NADファミリー：NAD(H)とNADP(H)のレドックスカップルと細胞エネルギー代謝
ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD+）/還元型NAD+（NADH）およびNADP+/還元型 NADP+（NADPH）レドックス対は、以下のために不可欠です 細胞のレドックス恒常性を維持し、調節するために 細胞代謝を含む多くの生物学的イベント。これら2つのレドックス対の欠乏または不均衡は、多くの病理学的障害と関連しています。
細胞エネルギー代謝におけるNAD(H)およびNADP(H)レドックス対の重要性
NAD(H)およびNADP(H)レドックス対は、細胞のエネルギー代謝とレドックス恒常性を維持するために不可欠です。これらのレドックス対は、解糖系、トリカルボン酸回路、酸化的リン酸化など、さまざまな代謝経路に関与する多くの酵素の補因子または基質として機能します。NAD(H)およびNADP(H)はまた、電子キャリアおよび供与体として作用することにより、細胞のレドックスバランスの調節において重要な役割を果たします。したがって、NAD(H)およびNADP(H)レベルのバランスを維持することは、細胞機能とエネルギー代謝にとって重要です。
図1
病理学的状態におけるNAD(H)およびNADP(H)レドックス対の調節異常
NAD(H)およびNADP(H)レドックス対の調節異常は、癌、神経変性疾患、代謝障害、老化など、さまざまな病理学的状態と関連しています。例えば、さまざまな癌細胞ではNAD+レベルの低下とNADHレベルの上昇が観察され、代謝とレドックスシグナル伝達の変化を引き起こします。同様に、NAD(H)およびNADP(H)レドックス対の調節異常は、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患の病因に関与しています。したがって、これらの疾患に対する新しい治療戦略を開発するためには、NAD(H)およびNADP(H)レドックス対の調節と機能を理解することが重要です。
酵素と区画化によるNAD(H)およびNADP(H)レドックス対の調節
NAD(H)およびNADP(H)レドックス対は、生合成と消費に関与するさまざまな酵素によって調節されています。例えば、ペントースリン酸経路（PPP）はNADPHの主要な生合成経路であり、活性酸素種（ROS）の解毒を含むさまざまなレドックス反応に関与しています。同様に、ポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼ（PARP）やサーチュインなどのNAD+消費酵素は、NAD+を消費することによりNAD(H)およびNADP(H)レベルを調節します。
NMNは新しい食品成分と見なされ、栄養補助食品としての使用はまだ承認されていません。しかし、2023年1月28日、中国国家衛生健康委員会は新しい食品添加物の品種の受理に関する通知を公に発表し、NMNの食品添加物としての申請が受理され始めたことを示しました。
NAD(H)およびNADP(H)プールの区画化も、細胞のレドックスバランスと代謝の調節に重要です。例えば、ミトコンドリアのNAD(H)プールは酸化的リン酸化に関与し、細胞質のNAD(H)プールは解糖系や他の代謝経路に関与しています。最近の研究により、これらのレドックス対の調節と機能をよりよく理解することを可能にするいくつかの生合成酵素と遺伝子コード化バイオセンサーが特定されました。例えば、生合成酵素であるニコチンアミドモノヌクレオチドアデニリルトランスフェラーゼ（NMNAT）はNAD+の生合成に関与し、代謝、老化、ストレス応答を含むさまざまな細胞プロセスを調節することが示されています。さらに、細胞のレドックスおよび代謝恒常性の調節におけるNAD+消費タンパク質の新たな役割は、さまざまな疾患に対する治療戦略を開発するための新たな道を開いています。
要約すると、NAD(H)およびNADP(H)レドックス対は、細胞のエネルギー代謝とレドックス恒常性において重要な役割を果たします。これらのレドックス対の調節異常は、癌、神経変性疾患、代謝障害、老化など、さまざまな病理学的状態と関連しています。NAD(H)およびNADP(H)レドックス対の調節と機能は複雑であり、さまざまな生合成酵素、NAD+消費タンパク質、および区画化が関与しています。これらのレドックス対の調節と機能を理解することは、さまざまな疾患に対する新しい治療戦略を開発するために不可欠です。
