Nikotínamidribozid

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Nikotínamidribozid
Nikotínamidribozid
Nikotínamidribozid
Nikotínamidribozid
Nikotínamidribozid
Všeobecné vlastnosti
Sumárny vzorec C11H15N2O5+
Systematický názov 3-karbamoyl-1-[(2R,3R,4S,5R)-3,4-dihydroxy-5-(hydroxymetyl)oxolán-2-yl]pyridín-1-ium
Synonymá 3-karbamoyl-1-(β-D-ribofuranozyl)pyridín-1-ium
Fyzikálne vlastnosti
Molárna hmotnosť 255,25 g/mol
Ďalšie informácie
Číslo CAS 1341-23-7
PubChem 439924
ChemSpider 388956
SMILES c1cc(c[n+](c1)[C@H]2[C@@H]([C@@H]([C@H](O2)CO)O)O)C( = O)N
3D model (JSmol) Interaktívny 3D model
Pokiaľ je to možné a bežné, používame jednotky sústavy SI.
Ak nie je hore uvedené inak, údaje sú za normálnych podmienok.

Nikotínamidribozid (NR[1]) je pyridínový nukleozid a jeden z vitamérov vitamínu B3. V tele sa premieňa na nikotínamidadeníndinukleotid (NAD+)[2] prostredníctvom dvoj- alebo trojkrokovej obnovovacej dráhy.[1]

História[upraviť | upraviť zdroj]

Nikotínamidribozid bol identifikovaný ako prekurzor v syntéze NAD+ a súčasť obnovovacích dráh syntézy NAD+ u baktérií i eukaryotov.[3] U baktérií bol prvý raz opísaný v roku 1944 ako nutný rastový faktor pre kultúru Haemophilus influenzae. Bolo zistené, že H. influenzae potrebuje X faktor (hemín) a V factor (NAD+) pre svoj rast.[4] Bolo ukázané, že V faktor, purifikovaný z krvi, existuje v troch podobách: NAD+, nikotínamidmononukleotid (NMN) a nikotínamidribozid (NR). Prítomnosť NR viedla k najrýchlejšiemu rastu H. influenzae.[3][5]

H. influenzae nemôže využiť kyselinu nikotínovú, nikotínamid, ani aminokyseliny ako sú tryptofán (Trp) alebo aspartát (Asp), ktoré v tej dobe boli známe ako prekurzory tvorby NAD+.[3][6] H. influenzae je teda plne závislý na obnove prekurzorov NAD+ zo svojho okolia.[5]

Identifikácia nikotínamidribozidu ako prekurzoru NAD+ u eukaryotov vyšla zo štúdie pelagry.[7] Pelagra bola prvá choroba asociovaná s nedostatkom NAD+.[8] Joseph Goldberger spojil pelagru s nedostatkom živín v roku 1914 a neskôr ju Conrad Elvehjem spojil s nedostatkom vitamínu B3 v roku 1937. Bolo preukázané, že hladina NAD+ (vtedy nazývaného koenzým I) bola extrémne nízka u ľudí s pelagrou a kyselina nikotínová a nikotínamid boli identifikované ako prekurzory na zvýšenie hladiny NAD+. Aktuálne je známe, že pelagra je závažný chronický nedostatok NAD+, ktorý možno liečiť pomocou správnej stravy.[7]

Ďalšie štúdie metabolizmu NAD+ identifikovali regulačné dráhy, ktoré bunky a tkanivá využívajú na udržanie dostupnosti NAD+. NAD+ a jeho prekurzory kyselina nikotínová a nikotínamid sú dôležité koenzýmy v bunkových redoxných reakciách a syntéze ATP. Klasické dráhy syntézy opísané u eukaryotov zahŕňajú osemkrokovú de novo syntézu z tryptofánu; Preissovu-Handlerovu dráhu, teda trojkrokovú dráhu využívajúcu kyselinu nikotínovú; a dráhu využívajúcu nikotínamid a enzým nikotínamidfosforibozyltransferázu (NAMPT), pôsobením ktorého vzniká nikotínamidmononukleotid.[7][9][10]

V roku 2004 bola objavená nová dráha, ktorá využívala nikotínamidribozid ako prekurzor syntézy NAD+ u eukaryotov.[7][9][10] Nikotínamidribozid je aktuálne rozpoznávaný ako vitamér vitamínu B3,[11] ktorý sa nachádza v kravskom i ľudskom mlieku.[7][12] Po tom, čo sa nikotínamidribozid dostane do bunky, rýchlo sa fosforyluje pôsobením nikotínamidribozidkináz (NRK1 a NRK2), čím vzniká nikotínamidmononukleotid (NMN), čím obchádza dráhy, ktoré boli známe dovtedy. NMN sa potom mení na NAD+ pôsobením NMN-adenylyltransferázy (NMNAT).[9]

Výskum u cicavcov indikuje, že NRK1 je cytozolový proteín, ktorý je kódovaný génom Nmrk1. Nachádza sa vo väčšine tkanív, ale hlavne v obličkách a pečeni. Proteín NRK2 by mohol súvisieť so svalovým tkanivom vrátane srdcového svalu. Je kódovaný génom Nmrk2 a vyzerá to tak, že je exprimovaný vo vyššom množstve počas metabolického stresu alebo bunkového poškodenia.[7][9][10] Keďže rôzne druhy tkaniva vykazujú rôzne koncentrácie nikotínamidribozidu a nikotínamidribozidkináz, je pravdepodobné, že schopnosť využiť nikotínamidribozid je rôzna u rôznych tkanív.[1][9]

Metabolické štúdie ukázali, že NAD+, kedysi pokladaný za stabilnú molekulu, sa kontinuálne používa, čo vyžaduje prísnu reguláciu na udržania metabolickej homeostázy. Využitie nikotínamidribozidu u cicavcov môže zahŕňať exogénne zdroje z potravy i endogénny obnovovacie dráhy, pomocou ktorých sa intermediáty recyklujú. Naďalej sa študuje metabolizmus nikotínamidribozidu a jeho interakcie s ostatnými dráhami syntézy NAD+. Dráhy nikotínamidu a nikotínamidribozidu vždy zahŕňajú amidovú skupinu a niekedy sa označujú ako „amidované dráhy“. Dráhy de novo syntézy z tryptofánu a obnova z kyseliny nikotínovej sa označujú ako „deamidované dráhy“ a zdieľajú amidačný enzým NAD syntázu 1 (NADSYN), ktorý katalyzuje rýchlosť určujúci krok dráhy.[9][7] Poškodenia alebo nerovnováhy v metabolizme NAD+ boli pozorované u mnohých porúch a možnosť obnovy hladiny NAD+ pomocou podania prekurzorov NAD+ je oblasť aktívneho výskumu.[7][8][9]

Chemické vlastnosti[upraviť | upraviť zdroj]

V doplnkoch stravy sa nikotínamidribozid predáva v podobe chloridu,[13] ktorý sa komerčne nazýva niagén.[13][14] Molárna hmotnosť nikotínamidribozidu je 255,25 g/mol,[15] molárna hmotnosť nikotínamidribozid-chloridu je 290,70 g/mol.[14][16] To znamená, že 100 mg chloridovej soli obsahuje 88 mg nikotínamidribozidu.

Biosyntéza[upraviť | upraviť zdroj]

Bližšie informácie v hlavnom článku: Nikotínamidadeníndinukleotid#Biosyntéza

Nikotínamidribozid je prekurzor v syntéze NAD+ a účastní sa metabolických dráh, ktoré premieňajú vitamíny B3 na NAD+. NAD+ sa u cicavcov syntetizuje de novo z tryptofánu, prostredníctvom Preissovej-Handlerovej dráhy z kyseliny nikotínovej alebo obnovovacou dráhou z nikotínamidu.[17]

Premena nikotínamidribozidu na NAD+

Nikotínamidribozid sa takisto využíva v ďalšej dráhe, kde dochádza k fosforylácii pôsobením nikotínamidribozidkináz (NRK1 a NRK2).[9][17] U kvasiniek bolo ukázané, že nikotínamidribozid sa rozkladá nukleozidázami Pnp1, Urh1 a Meu1 predtým, než sa premení na NAD+ pomocou Preissovej-Handlerovej dráhy a pôsobením nikotínamidázy Pnc1.[1][6]

Komercializácia[upraviť | upraviť zdroj]

Firma ChromaDex si v júli 2012 licencovala patent a začala vyvíjať proces na výrobu nikotínamidribozidu.[18] Táto firma sa v roku 2016 dostala do patentového sporu s firmou Elysium Health ohľadne práv k nikotínamidribozidovým doplnkom stravy.[19]

Bezpečnosť[upraviť | upraviť zdroj]

V roku 2016 označila americká Správa potravín a liečiv (FDA) nikotínamidribozid ako všeobecne považovaný za bezpečný (generally recognizes as safe, status GRAS) a umožnila ChromaDexu výrobu chloridovej soli nikotínamidribozidu (NRC, Niagen™).[1][16][20] V roku 2020 bolo povolené jeho použitie v doplnkoch stravy v Európskej únii.[21]

Referencie[upraviť | upraviť zdroj]

  1. ↑ a b c d e Nicotinamide Riboside-The Current State of Research and Therapeutic Uses.. Nutrients, 31 May 2020, s. 1616. DOI: 10.3390/nu12061616. PMID 32486488.
  2. ↑ Bogan, KL; Brenner, C. Nicotinic acid, nicotinamide, and nicotinamide riboside: a molecular evaluation of NAD+ precursor vitamins in human nutrition. Annu. Rev. Nutr., 2008, s. 115–130. DOI: 10.1146/annurev.nutr.28.061807.155443. PMID 18429699.
  3. ↑ a b c Microbial NAD metabolism: lessons from comparative genomics.. Microbiology and Molecular Biology Reviews, September 2009, s. 529–41. DOI: 10.1128/MMBR.00042-08. PMID 19721089.
  4. ↑ World Health Organization; Centers for Disease Control and Prevention. Laboratory Methods for the Diagnosis of Meningitis caused by Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae, and Haemophilus influenzae. Second. vyd. Geneva, Switzerland : WHO Press, World Health Organization, 2011. Dostupné online. Chapter 9 Identification and Characterization of Haemophilus influenzae, s. 87–104.
  5. ↑ a b Codehydrogenase I and Other Pyridinium Compounds as V-Factor for Hemophilus influenzae and H. parainfluenzae.. Journal of Bacteriology, June 1944, s. 535–50. DOI: 10.1128/JB.47.6.535-550.1944. PMID 16560803.
  6. ↑ a b Belenky, P.. NAD+ Metabolism in Health and Disease. Trends in Biochemical Sciences, 2007, s. 12–19. DOI: 10.1016/j.tibs.2006.11.006. PMID 17161604.
  7. ↑ a b c d e f g h Balancing NAD+ deficits with nicotinamide riboside: therapeutic possibilities and limitations. Cellular and Molecular Life Sciences, 2022-08-02, s. 463. ISSN 1420-9071. DOI: 10.1007/s00018-022-04499-5. PMID 35918544.
  8. ↑ a b NAD(+) homeostasis in health and disease.. Nature Metabolism, January 2020, s. 9–31. Dostupné online [cit. 2023-02-06]. ISSN 2522-5812. DOI: 10.1038/s42255-019-0161-5. PMID 32694684. (po anglicky)
  9. ↑ a b c d e f g h The emergence of the nicotinamide riboside kinases in the regulation of NAD+ metabolism. Journal of Molecular Endocrinology, 2018, s. R107–R121. DOI: 10.1530/JME-18-0085. PMID 30307159.
  10. ↑ a b c Preclinical and clinical evidence of NAD(+) precursors in health, disease, and ageing.. Mechanisms of Ageing and Development, October 2021, s. 111567. Dostupné online. DOI: 10.1016/j.mad.2021.111567. PMID 34517020.
  11. ↑ Nicotinamide riboside, a trace nutrient in foods, is a vitamin B3 with effects on energy metabolism and neuroprotection.. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care, November 2013, s. 657–61. Dostupné online. DOI: 10.1097/MCO.0b013e32836510c0. PMID 24071780.
  12. ↑ Simultaneous quantitation of nicotinamide riboside, nicotinamide mononucleotide and nicotinamide adenine dinucleotide in milk by a novel enzyme-coupled assay.. Food Chemistry, 15 April 2017, s. 161–168. Dostupné online. DOI: 10.1016/j.foodchem.2016.10.032. PMID 27979136.
  13. ↑ a b Nikotínamid ribozid - GymBeam [online]. Najlekáreň.eu, [cit. 2023-07-30]. Dostupné online.
  14. ↑ a b Spherix/ChromaDex GRAS submission [online]. . Dostupné online.
  15. ↑ Nicotinamide riboside [online]. . Dostupné online.
  16. ↑ a b GRAS Notices, GRN No. 635 [online]. [Cit. 2023-07-30]. Dostupné online. Archivované 2017-02-11 z originálu.
  17. ↑ a b Age-related NAD(+) decline.. Experimental Gerontology, 22 February 2020, s. 110888. DOI: 10.1016/j.exger.2020.110888. PMID 32097708.
  18. ↑ ChromaDex Licenses Exclusive Patent Rights for Nicotinamide Riboside (NR) Vitamin Technologies [online]. 2012-07-16, [cit. 2019-02-15]. Dostupné online.
  19. ↑ Firms feud over purported age-fighting molecule. Chemical & Engineering News, 2018. Dostupné online.
  20. ↑ GRAS Notice (GRN) No. 635 [online]. . Dostupné online.
  21. ↑ Vykonávacie nariadenie Komisie (EÚ) 2020/16 z 10. januára 2020, ktorým sa povoľuje umiestnenie nikotínamidribozid-chloridu na trh ako novej potraviny podľa nariadenia Európskeho parlamentu a Rady (EÚ) 2015/2283 a ktorým sa mení vykonávacie nariadenie Komisie (EÚ) 2017/2470 (Text s významom pre EHP) [online]. [Cit. 2023-07-30]. Dostupné online.

Pozri aj[upraviť | upraviť zdroj]

Zdroj[upraviť | upraviť zdroj]

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Nicotinamide riboside na anglickej Wikipédii.

Zdroj: „https://sk.wikipedia.org/w/index.php?title=Nikotínamidribozid&oldid=7824629“