Zobrazenie zdroja stránky Nikotínamidadeníndinukleotid

{{Nezamieňať|nikotínamidadeníndinukleotidfosfát}}

{{Infobox Chemická zlúčenina
 | Názov = Nikotínamidadeníndinukleotid
 | Obrázok = NAD+ phys.svg
 | Obrázok2 = NAD+-from-xtal-2003-3D-balls.png
 | Vzorec = {{chem|C|21|H|27|N|7|O|14|P|2}}
 | Synonymá = NAD, NAD<sup>+</sup>, NADH
 | Molárna hmotnosť = 663,43 g/mol
 | Vzhľad = Biely prášok
 | Teplota topenia = 160 °C
 | CAS = 53-84-9<br />53-59-8 (fosfát)<br /> 58-68-4 (NADH)
 | SMILES=O=C(N)c1ccc[n+](c1)[C@@H]2O[C@@H]([C@@H](O)[C@H]2O)COP([O-])(=O)OP(=O)([O-])OC[C@H]5O[C@@H](n4cnc3c(ncnc34)N)[C@H](O)[C@@H]5O
 | ChemSpider=5681
 | PubChem=925
}}

'''Nikotínamidadeníndinukleotid''' ('''NAD''') je ústredný kofaktor v metabolizme. Nachádza sa vo všetkých [[Bunka|bunkách]]. NAD je dinukleotid, pretože obsahuje dva [[nukleotid]]y spojené [[fosforečnan|fosfátovými]] skupinami. Jeden nukleotid obsahuje [[Báza (nukleová kyselina)|bázu]] [[adenín]] a druhý obsahuje [[nikotínamid]]. NAD existuje v dvoch podobách: ako [[Redoxná reakcia|oxidovaná]] a [[Redoxná reakcia|redukovaná]] forma, skrátene '''NAD<sup>+</sup>''' a '''NADH''' (H ako vodík). V podobe NAD<sup>+</sup> poukazuje „+“ na [[formálny náboj]] jedného z dusíkových atómov, ale molekula samotná je v skutočnosti jednomocný [[anión]] – s jednotkovým záporným nábojom – pri [[Fyziologické pH|fyziologickom pH]]. Naopak NADH je dvojvalentný anión, kvôli dvom mostíkovým fosfátovým skupinám.

V [[Metabolizmus|metabolizme]] je nikotínamidadeníndinukleotid súčasťou [[Redoxná reakcia|redoxných reakcií]] a prenáša [[elektrón]]y z jednej reakcie do druhej. Ako kofaktor sa teda v bunkách nachádza v dvoch formách: NAD<sup>+</sup> je [[oxidačné činidlo]] – prijíma elektróny od iných molekúl, čím sa redukuje. V tejto reakcii sa tvorí NADH, ktorý potom vystupuje ako [[redukčné činidlo]] a odovzdáva elektróny. Tieto reakcie, pri ktorých sa [[Prenos elektrónu|presúvajú elektróny]], sú hlavnou funkciou NAD. NAD však vystupuje i v iných bunkových procesoch predovšetkým ako [[substrát]] [[enzým]]ov, ktoré pridávajú alebo odštepujú [[Funkčná skupina|funkčné skupiny]] na alebo z [[Bielkovina|bielkovín]] v [[Posttranslačná úprava|posttranslačných úpravách]]. Kvôli dôležitosti týchto reakcii sú enzýmy vystupujúce v metabolizme NAD cieľom pre nové liečivá.

V organizmoch je možné syntetizovať NAD z jednoduchých základných molekúl (''[[de novo]]''), a to z [[Aminokyselina|aminokyselín]] [[tryptofán]]u alebo [[aspartát]]u. Alternatívne sú zložitejšie časti koenzýmov prijímané z potravy, napríklad v podobe niacínu. Podobné molekuly sú takisto produkované reakciami, ktoré rozkladajú štruktúru NAD, takže je z nich možné recyklovať a znovu získať aktívnu formu NAD.

NAD sa sčasti konvertuje na koenzým [[nikotínamidadeníndinukleotidfosfát]] (NADP). Chemické reakcie NADP sú veľmi podobné NAD, ale NADP vystupuje hlavne ako kofaktor v [[Anabolizmus|anabolickom metabolizme.]]

== Fyzikálne a chemické vlastnosti ==
Nikotínamidadeníndinukleotid pozostáva z dvoch nukleozidov spojených mostíkovými fosfátovými skupinami. Každý [[nukleozid]] obsahuje [[Ribóza|ribózový]] kruh, jeden s [[adenín]]om naviazaným na prvý uhlík (pozíciu [[Názvoslovie nukleových kyselín|1']]) cukru ([[adenozíndifosfátribóza]]) a druhý s [[nikotínamid]]om na danej pozícii. Nikotínamidová skupina môže byť na tento [[anomér]]ny uhlík pripojená v dvoch rôznych orientáciách. Kvôli týmto dvom možným štruktúram existuje NAD ako dva [[diastereomér]]y. V organizmoch sa nachádza β-nikotínamidový diastereomér NAD<sup>+</sup>. Tieto nukleotidy sú spojené fosfátovými skupinami na uhlíku 5'.<ref name="Pollak">{{cite journal|vauthors=Pollak N, Dölle C, Ziegler M|title=The power to reduce: pyridine nucleotides&nbsp;– small molecules with a multitude of functions|journal=Biochem. J.|volume=402|issue=2|pages=205–18|year=2007|pmid=17295611|pmc=1798440|doi=10.1042/BJ20061638}}</ref>
[[Súbor:NAD_oxidation_reduction.svg|náhľad|250x250bod|Redoxná reakcia nikotínamidadeníndinukleotidu.]]
V metabolizme táto zlúčenina prijíma a odovzdáva elektróny v redoxných reakciách.<ref name="Belenky">{{cite journal|vauthors=Belenky P, Bogan KL, Brenner C|title=NAD<sup>+</sup> metabolism in health and disease|journal=Trends Biochem. Sci.|volume=32|issue=1|pages=12–9|year=2007|pmid=17161604|doi=10.1016/j.tibs.2006.11.006|url=http://biochem.uiowa.edu/brenner/documents/belenky07a.pdf|access-date=23 December 2007|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20090704054108/http://biochem.uiowa.edu/brenner/documents/belenky07a.pdf|archive-date=4 July 2009|df=dmy-all}}</ref> Tieto reakcie spočívajú v odobraní dvoch vodíkových atómov z reaktantu (R) v podobe hydridového aniónu (H<sup>-</sup>) a protónu (H<sup>+</sup>). Protón sa rozpustí v roztoku, zatiaľ čo reduktant RH<sub>2</sub> sa oxiduje a NAD<sup>+</sup> sa redukuje na NADH presunom hydridu na nikotínamidový kruh:

: RH<sub>2</sub> + NAD<sup>+</sup> → NADH + H<sup>+</sup> + R

Z elektrónového páru hydridu je jeden elektrón presunutý na kladne nabitý dusík nikotínamidového kruhu NAD<sup>+</sup> a druhý vo vodíkovom atóme je presunutý na C4 uhlík oproti dusíku. Elektrodový potenciál redoxného páru NAD<sup>+</sup>/NADH je -0,32 [[Volt|V]], čo z NADH robí silné redukčné činidlo.<ref name="Unden">{{cite journal|vauthors=Unden G, Bongaerts J|title=Alternative respiratory pathways of ''Escherichia coli'': energetics and transcriptional regulation in response to electron acceptors|journal=Biochim. Biophys. Acta|volume=1320|issue=3|pages=217–34|year=1997|pmid=9230919|doi=10.1016/S0005-2728(97)00034-0}}</ref> Táto reakcia je jednoducho reverzibilná, keď NADH redukuje inú molekulu a znovu sa oxiduje na NAD<sup>+</sup>. Vďaka tomu môže koenzým opakovane prechádzať medzi formami NAD<sup>+</sup> a NADH bez spotrebovania.<ref name="Pollak" />

Všetky podoby tohto koenzýmu sú biele [[Amorfná látka|amorfné]] prášky, ktoré sú [[Hygroskopia|hygroskopické]] a veľmi dobre rozpustné vo vode.<ref>{{cite book|author=Windholz, Martha|title=The Merck Index: an encyclopedia of chemicals, drugs, and biologicals|publisher=Merck|location=Rahway NJ, US|year=1983|page=[https://archive.org/details/merckindexencycl00wind/page/909 909]|isbn=978-0-911910-27-8|edition=10th|title-link=The Merck Index}}</ref> Ako pevné látky sú stabilné, ak sú uchovávané v suchu a v tme. Roztoky NAD<sup>+</sup> sú bezfarebné a stabilné asi 1 týždeň pri 4&nbsp;°C a neutrálnom pH, ale rýchlo sa rozkladajú v kyselinách alebo zásadách. Po rozklade tvoria produkty, ktoré [[Enzýmový inhibítor|inhibujú enzýmy]].<ref>{{cite journal|vauthors=Biellmann JF, Lapinte C, Haid E, Weimann G|title=Structure of lactate dehydrogenase inhibitor generated from coenzyme|journal=Biochemistry|volume=18|issue=7|pages=1212–7|year=1979|pmid=218616|doi=10.1021/bi00574a015}}</ref>
[[Súbor:NADNADH.svg|vpravo|náhľad|250x250bod|[[UV]] absorpčné spektrum NAD<sup>+</sup> a NADH.]]
NAD<sup>+</sup> i NADH silne absorbujú [[ultrafialové žiarenie]] kvôli prítomnosti adenínu. Ako príklad, maximum absorpcie NAD<sup>+</sup> je pri [[Vlnová dĺžka|vlnovej dĺžke]] 259 [[Nanometer|nanometrov]] (nm) s [[Absorpčný koeficient (žiarenie)|absorpčným koeficientom]] 16,900 [[Koncentrácia#Látková koncentrácia|M]]<sup>−1</sup> [[Centimeter|cm]]<sup>−1</sup>. NADH absorbuje aj pri vyšších vlnových dĺžkach s druhým maximom v UV oblasti pri 339&nbsp;nm a s absorpčným koeficientom 6,220 M<sup>−1</sup> cm<sup>−1</sup>.<ref name="Dawson">{{cite book|author=Dawson, R. Ben|title=Data for biochemical research|publisher=Clarendon Press|location=Oxford|year=1985|page=122|isbn=978-0-19-855358-8|edition=3rd}}</ref> Tento rozdiel v [[Absorpčné spektrum|absorpčných spektrách]] medzi oxidovanou a redukovanou formou koenzýmu pri vyšších vlnových dĺžkach umožňuje jednoduché meranie premeny jednej formy na druhú pri [[Stanovenie enzýmov|stanoveniach enzýmov]] – meraním množstva absorbovaného UV žiarenia pri 340&nbsp;nm pomocou spektrofotometra možno stanoviť zmenu koncentrácie NADH v roztoku počas reakcie.<ref name="Dawson" />

NAD<sup>+</sup> a NADH sa líšia aj vo svojej [[Fluorescencia|fluorescencii]]. NADH v roztoku má maximum v emisnom spektre pri 340&nbsp;nm a [[polčas fluorescencie]] 0,4 [[Nanosekunda|nanosekundy]], zatiaľ čo oxidovaná forma koenzýmu nefluoreskuje.<ref name="Lakowicz">{{cite journal|vauthors=Lakowicz JR, Szmacinski H, Nowaczyk K, Johnson ML|title=Fluorescence lifetime imaging of free and protein-bound NADH|journal=Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.|volume=89|issue=4|pages=1271–5|year=1992|pmid=1741380|pmc=48431|doi=10.1073/pnas.89.4.1271|bibcode=1992PNAS...89.1271L}}</ref> Vlastnosti fluorescenčného signálu sa menia pri naviazaní NADH na bielkoviny, takže tieto zmeny je možné využiť na stanovenie [[Disociačná konštanta|disociačných konštánt]], ktoré sú užitočné v [[Enzýmova kinetika|enzýmovej kinetike]].<ref name="Lakowicz" /><ref>{{cite journal|vauthors=Jameson DM, Thomas V, Zhou DM|title=Time-resolved fluorescence studies on NADH bound to mitochondrial malate dehydrogenase|journal=Biochim. Biophys. Acta|volume=994|issue=2|pages=187–90|year=1989|pmid=2910350|doi=10.1016/0167-4838(89)90159-3}}</ref> Tieto zmeny vo fluorescencii je možné využiť na stanovenie zmien redoxných stavov v živých bunkách pomocou [[Fluorescenčná mikroskopia|fluorescenčnej mikroskopie]].<ref name="Kasimova">{{cite journal|vauthors=Kasimova MR, Grigiene J, Krab K, Hagedorn PH, Flyvbjerg H, Andersen PE, Møller IM|title=The Free NADH Concentration Is Kept Constant in Plant Mitochondria under Different Metabolic Conditions|journal=Plant Cell|volume=18|issue=3|pages=688–98|year=2006|pmid=16461578|pmc=1383643|doi=10.1105/tpc.105.039354}}</ref>

== Koncentrácia a stav v bunkách ==
V pečeni potkanov je celková koncentrácia NAD<sup>+</sup> a NADH asi 1 μmol/g hmotnosti (vrátane vody), asi desaťnásobok koncentrácie NADP<sup>+</sup> a NADPH v tých istých bunkách.<ref>{{cite journal|vauthors=Reiss PD, Zuurendonk PF, Veech RL|title=Measurement of tissue purine, pyrimidine, and other nucleotides by radial compression high-performance liquid chromatography|journal=Anal. Biochem.|volume=140|issue=1|pages=162–71|year=1984|pmid=6486402|doi=10.1016/0003-2697(84)90148-9}}</ref> Skutočnú koncentráciu NAD<sup>+</sup> v bunkovom [[cytosól]]e je zložitejšie zmerať, nedávne odhady v zvieracích bunkách sú približne 0,3 mM<ref>{{cite journal|vauthors=Yamada K, Hara N, Shibata T, Osago H, Tsuchiya M|title=The simultaneous measurement of nicotinamide adenine dinucleotide and related compounds by liquid chromatography/electrospray ionization tandem mass spectrometry|journal=Anal. Biochem.|volume=352|issue=2|pages=282–5|year=2006|pmid=16574057|doi=10.1016/j.ab.2006.02.017}}</ref><ref name="Yang">{{cite journal|vauthors=Yang H, Yang T, Baur JA, Perez E, Matsui T, Carmona JJ, Lamming DW, Souza-Pinto NC, Bohr VA, Rosenzweig A, de Cabo R, Sauve AA, Sinclair DA|title=Nutrient-Sensitive Mitochondrial NAD<sup>+</sup> Levels Dictate Cell Survival|journal=Cell|volume=130|issue=6|pages=1095–107|year=2007|pmid=17889652|pmc=3366687|doi=10.1016/j.cell.2007.07.035}}</ref> a približne 1,0 až 2,0 mM v [[Kvasinka|kvasinkách]].<ref name="Belenky2"><!-- was Belenky, exists another <ref name=Belenky>; someone needs to determine which one is intended by each other <ref name=Belenky/> -->{{cite journal|vauthors=Belenky P, Racette FG, Bogan KL, McClure JM, Smith JS, Brenner C|s2cid=4661723|year=2007|title=Nicotinamide riboside promotes Sir2 silencing and extends lifespan via Nrk and Urh1/Pnp1/Meu1 pathways to NAD<sup>+</sup>|journal=Cell|volume=129|issue=3|pages=473–84|doi=10.1016/j.cell.2007.03.024|pmid=17482543}}</ref> Až 80 % fluorescencie NADH v mitochodnriách je však vo viazanej podobe, takže jeho koncentrácia v roztoku je omnoho nižšia.<ref>{{cite journal|vauthors=Blinova K, Carroll S, Bose S, Smirnov AV, Harvey JJ, Knutson JR, Balaban RS|title=Distribution of mitochondrial NADH fluorescence lifetimes: steady-state kinetics of matrix NADH interactions|journal=Biochemistry|volume=44|issue=7|pages=2585–94|year=2005|pmid=15709771|doi=10.1021/bi0485124}}</ref>

Koncentrácia NAD<sup>+</sup> je najvyššia v mitochondriách a tvorí 40 – 70 % celkového bunkového NAD<sup>+</sup>.<ref name="pmid31412683">{{cite journal|vauthors=Hopp A, Grüter P, Hottiger MO|title=Regulation of Glucose Metabolism by NAD + and ADP-Ribosylation|journal=[[Cells (journal)|Cells]]|volume=8|issue=8|pages=890|date=2019|doi=10.3390/cells8080890|pmc=6721828|pmid=31412683}}</ref> NAD<sup>+</sup> v cytosóle je presunutý do mitochondrie špecifickým [[Membránový transportný proteín|membránovým transportným proteínom]], keďže tento koenzým nemôže [[Difúzia (fyzika)|difundovať]] skrz membrány.<ref>{{cite journal|vauthors=Todisco S, Agrimi G, Castegna A, Palmieri F|title=Identification of the mitochondrial NAD<sup>+</sup> transporter in ''Saccharomyces cerevisiae''|journal=J. Biol. Chem.|volume=281|issue=3|pages=1524–31|year=2006|pmid=16291748|doi=10.1074/jbc.M510425200|doi-access=free}}</ref> Vnútrobunkový polčas života NAD<sup>+</sup> je podľa jednej review odhadovaný na 1-2 hodiny,<ref name="pmid27465020">{{cite journal|author=Srivastava S|title=Emerging therapeutic roles for NAD(+) metabolism in mitochondrial and age-related disorders|journal=Clinical and Translational Medicine|volume=5|issue=1|pages=25|date=2016|doi=10.1186/s40169-016-0104-7|pmc=4963347|pmid=27465020}}</ref> zatiaľ čo iná review dáva rôzne odhady podľa rôznych kompartmentov (oddelených častí buniek): vnútrobunkový polčas 1-4 hodiny, cytoplazmový 2 hodiny a mitochondriový 4-6 hodín.<ref name="pmid29413178">{{cite journal|vauthors=Zhang N, Sauve AA|title=Regulatory Effects of NAD + Metabolic Pathways on Sirtuin Activity|journal=Progress in Molecular Biology and Translational Science|volume=154|pages=71–104|date=2018|doi=10.1016/bs.pmbts.2017.11.012|pmid=29413178|isbn=9780128122617}}</ref>

Rovnováha medzi oxidovanou a redukovanou formou nikotínamidadeníndinukleotidu sa nazýva pomer NAD<sup>+</sup>/NADH. Tento pomer je dôležitou súčasťou redoxného stavu bunky, miery poukazujúcej na metabolické aktivity a zdravie buniek.<ref>{{cite journal|vauthors=Schafer FQ, Buettner GR|title=Redox environment of the cell as viewed through the redox state of the glutathione disulfide/glutathione couple|journal=Free Radic Biol Med|volume=30|issue=11|pages=1191–212|year=2001|pmid=11368918|doi=10.1016/S0891-5849(01)00480-4}}</ref> Následky pomeru NAD<sup>+</sup>/NADH sú komplexné, riadia aktivitu niekoľkých kľúčových enzýmov, zahŕňajúc [[Glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenáza|glyceraldehyd-3-fosfátdehydrogenázu]] a [[Pyruvátdehydrogenáza|pyruvátdehydrogenázu]]. V zdravom cicavčom tkanive je pomer voľného NAD<sup>+</sup> a NADH v cytoplazme typicky odhadovaný okolo 700:1, pomer je teda výrazne v prospech oxidačných reakcií.<ref name="Williamson">{{cite journal|vauthors=Williamson DH, Lund P, Krebs HA|title=The redox state of free nicotinamide-adenine dinucleotide in the cytoplasm and mitochondria of rat liver|journal=Biochem. J.|volume=103|issue=2|pages=514–27|year=1967|pmid=4291787|pmc=1270436|doi=10.1042/bj1030514}}</ref><ref name="Zhang">{{cite journal|vauthors=Zhang Q, Piston DW, Goodman RH|s2cid=31268989|title=Regulation of corepressor function by nuclear NADH|journal=Science|volume=295|issue=5561|pages=1895–7|year=2002|pmid=11847309|doi=10.1126/science.1069300}}</ref> Pomer celkového NAD<sup>+</sup>/NADH je omnoho nižší, s odhadmi u cicavcov okolo 3-10.<ref>{{cite journal|vauthors=Lin SJ, Guarente L|title=Nicotinamide adenine dinucleotide, a metabolic regulator of transcription, longevity and disease|journal=Curr. Opin. Cell Biol.|volume=15|issue=2|pages=241–6|date=April 2003|pmid=12648681|doi=10.1016/S0955-0674(03)00006-1}}</ref> Naproti tomu pomer [[Nikotínamidadeníndinukleotidfosfát|NADP<sup>+</sup>/NADPH]] je bežne okolo 0,005, takže prevažuje podoba NADPH.<ref>{{cite journal|vauthors=Veech RL, Eggleston LV, Krebs HA|title=The redox state of free nicotinamide–adenine dinucleotide phosphate in the cytoplasm of rat liver|journal=Biochem. J.|volume=115|issue=4|pages=609–19|year=1969|pmid=4391039|pmc=1185185|doi=10.1042/bj1150609a}}</ref> Tento rozdiel pomerov je kľúčový pre rôzne metabolické úlohy NADH a NADPH.

== Biosyntéza ==
NAD<sup>+</sup> je syntetizovaný dvomi metabolickými dráhami. Produkuje sa buď v ''[[de novo]]'' dráhe z aminokyselín alebo recyklačnej dráhe pomocou recyklácie komponent ako je nikotínamid naspäť na NAD<sup>+</sup>. Aj keď väčšina tkaniva u cicavcov syntetizuje NAD<sup>+</sup> pomocou recyklačnej dráhy, ''de novo'' syntéza prebieha vo väčšej miere v pečeni z [[tryptofán]]u a v obličkách a [[makrofág]]ock z [[Kyselina nikotínová|kyseliny nikotínovej]].<ref name="pmid32097708">{{cite journal|vauthors=McReynolds MR, Chellappa K, Baur JA|title=Age-related NAD + decline|journal=[[Experimental Gerontology]]|volume=134|pages=110888|date=2020|doi=10.1016/j.exger.2020.110888|pmc=7442590|pmid=32097708}}</ref>

=== Produkcia ''de novo'' ===
[[Súbor:NAD_metabolism.svg|vpravo|náhľad|350x350bod|Niektoré metabolické dráhy, ktorými prebieha syntéza a spotreba NAD<sup>+</sup> u [[Stavovce|stavovcov]]. Skratky sú vysvetlené v texte.]]
Väčšina organizmov syntetizuje NAD<sup>+</sup> z jednoduchých zložiek.<ref name="Belenky" /> Konkrétny súbor reakcií sa medzi organizmami líši, ale spoločným znakom je tvorba [[Kyselina chinolínová|kyseliny chinolínovej]] (QA, z anglického quinolinic acid) z aminokyseliny - buď [[tryptofán]]u (Trp) u zvierat a niektorých baktérií, alebo [[aspartát]]u (Asp) u niektorých baktérií a rastlín.<ref>{{cite journal|vauthors=Katoh A, Uenohara K, Akita M, Hashimoto T|title=Early Steps in the Biosynthesis of NAD in Arabidopsis Start with Aspartate and Occur in the Plastid|journal=Plant Physiol.|volume=141|issue=3|pages=851–7|year=2006|pmid=16698895|pmc=1489895|doi=10.1104/pp.106.081091}}</ref><ref>{{cite journal|vauthors=Foster JW, Moat AG|title=Nicotinamide adenine dinucleotide biosynthesis and pyridine nucleotide cycle metabolism in microbial systems|journal=Microbiol. Rev.|volume=44|issue=1|pages=83–105|date=1 March 1980|doi=10.1128/MMBR.44.1.83-105.1980|pmid=6997723|pmc=373235}}</ref> Kyselina chinolínová sa mení na mononukleotid kyseliny nikotínovej (NaMN, z anglického nicotinic acid mononucleotide) pomocou transferu fosforibózového zvyšku. Následne je naňho pripojený adenylát za tvorby kyselina nikotínová adeníndinukleotidu (NaAD). Nakoniec sa kyseliny nikotínová [[amid]]uje na nikotínamid, čím vzniká nikotínamidadeníndinukleotid (NAD).<ref name="Belenky" />

V ďalšom kroku sa časť NAD<sup>+</sup> konvertuje na NADP<sup>+</sup> pomocou enzýmu [[NAD+ kináza|NAD<sup>+</sup> kináza]], ktorý fosforyluje NAD<sup>+</sup>.<ref>{{cite journal|vauthors=Magni G, Orsomando G, Raffaelli N|title=Structural and functional properties of NAD kinase, a key enzyme in NADP biosynthesis|journal=Mini Reviews in Medicinal Chemistry|volume=6|issue=7|pages=739–46|year=2006|pmid=16842123|doi=10.2174/138955706777698688}}</ref> U väčšiny organizmov tento enzým využíva [[Adenozíntrifosfát|ATP]] ako zdroj fosfátu, ale niektoré baktérie, ako napríklad ''[[Mycobacterium tuberculosis]]'' a hyper[[termofil]]ný [[Archeóny|archeón]] ''[[Pyrococcus horikoshii]]'', využívajú polyfosfát ako alternatívny zdroj fosfátu.<ref>{{cite journal|vauthors=Sakuraba H, Kawakami R, Ohshima T|title=First Archaeal Inorganic Polyphosphate/ATP-Dependent NAD Kinase, from Hyperthermophilic Archaeon Pyrococcus horikoshii: Cloning, Expression, and Characterization|journal=Appl. Environ. Microbiol.|volume=71|issue=8|pages=4352–8|year=2005|pmid=16085824|pmc=1183369|doi=10.1128/AEM.71.8.4352-4358.2005}}</ref><ref>{{cite journal|vauthors=Raffaelli N, Finaurini L, Mazzola F, Pucci L, Sorci L, Amici A, Magni G|title=Characterization of Mycobacterium tuberculosis NAD kinase: functional analysis of the full-length enzyme by site-directed mutagenesis|journal=Biochemistry|volume=43|issue=23|pages=7610–7|year=2004|pmid=15182203|doi=10.1021/bi049650w}}</ref>

=== Obnovovacie dráhy ===
[[Súbor:NA,_N_and_NR.svg|náhľad|300x300bod|Obnovovacie dráhy využívajú tri prekurzory NAD<sup>+</sup>: kyselinu nikotínovú, nikotínamid a nikotínamidribozid.]]
Napriek prítomnosti dráhy na syntézu ''de novo'' existujú [[Obnova nukleotidov|recyklačné reakcie]], ktoré sú u človeka dôležité. Nedostatok niacínu v potrave spôsobuje [[Avitaminóza|vitamínovú deficienciu]] (nedostatok) zvanú [[pelagra]].<ref>{{cite journal|author=Henderson LM|title=Niacin|journal=Annu. Rev. Nutr.|volume=3|pages=289–307|year=1983|pmid=6357238|doi=10.1146/annurev.nu.03.070183.001445}}</ref> Tento vysoký nárok na NAD<sup>+</sup> vychádza z konštantnej spotreby koenzýmu v reakciách ako sú posttranslačne úpravy, keďže cyklovanie NAD<sup>+</sup> medzi oxidovanou a redukovanou formou v redoxných reakciách nemení celkové množstvo koenzýmu.<ref name="Belenky" /> Hlavným zdrojom NAD<sup>+</sup> u cicavcov sú obnovovacie dráhy, ktoré recykluju nikotínamid produkovaný enzýmami využívajúcimi NAD<sup>+</sup>.<ref name="pmid29514064">{{cite journal|vauthors=Rajman L, Chwalek K, Sinclair DA|title=Therapeutic Potential of NAD-Boosting Molecules: The In Vivo Evidence|journal=[[Cell Metabolism]]|volume=27|issue=3|pages=529–547|year=2018|doi=10.1016/j.cmet.2018.02.011|pmc=6342515|pmid=29514064}}</ref> V prvom kroku tejto dráhy, ktorý je zároveň rýchlosť určujúcim krokom, vystupuje enzým [[nikotínamidfosforibozyltransferáza]] (NAMPT), ktorá produkuje [[nikotínamidmononukleotid]] (NMN).<ref name="pmid29514064" /> NMN je priamym prekurzorom NAD<sup>+</sup> v tejto dráhe.<ref>{{Cite web|title=What is NMN?|url=https://www.nmn.com/precursors/what-is-nmn|access-date=2021-01-08|website=www.nmn.com}}</ref>

Okrem skladania NAD<sup>+</sup> ''de novo'' z jednoduchých aminokyselinových prekurzorov využívajú bunky aj zlúčeniny obsahujúce pyridínový základ. Tri [[vitamín]]ové prekurzory využívané v recyklačných metabolických dráhach sú [[kyselina nikotínová]] (NA), [[nikotínamid]] (Nam) a [[nikotínamidribozid]] (NR).<ref name="Belenky" /> Tieto zlúčeniny je možné prijať priamo z potreby a sú označované ako vitamín B<sub>3</sub> alebo [[niacín]]. Tieto zlúčeniny sú však produkované aj priamo v bunke a spotrebou bunkového NAD<sup>+</sup>. Niektoré enzýmy vystupujúce v týchto obnovovacích dráhach sa zrejme združujú u [[Bunkové jadro|bunkového jadra]], čo môže kompenzovať vysokú spotrebu NAD<sup>+</sup> v tejto [[Organela|organele]].<ref>{{cite journal|vauthors=Anderson RM, Bitterman KJ, Wood JG, Medvedik O, Cohen H, Lin SS, Manchester JK, Gordon JI, Sinclair DA|title=Manipulation of a nuclear NAD<sup>+</sup> salvage pathway delays aging without altering steady-state NAD<sup>+</sup> levels|journal=J. Biol. Chem.|volume=277|issue=21|pages=18881–90|year=2002|pmid=11884393|doi=10.1074/jbc.M111773200|doi-access=free}}</ref> Podľa niektorých poznatkov môžu bunky cicavcov prijímať extracelulárny NAD<sup>+</sup> zo svojho okolia<ref>{{cite journal|vauthors=Billington RA, Travelli C, Ercolano E, Galli U, Roman CB, Grolla AA, Canonico PL, Condorelli F, Genazzani AA|title=Characterization of NAD Uptake in Mammalian Cells|journal=J. Biol. Chem.|volume=283|issue=10|pages=6367–74|year=2008|pmid=18180302|doi=10.1074/jbc.M706204200|doi-access=free}}</ref> a rovnako môžu byť nikotínamid a nikotínamidribozid prijímané v črevách.<ref>{{cite journal|vauthors=Trammell SA, Schmidt MS, Weidemann BJ, Redpath P, Jaksch F, Dellinger RW, Li Z, Abel ED, Migaud ME, Brenner C|title=Nicotinamide riboside is uniquely and orally bioavailable in mice and humans|journal=Nature Communications|year=2016|volume=7|page=12948|doi=10.1038/ncomms12948|pmid=27721479|pmc=5062546|bibcode=2016NatCo...712948T}}</ref>

Obnovovacie reakcie prebiehajúce u [[Mikroorganizmus|mikroorganizmov]] sa líšia od cicavčích.<ref name="Rongvaux">{{cite journal|vauthors=Rongvaux A, Andris F, Van Gool F, Leo O|title=Reconstructing eukaryotic NAD metabolism|journal=BioEssays|volume=25|issue=7|pages=683–90|year=2003|pmid=12815723|doi=10.1002/bies.10297}}</ref> Niektoré patogény, ako kvasinky ''[[Candida glabrata]]'' a baktéria ''[[Haemophilus influenzae]]'',  sú NAD<sup>+</sup> [[auxotrof]]y - nevedia syntetizovať NAD<sup>+</sup> - ale majú recyklačné dráhy a teda sú závislé na zdrojoch NAD<sup>+</sup> alebo jeho prekurzoroch zo svojho okolia.<ref>{{cite journal|vauthors=Ma B, Pan SJ, Zupancic ML, Cormack BP|title=Assimilation of NAD<sup>+</sup> precursors in ''Candida glabrata''|journal=Mol. Microbiol.|volume=66|issue=1|pages=14–25|year=2007|pmid=17725566|doi=10.1111/j.1365-2958.2007.05886.x|s2cid=22282128|doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal|vauthors=Reidl J, Schlör S, Kraiss A, Schmidt-Brauns J, Kemmer G, Soleva E|title=NADP and NAD utilization in ''Haemophilus influenzae''|journal=Mol. Microbiol.|volume=35|issue=6|pages=1573–81|year=2000|pmid=10760156|doi=10.1046/j.1365-2958.2000.01829.x|s2cid=29776509}}</ref> Ešte prekvapujúcejší je vnútrobunkový [[patogén]] ''[[Chlamydia trachomatis]]'', ktorému chýbajú rozpoznateľní kandidáti na akékoľvek gény vystupujúce v biosyntéze či obnove NAD<sup>+</sup> i NADP<sup>+</sup>, takže musí tieto koenzýmy získavať od svojho [[hostiteľ]]a.<ref>{{cite journal|vauthors=Gerdes SY, Scholle MD, D'Souza M, Bernal A, Baev MV, Farrell M, Kurnasov OV, Daugherty MD, Mseeh F, Polanuyer BM, Campbell JW, Anantha S, Shatalin KY, Chowdhury SA, Fonstein MY, Osterman AL|title=From Genetic Footprinting to Antimicrobial Drug Targets: Examples in Cofactor Biosynthetic Pathways|journal=J. Bacteriol.|volume=184|issue=16|pages=4555–72|year=2002|pmid=12142426|pmc=135229|doi=10.1128/JB.184.16.4555-4572.2002}}</ref>

== Funkcie ==
[[Súbor:Rossman_fold.png|vpravo|náhľad|272x272bod|Rossmannov fold tvorí časť [[Laktátdehydrogenáza|laktátdehydrogenázy]] mikroorganizmu ''[[Cryptosporidium parvum]]''. NAD<sup>+</sup> je znázornený červenou farbou, beta listy žltou a alfa helixy fialovou.<ref>{{cite journal|vauthors=Senkovich O, Speed H, Grigorian A, etal|title=Crystallization of three key glycolytic enzymes of the opportunistic pathogen ''Cryptosporidium parvum''|journal=Biochim. Biophys. Acta|volume=1750|issue=2|pages=166–72|year=2005|pmid=15953771|doi=10.1016/j.bbapap.2005.04.009}}</ref>]]
Nikotínamidadeníndinukleotid má niekoľko dôležitých úloh v [[Metabolizmus|metabolizme]]. Funguje ako [[koenzým]] v [[Redoxná reakcia|redoxných reakciích]], ako donor ADP-ribózy v [[ADP-ribozylácia|ADP-ribozylačných]] reakciách, ako prekurzor [[Druhý posol|druhého posla]] [[Cyklická ADP-ribóza|cyklickej ADP-ribózy]], zároveň vystupuje ako substrát pre bakteriálne DNA ligázy a skupinu enzýmov zvaných [[sirtuín]]y, ktoré využívajú NAD<sup>+</sup> na odstránenie [[acetyl]]ových skupín z bielkovín. Okrem týchto metabolických funkcií vystupuje NAD<sup>+</sup> ako adenínový nukleotid, ktorý môže opustiť bunku spontánnymi a regulovanými mechanizmami,<ref name="Smyth">{{cite journal|vauthors=Smyth LM, Bobalova J, Mendoza MG, Lew C, Mutafova-Yambolieva VN|title=Release of beta-nicotinamide adenine dinucleotide upon stimulation of postganglionic nerve terminals in blood vessels and urinary bladder|journal=J Biol Chem|volume=279|issue=47|pages=48893–903|year=2004|pmid=15364945|doi=10.1074/jbc.M407266200|doi-access=free}}</ref><ref name="Billington">{{cite journal|vauthors=Billington RA, Bruzzone S, De Flora A, Genazzani AA, Koch-Nolte F, Ziegler M, Zocchi E|title=Emerging functions of extracellular pyridine nucleotides|journal=Mol. Med.|volume=12|issue=11–12|pages=324–7|year=2006|pmid=17380199|pmc=1829198|doi=10.2119/2006-00075.Billington}}</ref> takže môže mať dôležité mimobunkové úlohy.<ref name="Billington" />

=== Oxidoreduktázová väzba NAD ===
{{Hlavný článok|Štruktúra proteínov|Oxidoreduktáza}}
Hlavná úloha NAD<sup>+</sup> v metabolizme je presun elektrónov z jednej molekuly na druhú. Reakcie tohto typu sú katalyzované veľkou skupinou enzýmov zvaných [[Oxidoreduktáza|oxidoreduktázy]]. Správne názvy týchto enzýmov obsahujú názov oboch ich substrátov: napríklad [[NADH-ubichinón oxidoreduktáza]] katalyuje oxidáciu NADH [[Koenzým Q|koenzýmom Q]].<ref>{{cite web|url=http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme|title=Enzyme Nomenclature, Recommendations for enzyme names from the Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology|access-date=6 December 2007|archive-url=https://web.archive.org/web/20071205181246/http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme/#|archive-date=5 December 2007|url-status=dead|df=dmy-all}}</ref> Tieto enzýmy sú však často označované ako dehydrogenázy a reduktázy, napríklad NADH-ubichinón oxidoreduktáza sa bežne nazýva ''NADH dehydrogenáza'' alebo ''koenzým Q reduktáza''.<ref>{{cite web|url=https://enzyme.expasy.org/EC/1.6.5.3|title=NiceZyme View of ENZYME: EC 1.6.5.3|access-date=2007-12-16|publisher=Expasy}}</ref>

Mnoho rôznych superrodín enzýmov viaže NAD<sup>+</sup>/NADH. Jedna z najbežnejších superrodín obsahuje štruktúrny motív známy ako [[Rossmannov fold]].<ref name="2015-Hanukoglu">{{cite journal|vauthors=Hanukoglu I|title=Proteopedia: Rossmann fold: A beta-alpha-beta fold at dinucleotide binding sites|journal=Biochem Mol Biol Educ|volume=43|issue=3|pages=206–209|year=2015|pmid=25704928|doi=10.1002/bmb.20849|s2cid=11857160|doi-access=free}}</ref><ref>{{cite journal|author=Lesk AM|title=NAD-binding domains of dehydrogenases|journal=Curr. Opin. Struct. Biol.|volume=5|issue=6|pages=775–83|year=1995|pmid=8749365|doi=10.1016/0959-440X(95)80010-7}}</ref> Tento motív je pomenovaný po [[Michael Rossmann|Michaelovi Rossmannovi]], ktorý si ako prvý vedec všimol ako často sa táto štruktúra nachádza v bielkovinách, ktoré viažu nukleotidy.<ref name="Rao">{{cite journal|vauthors=Rao ST, Rossmann MG|title=Comparison of super-secondary structures in proteins|journal=J Mol Biol|volume=76|issue=2|pages=241–56|year=1973|pmid=4737475|doi=10.1016/0022-2836(73)90388-4}}</ref> Príklad bakteriálneho enzýmu vystupujúceho v metabolizme aminokyselín, ktorý viaže NAD a nemá Rossmannov fold, je možné nájsť u ''[[Pseudomonas syringae]]'' pv. tomato ([[Protein Data Bank|PDB]]: [https://www.rcsb.org/structure/2CWH 2CWH], [[InterPro]]: ''[https://www.ebi.ac.uk/interpro/entry/InterPro/IPR003767/ IPR003767]).''<ref>{{cite journal|vauthors=Goto M, Muramatsu H, Mihara H, Kurihara T, Esaki N, Omi R, Miyahara I, Hirotsu K|title=Crystal structures of Delta1-piperideine-2-carboxylate/Delta1-pyrroline-2-carboxylate reductase belonging to a new family of NAD(P)H-dependent oxidoreductases: conformational change, substrate recognition, and stereochemistry of the reaction|journal=J. Biol. Chem.|volume=280|issue=49|pages=40875–84|year=2005|pmid=16192274|doi=10.1074/jbc.M507399200|doi-access=free}}</ref>
[[Súbor:NAD+_phys_alt.svg|vľavo|náhľad|V tomto obrázku je C4 uhlík, ktorý prijíma hydridový anión, zobrazený navrchu. Keď leží nikotínamidový kruh v rovine stránky s karboxyamidom vpravo, ako na obrázku, hydridový donor leží „nad“ alebo „pod“ rovinou stránky. Ak je „nad“, presun hydridu je v triede A, ak je „pod“, presun hydridu je v triede B.<ref name="bellamacina">{{cite journal|author=Bellamacina CR|title=The nicotinamide dinucleotide binding motif: a comparison of nucleotide binding proteins|journal=FASEB J.|volume=10|issue=11|pages=1257–69|date=1 September 1996|pmid=8836039|doi=10.1096/fasebj.10.11.8836039}}</ref>]]
Keď sa nikotínamidadeníndinukleotid viaže na aktívne miesto oxidoreduktáz, nikotinamidový kruh koenzýmu je natočený tak, aby mohol prijať hydridový vodík od druhého substrátu. Hydridový donor môže byť u rôznych enzýmov umiestnený „nad“ alebo „pod“ rovinou planárneho C4 uhlíku, ukázaného na obrázku. Oxidoreduktázy triedy A presúvajú hydridový vodík zhora, oxidoreduktázy triedy B ho presúvajú zospodu. Keďže tento C4 uhlík je [[Prochiralita|prochirálny]], možno toho využiť u [[Enzýmová kinetika|enzýmovej kinetiky]] a tým zistiť, akým mechanizmom reakcia prebieha. Pri tomto procese sa zmieša enzým so substrátom, ktorý má vodíky substituované za [[deutérium]], takže enzým redukuje NAD<sup>+</sup> presunom deutéria namiesto vodíku. Takto môže enzým vytvoriť jeden z dvoch stereomérov NADH.<ref name="bellamacina" /> Podľa toho, ktorý stereomér vzniká, sú enzýmy riadené na dve triedy: trieda A (donor je nad rovinou) a trieda B (donor je pod rovinou).

Enzýmy takmer vždy vykazujú vysoký level špecificity buď pre NAD<sup>+</sup>, alebo NADP<sup>+</sup>, napriek podobnosti ich väzby na proteín.<ref>{{cite journal|vauthors=Carugo O, Argos P|title=NADP-dependent enzymes. I: Conserved stereochemistry of cofactor binding|journal=Proteins|volume=28|issue=1|pages=10–28|year=1997|pmid=9144787|doi=10.1002/(SICI)1097-0134(199705)28:1<10::AID-PROT2>3.0.CO;2-N}}</ref> Táto špecificita sa odráža na rôznych metabolických úlohách týchto koenzýmov a je výsledkom rôznych skupín aminokyselinových reziduí v dvoch druhoch vreciek viažucich koenzýmy. V aktívnom mieste NADP-dependentných enzýmov vzniká iónová väzba medzi bazickým aminokyselinovým postranným reťazcom a kyslou fosfátovou skupinou NADP<sup>+</sup>. Naopak u NAD-dependentných enzýmov je náboj vo vrecku opačný, čo zabraňuje väzbe NADP<sup>+</sup>. Exisuje však niekoľko výnimiek, ako sú enzýmy [[aldózareduktáza]], [[glukóza-6-fosfátdehydrogenáza]] a [[metyléntetrahydrofolátreduktáza]], ktoré môžu u niektorých druhov využiť oba koenzýmy.<ref>{{cite journal|vauthors=Vickers TJ, Orsomando G, de la Garza RD, Scott DA, Kang SO, Hanson AD, Beverley SM|title=Biochemical and genetic analysis of methylenetetrahydrofolate reductase in Leishmania metabolism and virulence|journal=J. Biol. Chem.|volume=281|issue=50|pages=38150–8|year=2006|pmid=17032644|doi=10.1074/jbc.M608387200|doi-access=free}}</ref>

=== Úloha v redoxnom metabolizme ===
{{Hlavný článok|Bunkové dýchanie|Oxidačná fosforylácia}}
Redoxné reakcie katalyzované oxidoreduktázami sú životne dôležité pre všetky časti metabolzmu, ale obzvlášť dôležitou funkciou týchto reakcií je umožniť živinám získať energiu uloženú v relatívne slabej dvojitej väzbe v molekule kyslíku.<ref name="Schmidt-Rohr 20">{{cite journal|vauthors=Schmidt-Rohr K|year=2020|title=Oxygen Is the High-Energy Molecule Powering Complex Multicellular Life: Fundamental Corrections to Traditional Bioenergetics|doi=10.1021/acsomega.9b03352|journal=ACS Omega|volume=5|issue=5|pages=2221–2233|pmid=32064383|pmc=7016920}}</ref> Redukované zlúčeniny, ako sú glukóza a mastné kyseliny, sú oxidované, čím sa uvoľňuje chemická energia z O<sub>2</sub>. Pri tomto procese sa NAD<sup>+</sup> redukuje na NADH v procesoch [[Glykolýza|glykolýzy]], [[Beta-oxidácia|beta-oxidácie]] a [[Citrátový cyklus|citrátového cyklu]]. U [[Eukaryoty|eukaryotov]] sú elektróny prenášané na NADH, ktorý sa tvorí v [[Cytoplazma|cytoplazme]] a následne sa presúva do mitochondrie (na redukciu mitochondriálneho NAD<sup>+</sup>) pomocou [[Mitochondriálny člnok|mitochondriálnych člnkov]], ako je [[glycerolfosfátový člnok]]<ref name="Biochemistry">{{cite book|author1=Stryer, Lubert|author2=Berg, Jeremy Mark|author3=Tymoczko, John L.|title=Biochemistry|publisher=W. H. Freeman|location=San Francisco|year=2007|isbn=0-7167-8724-5|url=http://bcs.whfreeman.com/biochem6/default.asp?s=&n=&i=&v=&o=&ns=0&uid=0&rau=0|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20070518142847/http://bcs.whfreeman.com/biochem6/default.asp?s=&n=&i=&v=&o=&ns=0&uid=0&rau=0|archivedate=2007-05-18}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070518142847/http://bcs.whfreeman.com/biochem6/default.asp?s=&n=&i=&v=&o=&ns=0&uid=0&rau=0 |date=2007-05-18 }}</ref> alebo [[malát-aspartátový člnok]].<ref>{{cite journal|vauthors=Bakker BM, Overkamp KM, Kötter P, Luttik MA, Pronk JT|title=Stoichiometry and compartmentation of NADH metabolism in ''Saccharomyces cerevisiae''|journal=FEMS Microbiol. Rev.|volume=25|issue=1|pages=15–37|year=2001|pmid=11152939|doi=10.1111/j.1574-6976.2001.tb00570.x|doi-access=free}}</ref> Mitochondriálny NADH je potom oxidovaný v [[Dýchací reťazec|dýchacom reťazci]], ktorý prenáša protóny cez membránu a vytvára ATP pomocou [[Oxidačná fosforylácia|oxidačnej fosforylácie]].<ref>{{cite journal|author=Rich PR|s2cid=32361233|title=The molecular machinery of Keilin's respiratory chain|journal=Biochem. Soc. Trans.|volume=31|issue=Pt 6|pages=1095–105|year=2003|pmid=14641005|doi=10.1042/BST0311095|url=http://pdfs.semanticscholar.org/4ed0/c03a047fb1befbec4cffc8ee066480fa6ca9.pdf}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190223113357/http://pdfs.semanticscholar.org/4ed0/c03a047fb1befbec4cffc8ee066480fa6ca9.pdf |date=2019-02-23 }}</ref> Tieto člnkové systémy majú rovnakú transportnú funkciu aj v [[chloroplast]]och.<ref>{{cite journal|vauthors=Heineke D, Riens B, Grosse H, Hoferichter P, Peter U, Flügge UI, Heldt HW|title=Redox Transfer across the Inner Chloroplast Envelope Membrane|journal=Plant Physiol|volume=95|issue=4|pages=1131–1137|year=1991|pmid=16668101|pmc=1077662|doi=10.1104/pp.95.4.1131}}</ref>
[[Súbor:Catabolism_schematic.svg|náhľad|250x250bod|Zjednodušený prehľad redoxných metabolizmov, ukazujúci ako NAD+ a NADH prepájajú [[citrátový cyklus]] a [[Oxidačná fosforylácia|oxidačnú fosforyláciu]].]]
Keďže oxidovaná i redukovaná forma nikotínamidadeníndinukleotidu je využívaná u týcho spojených skupín reakcií, bunka udržiava vysokú koncentráciu NAD<sup>+</sup> i NADH. Vysoký pomer NAD<sup>+</sup>/NADH umožňuje tomuto koenzýmu vystupovať ako oxidačné i redukčné činidlo.<ref name="Nicholls">{{cite book|author=Nicholls DG|author2=Ferguson SJ|title=Bioenergetics 3|edition=1st|publisher=Academic Press|year=2002|isbn=978-0-12-518121-1}}</ref> Naproti tomu NADPH vystupuje hlavne ako redukčné činidlo v anabolizme, a to v dráhach ako je [[syntéza mastných kyselín]] alebo [[fotosyntéza]]. Keďže NADPH je nutné ako silné redukčné činidlo, aby mohli prebiehať redoxné reakcie, je udržiavaný veľmi nízky pomer NADP<sup>+</sup>/NADPH.<ref name="Nicholls" />

Aj keď je NADH dôležité v katabolizme, objavuje sa i v anabolických reakciách, ako napríklad [[Glukoneogenéza|glukoneogenéze]].<ref>{{cite journal|vauthors=Sistare FD, Haynes RC|title=The interaction between the cytosolic pyridine nucleotide redox potential and gluconeogenesis from lactate/pyruvate in isolated rat hepatocytes. Implications for investigations of hormone action|journal=J. Biol. Chem.|volume=260|issue=23|pages=12748–53|date=15 October 1985|doi=10.1016/S0021-9258(17)38940-8|pmid=4044607|url=http://www.jbc.org/cgi/reprint/260/23/12748}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080412180241/http://www.jbc.org/cgi/reprint/260/23/12748 |date=2008-04-12 }}</ref> Potreba NADH v anabolizme vytvára problém pre prokaryoty rastúce zo živín, ktoré poskytujú len malé množstvo energie. [[Nitrifikácia|Nitrifikačné]] baktérie, ako napríklad rod ''[[Nitrobacter]]'', oxidujú dusitany na dusičnany, čím sa uvoľňuje dostatočné množstvo energie na presun protónov a tvorbu ATP, ale nie na priamu produkciu NADH.<ref>{{cite journal|vauthors=Freitag A, Bock E|year=1990|title=Energy conservation in ''Nitrobacter''|journal=FEMS Microbiology Letters|volume=66|issue=1–3|pages=157–62|doi=10.1111/j.1574-6968.1990.tb03989.x|doi-access=free}}</ref> Keďže NADH je i tak vyžadované u anabolických reakcií, tieto baktére využívajú [[Nitritoxidoreduktáza|nitritoxidoreduktázu]] na tvorbu dostatočnej [[Protónmotívna sila|protónmotívnej sily]] (protónového gradientu), aby mohla časť dýchacieho reťazca bežať v opačnom smere a mohlo sa tvoriť NADH.<ref>{{cite journal|vauthors=Starkenburg SR, Chain PS, Sayavedra-Soto LA, Hauser L, Land ML, Larimer FW, Malfatti SA, Klotz MG, Bottomley PJ, Arp DJ, Hickey WJ|title=Genome Sequence of the Chemolithoautotrophic Nitrite-Oxidizing Bacterium ''Nitrobacter winogradskyi'' Nb-255|journal=Appl. Environ. Microbiol.|volume=72|issue=3|pages=2050–63|year=2006|pmid=16517654|pmc=1393235|doi=10.1128/AEM.72.3.2050-2063.2006}}</ref>

=== Neredoxné reakcie ===
Koenzým NAD<sup>+</sup> je takisto spotrebovaný v reakciách, kde dochádza k presunu ADP-ribózy. Enzýmy zvané [[ADP-ribozyltransferáza|ADP-ribozyltransferázy]] presúvajú ADP-ribózovú skupinu z tejto molekuly na bielkoviny v [[Posttranslačná úprava|posttranslačnej úprave]] nazývanej [[ADP-ribozylácia]].<ref>{{cite journal|author=Ziegler M|title=New functions of a long-known molecule. Emerging roles of NAD in cellular signaling|journal=Eur. J. Biochem.|volume=267|issue=6|pages=1550–64|year=2000|pmid=10712584|doi=10.1046/j.1432-1327.2000.01187.x}}</ref> ADP-ribozylácia pozostáva buď z presunu jednej ADP-ribózovej jednotky, teda sa jedná o ''mono-ADP-ribozyláciu'', alebo presunu ADP-ribózy na bielkoviny v podobe dlhých vetvených reťazcov, čo sa nazýva ''poly(ADP-ribozyl)ácia''.<ref name="Diefenbach">{{cite journal|vauthors=Diefenbach J, Bürkle A|title=Introduction to poly(ADP-ribose) metabolism|journal=Cell. Mol. Life Sci.|volume=62|issue=7–8|pages=721–30|year=2005|pmid=15868397|doi=10.1007/s00018-004-4503-3}}</ref> Mono-ADP-ribozylácia bola prvýkrát identifikovaná ako mechanizmus pôsobenia skupiny bakteriálnych [[toxín]]ov, hlavne [[Toxín cholery|toxínu cholery]], ale prebieha i u bežnej [[Bunková signalizácia|bunkovej signalizácie]].<ref>{{cite journal|vauthors=Berger F, Ramírez-Hernández MH, Ziegler M|title=The new life of a centenarian: signaling functions of NAD(P)|journal=Trends Biochem. Sci.|volume=29|issue=3|pages=111–8|year=2004|pmid=15003268|doi=10.1016/j.tibs.2004.01.007}}</ref><ref>{{cite journal|vauthors=Corda D, Di Girolamo M|title=New Embo Member's Review: Functional aspects of protein mono-ADP-ribosylation|journal=EMBO J.|volume=22|issue=9|pages=1953–8|year=2003|pmid=12727863|pmc=156081|doi=10.1093/emboj/cdg209}}</ref> Poly(ADP-ribozyl)áciu vykonávajú poly(ADP-ribóza)polymerázy.<ref name="Diefenbach" /><ref name="Burkle">{{cite journal|author=Bürkle A|title=Poly(ADP-ribose). The most elaborate metabolite of NAD<sup>+</sup>|journal=FEBS J.|volume=272|issue=18|pages=4576–89|year=2005|pmid=16156780|doi=10.1111/j.1742-4658.2005.04864.x|s2cid=22975714|doi-access=free}}</ref> Štruktúra poly(ADP-ribózy) je využívaná v regulácii niekoľkých bunkových dejov a je najdôležitejšia v [[Bunkové jadro|bunkovom jadre]], v procesoch ako sú [[oprava DNA]] a údržba [[Teloméra|telomér]].<ref name="Burkle" /> Okrem týchto funkcií v bunke bola nedávno objavená skupina extracelulárnych ADP-ribozyltransferáz, ale ich úloha ostáva nejasná.<ref>{{cite journal|vauthors=Seman M, Adriouch S, Haag F, Koch-Nolte F|title=Ecto-ADP-ribosyltransferases (ARTs): emerging actors in cell communication and signaling|journal=Curr. Med. Chem.|volume=11|issue=7|pages=857–72|year=2004|pmid=15078170|doi=10.2174/0929867043455611}}</ref> NAD<sup>+</sup> môže byť pridané i na bunkovú [[RNA]] ako 5'-terminálna modifikácia.<ref>{{cite journal|vauthors=Chen YG, Kowtoniuk WE, Agarwal I, Shen Y, Liu DR|title=LC/MS analysis of cellular RNA reveals NAD-linked RNA|journal=Nat Chem Biol|volume=5|issue=12|pages=879–881|date=December 2009|pmid=19820715|pmc=2842606|doi=10.1038/nchembio.235}}</ref>
[[Súbor:Cyclic_ADP_ribose.svg|vľavo|náhľad|280x280bod|Štruktúra [[Cyklická ADP-ribóza|cyklickej ADP-ribózy]].]]
Ďalšia funkcia tohto koenzýmu v bunkovej signalizácii je, že slúži ako prekurzor [[Cyklická ADP-ribóza|cyklickej ADP-ribózy]], ktorá sa produkuje z NAD<sup>+</sup> pomocou ADP-ribozylcykláz ako šúčasť [[Systém druhých poslov|systému druhých poslov]].<ref>{{cite journal|author=Guse AH|title=Biochemistry, biology, and pharmacology of cyclic adenosine diphosphoribose (cADPR)|journal=Curr. Med. Chem.|volume=11|issue=7|pages=847–55|year=2004|pmid=15078169|doi=10.2174/0929867043455602}}</ref> Táto molekula pôsobí vo [[Vápniková signalizácia|vápnikovej signalizácii]] uvoľnením vápniku z intracelulárnych zásob.<ref>{{cite journal|author=Guse AH|title=Regulation of calcium signaling by the second messenger cyclic adenosine diphosphoribose (cADPR)|journal=Curr. Mol. Med.|volume=4|issue=3|pages=239–48|year=2004|pmid=15101682|doi=10.2174/1566524043360771}}</ref> Viaže sa na takzvané [[ryanodínové receptory]], umiestnené na membránach [[Organela|organel]], ako je napríklad [[endoplazmatické retikulum]], čím dochádza k otvoreniu týchto vápnikových kanálov.<ref>{{cite journal|author=Guse AH|title=Second messenger function and the structure-activity relationship of cyclic adenosine diphosphoribose (cADPR)|journal=FEBS J.|volume=272|issue=18|pages=4590–7|year=2005|pmid=16156781|doi=10.1111/j.1742-4658.2005.04863.x|s2cid=21509962|doi-access=free}}</ref>

NAD<sup>+</sup> spotrebovávajú i sirtuíny, čo sú NAD-dependentné [[Deacetyláza|deacetylázy]], ako je [[Sir2]].<ref>{{cite journal|vauthors=North BJ, Verdin E|title=Sirtuins: Sir2-related NAD-dependent protein deacetylases|journal=Genome Biol|volume=5|issue=5|page=224|year=2004|pmid=15128440|pmc=416462|doi=10.1186/gb-2004-5-5-224}}</ref> Tieto enzýmy presúvajú [[acetyl]]ovú skupinu zo substrátového proteínu na ADP-ribózovú zložku NAD<sup>+</sup>, čo rozštiepi tento koenzým a uvoľní nikotínamid a O-acetyl-ADP-ribózu. Sirtuíny zjavne vystupujú hlavne v regulácii [[Transkripcia (genetika)|transkripcie]] pomocou deacetylácie histónov a zmeny štruktúry nukleozómu.<ref>{{cite journal|vauthors=Blander G, Guarente L|s2cid=27494475|title=The Sir2 family of protein deacetylases|journal=Annu. Rev. Biochem.|volume=73|pages=417–35|year=2004|pmid=15189148|doi=10.1146/annurev.biochem.73.011303.073651|url=http://pdfs.semanticscholar.org/9d4c/c1bb0b31a2b0bc0d97db8294a1072f731738.pdf}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20201204211302/http://pdfs.semanticscholar.org/9d4c/c1bb0b31a2b0bc0d97db8294a1072f731738.pdf |date=2020-12-04 }}</ref> Sirtuíny však môžu deacetylovať i nehistónové bielkoviny. Táto aktivita sirtuínov je zaujímavá predovšetkým kvôli jej dôležitosti v regulácii procesu [[Starnutie|starnutia]].<ref>{{cite journal|vauthors=Trapp J, Jung M|title=The role of NAD+ dependent histone deacetylases (sirtuins) in ageing|journal=Curr Drug Targets|volume=7|issue=11|pages=1553–60|year=2006|pmid=17100594|doi=10.2174/1389450110607011553}}</ref>

Ďalšie NAD-dependentné enzýmy zahŕňajú bakteriálne [[DNA ligáza|DNA ligázy]], ktoré spájajú dva konce DNA s využitím NAD<sup>+</sup> ako substrátu, ktorý dodáva [[adenozínmonofosfát]] (AMP) na 5' fosfátovú skupinu jedného konca DNA. Na tento intermediát sa potom viaže 3' hydroxylová skupina druhého konca DNA, čím vzniká [[fosfodiesterová väzba]].<ref>{{cite journal|vauthors=Wilkinson A, Day J, Bowater R|title=Bacterial DNA ligases|journal=Mol. Microbiol.|volume=40|issue=6|pages=1241–8|year=2001|pmid=11442824|doi=10.1046/j.1365-2958.2001.02479.x|s2cid=19909818|doi-access=free}}</ref> Naproti tomu eukaryotické DNA ligázy využívajú ATP na tvorbu DNA-AMP intermediátu.<ref>{{cite journal|vauthors=Schär P, Herrmann G, Daly G, Lindahl T|title=A newly identified DNA ligase of ''Saccharomyces cerevisiae'' involved in RAD52-independent repair of DNA double-strand breaks|journal=Genes & Development|volume=11|issue=15|pages=1912–24|year=1997|pmid=9271115|pmc=316416|doi=10.1101/gad.11.15.1912}}</ref>

Li et al. zistili, že NAD<sup>+</sup> priamo reguluje proteín-proteínové interakcie.<ref name="Li 2017">{{cite journal|last1=Li|journal=Science|first11=L.|last12=Steegborn|first12=Clemens|last13=Sinclair|first13=David A.|title=A conserved NAD binding pocket that regulates protein-protein interactions during aging|date=23 March 2017|first10=Vera|volume=355|issue=6331|pages=1312–1317|doi=10.1126/science.aad8242|pmc=5456119|pmid=28336669|last11=Aravind|last10=Gorbunova|first1=Jun|last5=Hubbard|last2=Bonkowski|first2=Michael S.|last3=Moniot|first3=Sébastien|last4=Zhang|first4=Dapeng|first5=Basil P.|first9=Zhenkun|last6=Ling|first6=Alvin J. Y.|last7=Rajman|first7=Luis A.|last8=Qin|first8=Bo|last9=Lou|bibcode=2017Sci...355.1312L}}</ref> Takisto ukázali, že jeden z dôvodov poklesu opráv DNA spojených so starobou by mohla byť zvýšená väzba proteínu DBC1 (Deleted in Breast Cancer 1, „vymazaný pri rakovine prsníka 1“) na PARP1 (poly(ADP-ribóza)polymeráza 1), keďže pri starnutí sa znižuje hladina NAD<sup>+</sup>.<ref name="Li 2017" /> Úprava hladiny NAD<sup>+</sup> by teda mohla ochrániť pred rakovinou, radiáciou a starnutím.<ref name="Li 2017" />

=== Extracelulárne pôsobenie NAD<sup>+</sup> ===
V posledných rokoch bol NAD<sup>+</sup> odhalený ako extracelulárna signalizačná molekula, ktorá vystupuje v medzibunkovej komunikácii.<ref name="Billington" /><ref name="Ziegler">{{cite journal|vauthors=Ziegler M, Niere M|title=NAD<sup>+</sup> surfaces again|journal=Biochem. J.|volume=382|issue=Pt 3|pages=e5–6|year=2004|pmid=15352307|pmc=1133982|doi=10.1042/BJ20041217}}</ref><ref name="Koch-Nolte">{{cite journal|vauthors=Koch-Nolte F, Fischer S, Haag F, Ziegler M|title=Compartmentation of NAD<sup>+</sup>-dependent signalling|journal=FEBS Lett.|volume=585|issue=11|pages=1651–6|year=2011|pmid=21443875|doi=10.1016/j.febslet.2011.03.045|s2cid=4333147|doi-access=free}}</ref> NAD<sup>+</sup> sa uvoľňuje z [[neurón]]ov v [[Cieva (anatómia)|cievach]],<ref name="Smyth" /> [[Močový mechúr|močovom mechúre]],<ref name="Smyth" /><ref name="Breen">{{cite journal|vauthors=Breen LT, Smyth LM, Yamboliev IA, Mutafova-Yambolieva VN|s2cid=11400206|title=beta-NAD is a novel nucleotide released on stimulation of nerve terminals in human urinary bladder detrusor muscle|journal=Am. J. Physiol. Renal Physiol.|volume=290|issue=2|pages=F486–95|year=2006|pmid=16189287|doi=10.1152/ajprenal.00314.2005|url=http://pdfs.semanticscholar.org/3c50/0de30c886190bcbc5ff43c930e14a1416f0c.pdf}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20190222234958/http://pdfs.semanticscholar.org/3c50/0de30c886190bcbc5ff43c930e14a1416f0c.pdf |date=2019-02-22 }}</ref> [[Hrubé črevo|hrubom čreve]],<ref name="Mutafova-Yambolieva">{{cite journal|vauthors=Mutafova-Yambolieva VN, Hwang SJ, Hao X, Chen H, Zhu MX, Wood JD, Ward SM, Sanders KM|title=Beta-nicotinamide adenine dinucleotide is an inhibitory neurotransmitter in visceral smooth muscle|journal=Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.|volume=104|issue=41|pages=16359–64|year=2007|pmid=17913880|pmc=2042211|doi=10.1073/pnas.0705510104|bibcode=2007PNAS..10416359M}}</ref><ref name="Hwang">{{cite journal|vauthors=Hwang SJ, Durnin L, Dwyer L, Rhee PL, Ward SM, Koh SD, Sanders KM, Mutafova-Yambolieva VN|title=β-nicotinamide adenine dinucleotide is an enteric inhibitory neurotransmitter in human and nonhuman primate colons|journal=Gastroenterology|volume=140|issue=2|pages=608–617.e6|year=2011|pmid=20875415|pmc=3031738|doi=10.1053/j.gastro.2010.09.039}}</ref> z neurosekrečných buniek<ref name="Yamboliev">{{cite journal|vauthors=Yamboliev IA, Smyth LM, Durnin L, Dai Y, Mutafova-Yambolieva VN|title=Storage and secretion of beta-NAD, ATP and dopamine in NGF-differentiated rat pheochromocytoma PC12 cells|journal=Eur. J. Neurosci.|volume=30|issue=5|pages=756–68|year=2009|pmid=19712094|pmc=2774892|doi=10.1111/j.1460-9568.2009.06869.x}}</ref> a mozgových synaptozómov<ref name="Durnin">{{cite journal|vauthors=Durnin L, Dai Y, Aiba I, Shuttleworth CW, Yamboliev IA, Mutafova-Yambolieva VN|title=Release, neuronal effects and removal of extracellular β-nicotinamide adenine dinucleotide (β-NAD<sup>+</sup>) in the rat brain|journal=Eur. J. Neurosci.|volume=35|issue=3|pages=423–35|year=2012|pmid=22276961|pmc=3270379|doi=10.1111/j.1460-9568.2011.07957.x}}</ref> a bol navrhnutý ako nový [[neurotransmiter]], ktorý prenáša informáciu z nervov na efektorové bunky v orgánoch s [[Hladká svalovina|hladkou svalovinou]].<ref name="Mutafova-Yambolieva" /><ref name="Hwang" /> U rastlín indukuje extracelulárny nikotínamidadeníndinukleotid rezistenciu voči patogénnej infekcii a bol identifikovaný prvý extracelulárny receptor NAD.<ref name="Zhou&Wang">{{cite journal|vauthors=Wang C, Zhou M, Zhang X, Yao J, Zhang Y, Mou Z|title=A lectin receptor kinase as a potential sensor for extracellular nicotinamide adenine dinucleotide in Arabidopsis thaliana|journal=eLife|volume=6|pages=e25474|year=2017|doi=10.7554/eLife.25474|pmc=5560858|pmid=28722654}}</ref> Ďalšie výskumy sú nutné na určenie základných mechanizmov jeho extracelulárneho pôsobenia a ich dôležitosti pre zdravie človeka a životné procesy u ostatných organizmov.

== Klinický význam ==
Enzýmy, ktoré tvoria a využívajú NAD<sup>+</sup> a NADH, sú dôležité pre farmakológiu i pre výskum novej liečby chorôb.<ref>{{cite journal|author=Sauve AA|s2cid=875753|title=NAD<sup>+</sup> and vitamin B3: from metabolism to therapies|journal=The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics|volume=324|issue=3|pages=883–93|date=March 2008|pmid=18165311|doi=10.1124/jpet.107.120758}}</ref> Dizajn liekov a vývoj liekov využíva NAD<sup>+</sup> tromi spôsobmi: ako priamy cieľ pôsobenia liekov, dizajnovaním enzýmových inhibítorov alebo aktivátorov založených na jeho štruktúre, ktoré menia aktivitu NAD-dependentných enzýmov, a snahou inhibovať biosyntézu NAD<sup>+</sup>.<ref>{{cite journal|vauthors=Khan JA, Forouhar F, Tao X, Tong L|s2cid=6490887|title=Nicotinamide adenine dinucleotide metabolism as an attractive target for drug discovery|journal=Expert Opin. Ther. Targets|volume=11|issue=5|pages=695–705|year=2007|pmid=17465726|doi=10.1517/14728222.11.5.695}}</ref>

Keďže rakovinové bunky využívajú [[Glykolýza|glykolýzu]] v zvýšenej miere a keďže NAD podporuje glykolýzu, nikotínamidfosforibozyltransferáza (obnovovacia dráha NAD) je často zvýšená v rakovinových bunkách.<ref name="pmid30631755">{{cite journal|vauthors=Yaku K, Okabe K, Hikosaka K, Nakagawa T|title=NAD Metabolism in Cancer Therapeutics|journal=[[Frontiers in Microbiology]]|volume=8|pages=622|date=2018|doi=10.3389/fonc.2018.00622|pmc=6315198|pmid=30631755}}</ref><ref name="pmid32111066">{{cite journal|vauthors=Pramono AA, Rather GM, Herman H|title=NAD- and NADPH-Contributing Enzymes as Therapeutic Targets in Cancer: An Overview|journal=[[Biomolecules (journal)|Biomolecules]]|volume=10|issue=3|pages=358|date=2020|doi=10.3390/biom10030358|pmc=7175141|pmid=32111066}}</ref>

NAD bol študovaný pre potenciálne použitie v terapii neurodegeneratívnych porúch, ako je napríklad [[Alzheimerova choroba|Alzheimerova]] alebo [[Parkinsonova choroba]].<ref name="Belenky" /> Klinické skúšky (bez prekurzorov NAD) s kontrolnou skupinou s placebom, ktoré testovali efekt NADH, nepreukázali žiadny efekt u ľudí s Parkinsonovou chorobou.<ref>{{cite journal|author=Swerdlow RH|s2cid=10683162|title=Is NADH effective in the treatment of Parkinson's disease?|journal=Drugs Aging|volume=13|issue=4|pages=263–8|year=1998|pmid=9805207|doi=10.2165/00002512-199813040-00002}}</ref>

NAD<sup>+</sup> je takisto cieľom liekčiva [[izoniazid]], ktorý sa používa pri liečbe [[Tuberkulóza|tuberkulózy]], infekcie spôsobenej baktériou ''[[Mycobacterium tuberculosis]]''. Izoniazid je „[[prodrug]]“ (liek, ktorého aktívna forma vzniká ako metabolit v tele) a keď sa dostane do baktérie, je aktivovaný [[Peroxidáza|peroxidázovým]] enzýmom, ktorý túto zlúčeninu oxiduje do podoby [[Voľný radikál|voľného radikálu]].<ref>{{cite journal|vauthors=Timmins GS, Deretic V|title=Mechanisms of action of isoniazid|journal=Mol. Microbiol.|volume=62|issue=5|pages=1220–7|year=2006|pmid=17074073|doi=10.1111/j.1365-2958.2006.05467.x|s2cid=43379861}}</ref> Tento radikál potom reaguje s NADH, čím vznikajú adukty, ktoré pôsobia ako veľmi silné inhibítory enzýmu [[Enoyl-acyl carrier protein reduktáza|enoyl-acyl carrier protein reduktázy]]<ref>{{cite journal|vauthors=Rawat R, Whitty A, Tonge PJ|title=The isoniazid-NAD adduct is a slow, tight-binding inhibitor of InhA, the Mycobacterium tuberculosis enoyl reductase: Adduct affinity and drug resistance|journal=Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.|volume=100|issue=24|pages=13881–6|year=2003|pmid=14623976|pmc=283515|doi=10.1073/pnas.2235848100|bibcode=2003PNAS..10013881R}}</ref> a [[Dihydrofolátreduktáza|dihydrofolátreduktázy]].<ref>{{cite journal|vauthors=Argyrou A, Vetting MW, Aladegbami B, Blanchard JS|s2cid=7721666|title=Mycobacterium tuberculosis dihydrofolate reductase is a target for isoniazid|journal=Nat. Struct. Mol. Biol.|volume=13|issue=5|pages=408–13|year=2006|pmid=16648861|doi=10.1038/nsmb1089}}</ref>

Keďže mnoho oxidoreduktáz využíva NAD<sup>+</sup> a NADH ako substráty a viažu ich pomocou vysoko konzervovaných štruktúrnych motívov, je prekvapivá predstava, že by inhibítory založené na NAD<sup>+</sup> mohli byť špecifické pre konkrétny enzým.<ref name="Pankiewicz">{{cite journal|vauthors=Pankiewicz KW, Patterson SE, Black PL, Jayaram HN, Risal D, Goldstein BM, Stuyver LJ, Schinazi RF|title=Cofactor mimics as selective inhibitors of NAD-dependent inosine monophosphate dehydrogenase (IMPDH)—the major therapeutic target|journal=Curr. Med. Chem.|volume=11|issue=7|pages=887–900|year=2004|pmid=15083807|doi=10.2174/0929867043455648}}</ref> Napriek tomu je to však možné - napríklad inhibítory založené na zlúčeninách ako [[kyselina mykofenolová]] a [[tiazofurín]] inhibujú [[IMP dehydrogenáza|IMP dehydrogenázu]] na väzbovom mieste pre NAD<sup>+</sup>. Tento enzým je dôležity v [[Metabolizmus purínov|metabolizme purínov]], takže sa tieto molekuly dajú využiť ako lieky proti rakovine, vírusom, alebo ako [[Imunosupresívum|imunosupresíva]].<ref name="Pankiewicz" /><ref>{{cite journal|vauthors=Franchetti P, Grifantini M|title=Nucleoside and non-nucleoside IMP dehydrogenase inhibitors as antitumor and antiviral agents|journal=Curr. Med. Chem.|volume=6|issue=7|pages=599–614|year=1999|pmid=10390603}}</ref> Iné lieky nie sú enzýmové inhibítory, ale namiesto toho aktivujú enzýmy vystupujúce v metabolizme NAD<sup>+</sup>. Sirtuíny sú obzvlášť zaujímavým cieľom týchto liekov, keďže aktivácia týchto NAD-dependentných acetyláz v niektorých zvieracích modeloch predlžuje život.<ref name="Kim">{{cite journal|vauthors=Kim EJ, Um SJ|title=SIRT1: roles in aging and cancer|journal=BMB Rep|volume=41|issue=11|pages=751–6|year=2008|pmid=19017485|doi=10.5483/BMBRep.2008.41.11.751|doi-access=free}}</ref> Zlúčeniny ako [[resveratrol]] zvyšujú aktivitu týchto enzýmov, čo môže hrať dôležitú úlohu v ich schopnosti oddialiť starnutie v [[Modelový organizmus|modelových organizmoch]] ako u stavovcoch,<ref>{{cite journal|vauthors=Valenzano DR, Terzibasi E, Genade T, Cattaneo A, Domenici L, Cellerino A|s2cid=1662390|title=Resveratrol prolongs lifespan and retards the onset of age-related markers in a short-lived vertebrate|journal=Curr. Biol.|volume=16|issue=3|pages=296–300|year=2006|pmid=16461283|doi=10.1016/j.cub.2005.12.038}}</ref><ref>{{cite journal|vauthors=Howitz KT, Bitterman KJ, Cohen HY, Lamming DW, Lavu S, Wood JG, Zipkin RE, Chung P, Kisielewski A, Zhang LL, Scherer B, Sinclair DA|s2cid=4395572|title=Small molecule activators of sirtuins extend ''Saccharomyces cerevisiae'' lifespan|journal=Nature|volume=425|issue=6954|pages=191–6|year=2003|pmid=12939617|doi=10.1038/nature01960|bibcode=2003Natur.425..191H}}</ref> tak i u bezstavovcov.<ref>{{cite journal|vauthors=Wood JG, Rogina B, Lavu S, Howitz K, Helfand SL, Tatar M, Sinclair D|s2cid=52851999|title=Sirtuin activators mimic caloric restriction and delay ageing in metazoans|journal=Nature|volume=430|issue=7000|pages=686–9|year=2004|pmid=15254550|doi=10.1038/nature02789|bibcode=2004Natur.430..686W}}</ref> V jednom experimente sa u myší, ktorým bol podávaný NAD po dobu jedného týždňa, zlepšila komunikácia medzi jadrom a mitochondriami.<ref>{{cite journal|vauthors=Gomes AP, Price NL, Ling AJ, Moslehi JJ, Montgomery MK, Rajman L, White JP, Teodoro JS, Wrann CD, Hubbard BP, Mercken EM, Palmeira CM, de Cabo R, Rolo AP, Turner N, Bell EL, Sinclair DA|title=Declining NAD+ Induces a Pseudohypoxic State Disrupting Nuclear-Mitochondrial Communication during Aging|journal=Cell|volume=155|issue=7|pages=1624–1638|date=19 December 2013|pmid=24360282|doi=10.1016/j.cell.2013.11.037|pmc=4076149}}</ref>

Vďaka rozdielom v [[Metabolická dráha|metabolických dráhach]] biosyntézy NAD<sup>+</sup> u rôznych organizmov, napríklad baktérií a človeka, je táto oblasť metabolizmu veľmi sľubnou oblasťou pre vývoj nových [[Antibiotikum|antibiotík]].<ref>{{cite journal|vauthors=Rizzi M, Schindelin H|title=Structural biology of enzymes involved in NAD and molybdenum cofactor biosynthesis|journal=Curr. Opin. Struct. Biol.|volume=12|issue=6|pages=709–20|year=2002|pmid=12504674|doi=10.1016/S0959-440X(02)00385-8}}</ref><ref>{{cite book|vauthors=Begley TP, Kinsland C, Mehl RA, Osterman A, Dorrestein P|title=Cofactor Biosynthesis|chapter=The biosynthesis of nicotinamide adenine dinucleotides in bacteria|journal=Vitam. Horm.|volume=61|pages=103–19|year=2001|pmid=11153263|doi=10.1016/S0083-6729(01)61003-3|isbn=978-0-12-709861-6|series=Vitamins & Hormones}}</ref> Napríklad enzým [[nikotínamidáza]], ktorá premieňa nikotínamid na kyselinu nikotínovú, je cieľom pre dizajn liečiv, keďže tento enzým sa nachádza u kvasiniek a baktérií, ale nie je prítomný u človeka.<ref name="Rongvaux" />

V bakteriológii sa občas NAD označuje ako faktor V a využíva sa ako doplnok pre kultivačné média pre niektoré baktérie so špecifickými rastovými nárokmi.<ref>[https://www.cdc.gov/meningitis/lab-manual/chpt09-id-characterization-hi.html Meningitis |Lab Manual |Id and Characterization of Hib |CDC<!-- Bot generated title -->]</ref>

== História ==
[[Súbor:ArthurHarden.jpg|náhľad|283x283bod|[[Arthur Harden]], spoluobjaviteľ NAD]]
{{Hlavný článok|História biochémie}}
Koenzým NAD<sup>+</sup> prví objavili birtskí biochemici [[Arthur Harden]] a [[William John Young]] v roku 1906.<ref>{{cite journal|first1=A|last1=Harden|last2=Young|first2=WJ|title=The alcoholic ferment of yeast-juice Part II.--The coferment of yeast-juice|journal=Proceedings of the Royal Society of London|series=Series B, Containing Papers of a Biological Character|volume=78|date=24 October 1906|pages=369–375|issue=526|jstor=80144|doi=10.1098/rspb.1906.0070|doi-access=free}}</ref> Všimli si, že prídavok povareného a filtrovaného extraktu [[Kvasinka|kvasiniek]] zrýchlil priebeh [[Alkoholové kvasenie|alkoholového kvasenia]] v nepovarenom extraktu kvasiniek. Neidentifikovaný faktor zodpovedný za tento efekt pomenovali ''koferment''. Po dlhej a náročnej purifikácii extraktu kvasiniek bol tento teplu odolný faktor identifikovaný [[Hans Karl August Simon von Euler-Chelpin|Hansom von Euler-Chelpinom]] ako [[nukleotid]]-cukor-fosfát.<ref>{{cite web|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1929/euler-chelpin-lecture.pdf|title=Fermentation of sugars and fermentative enzymes|work=Nobel Lecture, 23 May 1930|access-date=2007-09-30|publisher=Nobel Foundation|archive-url=https://web.archive.org/web/20070927170330/http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1929/euler-chelpin-lecture.pdf|archive-date=27 September 2007|url-status=dead}}</ref> V roku 1936 ukázal [[Nemecko|nemecký]] vedec [[Otto Heinrich Warburg]] úlohu tohto nukleotidového koenzýmu v prenose hydridu a identifikoval nikotínamidovú zložku ako miesto priebehu redoxných reakcií.<ref>{{cite journal|vauthors=Warburg O, Christian W|title=Pyridin, der wasserstoffübertragende bestandteil von gärungsfermenten (pyridin-nucleotide)|language=de|trans-title=Pyridin, the hydrogen-transferring component of the fermentation enzymes (pyridine nucleotide)|journal=Biochemische Zeitschrift|volume=287|year=1936|page=291|doi=10.1002/hlca.193601901199}}</ref>

Vitamínové prekurzory NAD<sup>+</sup> boli prvýkrát identifikované v roku 1938, keď [[Conrad Elvehjem]] ukázal, že pečeň má účinok „proti čiernemu jazyku“ („anti-black tongue“) v podobe nikotínamidu.<ref>{{cite journal|vauthors=Elvehjem CA, Madden RJ, Strong FM, Woolley DW|title=The isolation and identification of the anti-black tongue factor|journal=J. Biol. Chem.|volume=123|issue=1|pages=137–49|year=1938|doi=10.1016/S0021-9258(18)74164-1|url=http://www.jbc.org/cgi/reprint/123/1/137.pdf}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090326072528/http://www.jbc.org/cgi/reprint/123/1/137.pdf |date=2009-03-26 }}</ref> Následne v roku 1939 predniesol prvý dôkaz, že niacín sa využíva pri syntéze NAD<sup>+</sup>.<ref>{{cite journal|vauthors=Axelrod AE, Madden RJ, Elvehjem CA|title=The effect of a nicotinic acid deficiency upon the coenzyme I content of animal tissues|journal=J. Biol. Chem.|volume=131|issue=1|pages=85–93|year=1939|doi=10.1016/S0021-9258(18)73482-0|url=http://www.jbc.org/cgi/reprint/131/1/85.pdf}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090326072552/http://www.jbc.org/cgi/reprint/131/1/85.pdf |date=2009-03-26 }}</ref> Začiatkom 40. rokov 20. storočia bol [[Arthur Kornberg]] prvý, kto detegoval enzým v biosyntetickej dráhe.<ref>{{cite journal|author=Kornberg A|title=The participation of inorganic pyrophosphate in the reversible enzymatic synthesis of diphosphopyridine nucleotide|journal=J. Biol. Chem.|volume=176|issue=3|pages=1475–76|year=1948|doi=10.1016/S0021-9258(18)57167-2|pmid=18098602|url=http://www.jbc.org/cgi/reprint/176/3/1475.pdf}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090326072614/http://www.jbc.org/cgi/reprint/176/3/1475.pdf |date=2009-03-26 }}</ref> V roku 1949 potom [[Spojené štáty|americkí]] biochemici Morris Friedkin a [[Albert L. Lehninger]] dokázali, že NADH prepája metabolické dráhy ako sú [[citrátový cyklus]] so syntézou ATP v oxidačnej fosforylácii.<ref>{{cite journal|vauthors=Friedkin M, Lehninger AL|title=Esterification of inorganic phosphate coupled to electron transport between dihydrodiphosphopyridine nucleotide and oxygen|journal=J. Biol. Chem.|volume=178|issue=2|pages=611–23|date=1 April 1949|doi=10.1016/S0021-9258(18)56879-4|pmid=18116985|url=http://www.jbc.org/cgi/reprint/178/2/611}}</ref> V roku 1958 objavili Jack Preiss and Philip Handler intermediáty a enzýmy vystupujúce v biosyntéze NAD<sup>+</sup><ref>{{cite journal|vauthors=Preiss J, Handler P|title=Biosynthesis of diphosphopyridine nucleotide. I. Identification of intermediates|journal=J. Biol. Chem.|volume=233|issue=2|pages=488–92|year=1958|doi=10.1016/S0021-9258(18)64789-1|pmid=13563526|url=http://www.jbc.org/cgi/reprint/233/2/488}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20071214022146/http://www.jbc.org/cgi/reprint/233/2/488 |date=2007-12-14 }}</ref><ref>{{cite journal|vauthors=Preiss J, Handler P|title=Biosynthesis of diphosphopyridine nucleotide. II. Enzymatic aspects|journal=J. Biol. Chem.|volume=233|issue=2|pages=493–500|year=1958|doi=10.1016/S0021-9258(18)64790-8|pmid=13563527}}</ref> - obnovovacia dráha z kyseliny nikotínovej sa označuje ako Preiss-Handlerova dráha.V roku 2004 odhalili [[Charles Brenner]] a jeho spolupracovníci nikotínamidribozidkinázovú dráhu syntézy NAD<sup>+</sup>.<ref name="Bieganowski, P, Brenner, C 2004 495–502">{{cite journal|doi=10.1016/S0092-8674(04)00416-7|author=Bieganowski, P|author2=Brenner, C|s2cid=4642295|title=Discoveries of Nicotinamide Riboside as a Nutrient and Conserved NRK Genes Establish a Preiss-Handler Independent Route to NAD+ in Fungi and Humans|journal=Cell|volume=117|pages=495&ndash;502|year=2004|pmid=15137942|issue=4}}</ref>

Neredoxné úlohy NAD(P) boli objavené neskôr.<ref name="Pollak" /> Ako prvá bola identifikovaná úloha NAD<sup>+</sup> ako ADP-ribózového donoru v ADP-ribozylačných reakciách pozorovaných na začiatku 60. rokov 20. storočia.<ref>{{cite journal|vauthors=Chambon P, Weill JD, Mandel P|title=Nicotinamide mononucleotide activation of new DNA-dependent polyadenylic acid synthesizing nuclear enzyme|journal=Biochem. Biophys. Res. Commun.|volume=11|pages=39–43|year=1963|pmid=14019961|doi=10.1016/0006-291X(63)90024-X}}</ref> Štúdie v priebehu 80. a 90. rokov odhalili aktivitu metabolitov NAD<sup>+</sup> a NADP<sup>+</sup> v bunkovej signalizácii - ako je aktivita [[Cyklická ADP-ribóza|cyklickej ADP-ribózy]], ktorá bola objavená v roku 1987.<ref>{{cite journal|vauthors=Clapper DL, Walseth TF, Dargie PJ, Lee HC|title=Pyridine nucleotide metabolites stimulate calcium release from sea urchin egg microsomes desensitized to inositol trisphosphate|journal=J. Biol. Chem.|volume=262|issue=20|pages=9561–8|date=15 July 1987|doi=10.1016/S0021-9258(18)47970-7|pmid=3496336|url=http://www.jbc.org/cgi/reprint/262/20/9561}} {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20071214022156/http://www.jbc.org/cgi/reprint/262/20/9561 |date=2007-12-14 }}</ref>

Metabolizmus NAD<sup>+</sup> ostal oblasťou intenzívneho výskumu i v 21. storočí a záujem sa ešte zvýšil po objave NAD-dependentných proteínových deacetyláz nazývaných [[sirtuín]]y v roku 2000, ktoré objavil Shin-ichiro Imai a jeho spolupracovníci v laboratóriu [[Leonard P. Guarente|Leonarda P. Guarenteho]].<ref>{{cite journal|vauthors=Imai S, Armstrong CM, Kaeberlein M, Guarente L|s2cid=2967911|title=Transcriptional silencing and longevity protein Sir2 is an NAD-dependent histone deacetylase|journal=Nature|volume=403|issue=6771|pages=795–800|year=2000|pmid=10693811|doi=10.1038/35001622|bibcode=2000Natur.403..795I}}</ref> V roku 2009 Imai predložil „NAD Svet“ („NAD World“) hypotézu, podľa ktorej sú kľúčovými regulátormi starnutia a dlhovekosti cicavcov [[sirtuín 1]] a primárny enzým syntézy NAD<sup>+</sup>, [[nikotínamidfosforibozyltransferáza]] (NAMPT).<ref name="pmid19130305">{{cite journal|author=Imai S|title=The NAD World: a new systemic regulatory network for metabolism and aging--Sirt1, systemic NAD biosynthesis, and their importance|journal=[[Cell Biochemistry and Biophysics]]|volume=53|issue=2|pages=65–74|date=2009|doi=10.1007/s12013-008-9041-4|pmc=2734380|pmid=19130305}}</ref> V roku 2016 potom Imai hypotézu rozšíril na „NAD Svet 2.0“, ktorý postuluje to, že extracelulárna NAMPT z [[Tuková bunka|adipózneho tkaniva]] udržiava NAD<sup>+</sup> v hypotalame (kontrolnom centre) v spojení s [[myokín]]mi z buniek [[Kostrový sval|kostrových svalov]].<ref name="pmid28725474">{{cite journal|author=Imai S|title=The NAD World 2.0: the importance of the inter-tissue communication mediated by NAMPT/NAD +/SIRT1 in mammalian aging and longevity control|journal=[[List of Nature Research journals#N|npj Systems Biology and Applications]]|volume=2|pages=16018|date=2016|doi=10.1038/npjsba.2016.18|pmc=5516857|pmid=28725474}}</ref>

== Referencie ==
{{Referencie}}

== Pozri aj ==
* [[Enzýmová katalýza]]
* [[Kofaktor (biochémia)]]

== Zdroj ==
{{Preklad|en|Nicotinamide adenine dinucleotide|1000603267}}

{{Enzýmové kofaktory}}

[[Kategória:Látková premena]]
[[Kategória:Vitamíny]]
[[Kategória:Nukleotidy]]