконах 100 и 500 мг. Для фасовки 500 мг на сайте опубликован отчёт лаборатории (ВЭЖХ-УФ (HPLC-UV) и ЖХ-МС (LC-MS)): чистота 99,85%.

Частые вопросы

Почему NAD+ называют пептидом, если это не пептид?

«NAD пептид» — бытовое название, которое закрепилось в поисковых запросах. По химической природе NAD+ — динуклеотид: в нём два нуклеотида, соединённые фосфатными остатками, и нет цепочки аминокислот. Поэтому правильнее называть его коферментом.

NAD и NAD+ — одно и то же?

Не совсем. «NAD» называет молекулу независимо от заряда, а «NAD+» и «NADH» — её окисленную и восстановленную формы. В обзорной литературе эти обозначения различают, а в обиходе и в каталогах чаще пишут просто NAD+.

Какие клинические исследования проводили с NR и NMN?

В испытании 2018 года (NR) рандомизировали 30 человек (завершили 24), в испытании 2023 года (NMN) — 80. Измеряли в первую очередь уровень NAD в крови и переносимость: в обеих работах уровень NAD вырос по сравнению с плацебо.

Кто открыл NAD+?

Первое описание относится к 1906 году: Артур Гарден и Уильям Янг обнаружили в дрожжевом соке «кофермент», который позже идентифицировали как NAD. В 1929 году Гарден и Ганс фон Эйлер-Хельпин получили Нобелевскую премию по химии за исследования брожения сахаров и ферментов брожения; в 1936 году Варбург и Кристиан показали роль NAD в окислительно-восстановительных реакциях.

Источники

1. Martens C. R., Denman B. A., Mazzo M. R. et al. Chronic nicotinamide riboside supplementation is well-tolerated and elevates NAD+ in healthy middle-aged and older adults — Nature Communications, 2018, 9: 1286. PMID 29599478; PMCID PMC5876407; NCT02921659
2. Yi L., Maier A. B., Tao R. et al. The efficacy and safety of β-nicotinamide mononucleotide (NMN) supplementation in healthy middle-aged adults: a randomized, multicenter, double-blind, placebo-controlled, parallel-group, dose-dependent clinical trial — GeroScience, 2023, 45(1): 29–43. PMID 36482258; PMCID PMC9735188; NCT04823260
3. Rajman L., Chwalek K., Sinclair D. A. Therapeutic potential of NAD-boosting molecules: the in vivo evidence — Cell Metabolism, 2018, 27(3): 529–547. PMID 29514064; PMCID PMC6342515
4. Covarrubias A. J., Perrone R., Grozio A., Verdin E. NAD+ metabolism and its roles in cellular processes during ageing — Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2021, 22(2): 119–141. PMID 33353981; PMCID PMC7963035
5. Verdin E. NAD+ in aging, metabolism, and neurodegeneration — Science, 2015, 350(6265): 1208–1213. PMID 26785480

Статья носит справочный характер: сведения взяты из опубликованных научных работ и не являются рекомендацией к применению.

Реактив для лабораторных исследований (Research Use Only). Не является лекарственным средством, БАД или косметикой. Не для употребления человеком или животными.