Никотинамид рибозид
Никотинамид рибозид
Имена
Название ИЮПАК
3-Карбамоил-1-(β- D -рибофуранозил)пиридин-1-ий
Систематическое название ИЮПАК
3-Карбамоил-1-[(2 R ,3 R ,4 S ,5 R )-3,4-дигидрокси-5-(гидроксиметил)оксолан-2-ил]пиридин-1-ий
Другие имена
1-(β- D -Рибофуранозил)никотинамид; N -Рибозилникотинамид
Идентификаторы
  • 1341-23-7 проверятьИ
3D модель ( JSmol )
  • Интерактивное изображение
ХЭБИ
  • ЧЕБИ:15927
ChemSpider
  • 388956
CID PubChem
  • 439924
УНИИ
  • 0I8H2M0L7N проверятьИ
  • DTXSID501010039
  • ИнЧИ=1S/C11H14N2O5/c12-10(17)6-2-1-3-13(4-6)11-9(16)8(15)7(5-14)18
  • c1cc(c[n+](c1)[C@H]2[C@@H]([C@@H]([C@H](O2)CO)O)O)C(=O)N
Характеристики
С11Н15Н2О5 +​​​​​​​
Молярная масса255,25 г/моль
Температура плавленияПолная термическая деградация происходит выше 130°C (хлоридная соль) [1]
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа).
Химическое соединение

Никотинамидрибозид ( NR , SR647 ) — это пиридиновый нуклеозид и форма витамина B3 . Он функционирует как предшественник никотинамидадениндинуклеотида , или НАД + , [2] через двухступенчатый и трехступенчатый пути. [3]

Химия

В то время как молекулярная масса никотинамидрибозида составляет 255,25 г/моль, [4] молекулярная масса его хлорида составляет 290,70 г/моль. [5] [6] Таким образом, 100 мг хлорида никотинамидрибозида обеспечивают 88 мг никотинамидрибозида. [ необходима цитата ]

Стабильность и деградация

NRCl подвержен деградации как в результате термического разложения, так и в результате гидролиза, катализируемого основаниями:

  • Термическая деградация: разложение происходит быстро при температуре выше 130°C, образуя никотинамид (НАМ) и рибозу. [1]
  • Кинетика деградации: деградация NRCl следует кинетике псевдопервого порядка, при этом скорость деградации удваивается при каждом повышении температуры на 10°C. При pH 7,4 деградация происходит значительно быстрее, чем в кислых условиях, что подчеркивает важность контроля pH для стабильности формулы. [1]

Эти свойства подчеркивают необходимость тщательного подхода к разработке рецептур для обеспечения стабильности NRCl во время хранения, обработки и доставки. [ необходима цитата ]

История

Никотинамидрибозид (NR) был идентифицирован как предшественник NAD, участвующий в синтезе NAD как у бактерий, так и у эукариот . [7] У бактерий он был впервые описан в 1944 году как необходимый фактор роста для культуры Haemophilus influenza , H. influenza был идентифицирован как требующий как фактор X ( гемин ), так и фактор V (NAD) для роста. [8] Было показано, что фактор V, очищенный из крови, существует в трех формах: никотинамидадениндинуклеотид (NAD+), NMN и NR. NR был соединением, которое привело к наиболее быстрому росту бактерии H. influenza . [9] [7]

H. influenza не может расти на никотиновой кислоте (NA), никотинамиде (NAM) или аминокислотах, таких как триптофан (Trp) или аспарагиновая кислота (Asp), которые ранее были известны как предшественники NAD+. [7] [10] H. influenza полностью зависит от утилизации предшественников NAD из других клеток в его среде. [9]

Идентификация никотинамидрибозида (NR) как предшественника NAD у эукариот произошла из изучения пеллагры . [11] Пеллагра была первым заболеванием, связанным с дефицитом NAD+. [12] Она была связана с дефицитом питания Джозефом Голдбергером в 1914 году и с дефицитом ниацина ( витамина B3 ) Конрадом Элвехьемом в 1937 году. Было показано, что NAD+ (тогда называемый коферментом I) находится в чрезвычайно низком уровне в случаях пеллагры, а NA и NAM были идентифицированы как молекулярные предшественники в восстановлении уровней NAD+. Пеллагра теперь понимается как тяжелое хроническое истощение NAD+, которое можно лечить с помощью диеты. [11]

Последующие исследования метаболизма NAD+ выявили регуляторные пути, используемые клетками и тканями для поддержания доступности NAD+. Было показано, что NAD+ и его предшественники никотиновая кислота (NA) и никотинамид (NAM) являются жизненно важными кофакторами в реакциях клеточного окисления/восстановления и синтезе АТФ . Классические пути синтеза NAD+, характерные для эукариот, включают восьмиступенчатый путь de novo из Trp и два пути, использующие предшественников NAD+ NA и NAM: трехступенчатый путь на основе NA, известный как путь Прейсса-Хэндлера; и путь на основе NAM, включающий фермент никотинамидфосфорибозилтрансферазу (NAMPT) и образование никотинамидмононуклеотида (NMN). [11] [13] [14]

В 2004 году был описан ранее неизвестный путь, когда никотинамидрибозид (NR) был идентифицирован как дополнительный предшественник NAD+ у эукариот . [11] [13] [14] В настоящее время NR признан формой витамина B3 [ 15], который можно найти как в коровьем, так и в человеческом молоке. [11] [16] После попадания в клетку NR быстро фосфорилируется под действием ферментов никотинамидрибозидкиназы (NRK1 и NRK2) с образованием никотинамидмононуклеотида (NMN), минуя ранее известные биосинтетические пути производства NAD+. Затем NMN преобразуется в NAD+ с помощью NMN-аденилилтрансферазы (NMNAT). [13]

Исследования млекопитающих показывают, что NRK1 является цитозольным белком, кодируемым геном Nmrk1 . Он обнаружен в большинстве тканей, но преимущественно в печени и почках. Белок NRK2 может быть связан с мышечной тканью, включая сердечную мышцу. Он кодируется геном Nmrk2 и, по-видимому, более сильно экспрессируется в случаях метаболического стресса или клеточного повреждения. [11] [13] [14] Поскольку различные типы тканей демонстрируют различные концентрации NR и NRK, вполне вероятно, что использование NR будет различаться в разных тканях. [3] [13]

Метаболические исследования показывают, что NAD+, когда-то считавшийся стабильной молекулой, постоянно превращается и используется, требуя жесткой регуляции для поддержания метаболического гомеостаза. Использование NR у млекопитающих может включать как экзогенные источники питания, так и эндогенные процессы утилизации, которые перерабатывают промежуточные продукты. Метаболизм NR и взаимодействие различных путей NAD+ продолжают изучаться. Пути NAM и NR включают амидную группу и называются «амидированными» путями. Пути для синтеза de novo из триптофана и из утилизации NA являются «деамидированными» путями, которые разделяют ограничивающий скорость фермент амидирования NADsynthase1 (NADSYN). [13] [11] Нарушения или дисбалансы в метаболизме NAD+ наблюдались при многих болезненных состояниях, и возможность восстановления уровней NAD+ путем введения предшественников NAD+ является областью интереса для исследователей. [11] [12] [13]

Биосинтез

Никотинамидрибозид (NR) теперь известен как предшественник NAD+, участвующий в биосинтетических путях, которые преобразуют витамины B3 в NAD+. NAD+ в основном синтезируется у млекопитающих de novo из триптофана, через путь Присса-Хэндлера из никотиновой кислоты (NA) или через путь спасения из никотинамида (NAM). [17]

Путь, опосредованный NRK1/2, от NR к NAD+

Никотинамидрибозид (NR) используется через дополнительный путь, включающий фосфорилирование ферментами никотинамидрибозидкиназой (NRK1 и NRK2). [17] [13] Было также показано, что у дрожжей NR расщепляется нуклеозидазами Pnp1, Urh1 и Meu1, прежде чем преобразуется в NAD⁺ через путь Прейсса-Хэндлера и действие никотинамидазы Pnc1. [3] [10]

Коммерциализация

ChromaDex лицензировала патенты в июле 2012 года и начала разрабатывать процесс вывода NR на рынок под названием TruNiagen. [18] ChromaDex находится в патентном споре с Elysium Health по поводу прав на добавки никотинамидрибозида с 2016 года. [19]

Обозначения безопасности

В 2016 году Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) присвоило препарату ChromaDex никотинамидрибозид хлорид (NRC, Niagen™) статус «Общепризнан безопасным» (GRAS). [5] [20] [3] Он был обозначен как новый диетический ингредиент (NDI) для использования в пищевых добавках Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США в 2015 и 2017 годах. Он был включен в Базу данных лицензированных натуральных продуктов для здоровья Министерства здравоохранения Канады (LNHPD) в 2018 году. Европейский союз предоставил NRC обозначение «Новый диетический ингредиент» как новый продукт питания в соответствии с Регламентом (ЕС) 2015/2283 с 2019 года. Он был разрешен для использования в пищевых добавках ЕС в 2020 году. Группа EFSA по питанию, новым продуктам питания и пищевым аллергенам (NDA) сочла его таким же безопасным, как чистый никотинамид, для использования в пищевых продуктах для специальных медицинских целей (FSMP) и полной замены рациона для контроля веса (TDRWC) у взрослых с 2021 года, но отметила, что потребуются дополнительные исследования для установления безопасности для некоторых других видов использования. [21] Правительство Австралии внесло никотинамида рибозида хлорид в список веществ, разрешенных к применению в соответствии с рекомендациями по составу Управления по контролю за оборотом терапевтических товаров (TGA). [22]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Кэмпбелл, MT; Джонс, DS; Эндрюс, GP; Ли, S (2019). «Понимание физико-химических свойств и кинетики деградации никотинамид рибозида хлорида». Food & Nutrition Research . 63 : 3419. doi : 10.29219/fnr.v63.3419. PMC  6878970. PMID  31807125 .{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ Bogan, KL; Brenner, C (2008). «Никотиновая кислота, никотинамид и никотинамидрибозид: молекулярная оценка витаминов-предшественников NAD+ в питании человека». Annu. Rev. Nutr . 28 : 115–130 . doi :10.1146/annurev.nutr.28.061807.155443. PMID  18429699.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  3. ^ abcd Мехмель, М; Йованович, Н; Шпиц, У (31 мая 2020 г.). «Никотинамид рибозид — текущее состояние исследований и терапевтического использования». Питательные вещества . 12 (6): 1616. doi : 10.3390/nu12061616 . PMC 7352172. PMID  32486488 . 
  4. ^ "Никотинамид рибозид". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Архивировано из оригинала 2017-02-20 . Получено 2017-02-20 .
  5. ^ ab "GRAS Notices, GRN No. 635". www.accessdata.fda.gov . Архивировано из оригинала 11 февраля 2017 г. Получено 18 февраля 2019 г.
  6. ^ "Spherix/ChromaDex GRAS submission" (PDF) . FDA.gov . Архивировано (PDF) из оригинала 4 марта 2017 г. . Получено 18 февраля 2019 г. .
  7. ^ abc Gazzaniga, F; et al. (сентябрь 2009 г.). «Микробный метаболизм NAD: уроки сравнительной геномики». Microbiology and Molecular Biology Reviews . 73 (3): 529– 41. doi :10.1128/MMBR.00042-08. PMC 2738131. PMID 19721089  . 
  8. ^ Всемирная организация здравоохранения; Центры по контролю и профилактике заболеваний (2011). «Глава 9. Идентификация и характеристика Haemophilus influenzae». Лабораторные методы диагностики менингита, вызванного Neisseria meningitidis, Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae (PDF) (Второе издание). Женева, Швейцария: WHO Press, Всемирная организация здравоохранения. стр.  87–104 . Архивировано (PDF) из оригинала 2023-02-12 . Получено 2023-02-12 .
  9. ^ ab Gingrich, W; Schlenk, F (июнь 1944 г.). «Кодегидрогеназа I и другие соединения пиридиния как V-фактор для Hemophilus influenzae и H. parainfluenzae». Журнал бактериологии . 47 (6): 535–50 . doi :10.1128/JB.47.6.535-550.1944. PMC 373952. PMID  16560803 . 
  10. ^ ab Belenky, P.; et al. (2007). "Метаболизм NAD+ в здоровье и болезни". Тенденции в биохимических науках . 32 (1): 12– 19. doi :10.1016/j.tibs.2006.11.006. PMID  17161604.
  11. ^ abcdefgh Cercillieux, A; Ciarlo, E; Canto, C (2022-08-02). "Балансировка дефицита NAD+ с помощью никотинамидрибозида: терапевтические возможности и ограничения". Cellular and Molecular Life Sciences . 79 (8): 463. doi :10.1007/s00018-022-04499-5. ISSN  1420-9071. PMC 9345839 . PMID  35918544. 
  12. ^ ab Katsyuba, E; Romani, M; Hofer, D; Auwerx, J (январь 2020 г.). "NAD(+) гомеостаз в здоровье и болезни". Nature Metabolism . 2 (1): 9– 31. doi :10.1038/s42255-019-0161-5. ISSN  2522-5812. PMID  32694684. S2CID  214277961. Архивировано из оригинала 11 ноября 2022 г. Получено 6 февраля 2023 г.
  13. ^ abcdefgh Fletcher RS, Lavery GG (2018). «Появление никотинамидрибозидкиназ в регуляции метаболизма NAD+». Журнал молекулярной эндокринологии . 61 (1): R107 – R121 . doi :10.1530/JME-18-0085. PMC 6145238. PMID  30307159 .  
  14. ^ abc Reiten, OK; Wilvang, MA; Mitchell, SJ; Hu, Z; Fang, EF (октябрь 2021 г.). «Доклинические и клинические доказательства наличия предшественников NAD(+) в здоровье, болезни и старении». Механизмы старения и развития . 199 : 111567. doi : 10.1016/j.mad.2021.111567. hdl : 20.500.11850/506217 . PMID  34517020. S2CID  237459655. Архивировано из оригинала 13.02.2023 . Получено 13.02.2023 .
  15. ^ Chi, Y; Sauve, AA (ноябрь 2013 г.). «Никотинамидрибозид, микроэлемент в пищевых продуктах, является витамином B3, влияющим на энергетический обмен веществ и нейропротекцию». Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care . 16 (6): 657– 61. doi :10.1097/MCO.0b013e32836510c0. PMID  24071780. S2CID  205782942. Архивировано из оригинала 2023-02-13 . Получено 2023-02-13 .
  16. ^ Ummarino, S; Mozzon, M; Zamporlini, F; Amici, A; Mazzola, F; Orsomando, G; Ruggieri, S; Raffaelli, N (15 апреля 2017 г.). «Одновременное количественное определение никотинамидрибозида, никотинамидмононуклеотида и никотинамидадениндинуклеотида в молоке с помощью нового ферментного анализа». Пищевая химия . 221 : 161– 168. doi : 10.1016/j.foodchem.2016.10.032. PMID  27979136. Архивировано из оригинала 16 февраля 2023 г. . Получено 16 февраля 2023 г. .
  17. ^ ab McReynolds, MR; Chellappa, K; Baur, JA (22 февраля 2020 г.). «Снижение уровня НАД(+) с возрастом». Experimental Gerontology . 134 : 110888. doi :10.1016/j.exger.2020.110888. PMC 7442590 . PMID  32097708. 
  18. ^ "ChromaDex лицензирует эксклюзивные патентные права на технологии витаминов никотинамид рибозида (NR)". 2012-07-16. Архивировано из оригинала 2019-02-15 . Получено 15 февраля 2019 .
  19. ^ Бомгарднер, Мелоди М. (2018). «Фирмы враждуют из-за предполагаемой молекулы, борющейся со старением». Новости химии и машиностроения . 96 (33). Архивировано из оригинала 16.11.2022 . Получено 16.11.2022 .
  20. ^ "GRAS Notice (GRN) No. 635" (PDF) . FDA . Архивировано (PDF) из оригинала 2 января 2023 г. . Получено 15 февраля 2023 г. .
  21. ^ Turck, D; et al. (Ноябрь 2021 г.). «Расширение использования никотинамида рибозида хлорида в качестве нового продукта питания в соответствии с Регламентом (ЕС) 2015/2283». Журнал EFSA . 19 (11): e06843. doi :10.2903/j.efsa.2021.6843. PMC 8586847. PMID  34804232 . 
  22. ^ "Никотинамида рибозида хлорид". Департамент здравоохранения и ухода за престарелыми, Содружество Австралии . Архивировано из оригинала 16 февраля 2023 года . Получено 16 февраля 2023 года .
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Никотинамид_рибозид&oldid=1268987499"