烟酰胺核苷腺苷酰转移酶基因的克隆表达与酶学性质文献综述
2020-05-11 11:05
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸( nicotinamide adenine dinucleotide,NAD) 是生物体内不可缺少的小分子化合物。
NAD依赖型生物大分子在生命活动中具有非常重要的作用, 参与能量传递, 物质代谢和信号传导等过程[1]。
NAD/NADH 参与生物体内的氧化还原反应, 保持细胞内氧化还原平衡。
此外,其是生命体内200 多种还原反应的辅酶[2],同时还是3 类NAD 消耗酶的底物,在各种细胞生理过程中起着至关重要的作用,NAD 的生物能量状态甚至决定了细胞的生死存亡。
NAD 的代谢在健康和疾病状态中起到重要作用,已经引起了人们越来越多的关注,因而参与NAD 生物合成和代谢的酶也成为各种疾病的药物发现中极具吸引力的靶标。
2 NAD的合成途径 Nmnat( nicotinamide mononucleotide adenylyltransferase,烟酰胺单核苷酸腺苷转移酶) 是NAD 的合成酶。
如图一所示,在NAD 从头合成途径中,Nmnat 催化NaMN( nicotinic acid mononucleotide) 生成NaAD( nicotinate adenine dinucleotide) ,NAD 合成酶( NADsynthetase) 进一步合成为NAD; 在补救途径中,Nmnat 直接催化NMN( nicotinamide mononucleotide) 生成NAD[3]。
尽管不同种属来源的Nmnat 氨基酸序列同源性有限,但蛋白质结构高度保守。
1957 年, Todd 等[4]在水和吡啶(Py)的混合溶剂中, 将NMN和AMP通过二环己基碳二亚胺(DCC)偶联首次实现了 NAD 的化学合成。
近年来,有采用 N,N-羰基二咪唑(CDI)[5], MnCl2[6,7], 1H-四唑[8,9]活化磷酸单酯合成焦磷酸酯的报道, 本研究尝试采用NAD补救途径来合成NAD,NaMN同烟酰胺单核苷酸(NMN)一样,在被烟酰胺单核苷酸腺苷酰(基)转移酶(NMNATs)腺苷化后转变为烟酸腺嘌呤辅酶Ⅰ(NaAD),NaAD 依靠NAD 谷氨酰胺合成酶(Nadsyn1)的作用转变成NAD 。
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