分類
NMN的效果

科普小知識:NMN的內源性合成與代謝

NMN從胚胎發育時期就在多種細胞中存在,在人體全身廣泛分佈,對細胞生存、代謝很重要,因此除食物補充途徑外,人體內、細胞自身也具備NMN內源合成能力。

01NMNMN合成原理N合成原理

1分子煙醯胺和1分子5-磷酸核糖基-1-焦磷酸(PRPP)在煙醯胺磷酸核糖轉移酶(NAMPT,或NAMPRT)催化作用下生成1分子NMN和1分子焦磷酸(PPI)。除煙醯胺可生成NMN,1分子煙醯胺核苷(NR)在煙醯胺核苷激酶(NRK)催化下磷酸化生成1分子NMN。

圖:NMN 的合成與轉化

PNP:嘌呤核苷磷酸化酶

NRK:煙醯胺核苷激酶

QPRT:喹啉酸磷酸核糖轉移酶

NAPRT:煙酸磷酸核糖轉移酶

NAMPT:煙醯胺磷酸核糖轉移酶

NMNAT:煙醯胺單核苷酸腺苷醯轉移酶

人體中的NMN在經NMNAT酶催化後,生成NAD+,利用後的 NAD+被降解為NMN前體NAM,經過NAMPT催化再度生成 NMN、NAD+……如此一來,NAM、NMN、NAD+可在體內進行一定程度的回收再利用,保障了細胞內NAD+基本供應。

02NMN合成酶、消耗酶的組織特異性

由上文可知,NMN由NR或NAM合成,在合成NAD+時被消耗,該過程主要涉及3種酶:NMN合成酶NAMPT、NRK與NMN消耗酶NMNAT,研究發現,它們具有一定組織特異性。

NAMPT與NRK 

NAMPT在體內廣泛存在,但組織間表達水準有較大差異。在腦和心臟,NAMPT活性高,因其介導的NAM→NMN→NAD+合成途徑是主要NAD+來源;在骨骼肌, NRK活性占主導,其介導的NR→NMN→NAD+合成途徑NAD+的主要來源,與此一致的是,慢性 NR 補充引起肌肉的NAD+水準增加,但在大腦或白色脂肪組織收效甚微。

NMNAT

NMNAT分為NMNAT1、NMNAT2、NMNAT3幾種亞型。小鼠組織代謝譜表明,除血液外,大多數組織中NMNAT活性不太受限制,要顯著高於NAMPT酶活性。因此,NAMPT酶可視作由NAM合NAD+過程中的限速酶(或“關鍵酶”),而NMNAT則不是。

03NMN的轉運和轉化

NMN的轉運和轉化

口服或注射進入體內的NMN,如何被攝取轉運,是備受爭議的論題。一些科學家認為,NMN可能需要在細胞外降解為更容易穿透細胞膜的產物,隨後進入胞內,例如通過細胞膜表面CD73轉化為NR,隨後經平衡核苷轉運蛋白ENTs轉運入胞。

與此相對的是,另一些科學家在哺乳動物體內發現了NMN的直接轉運體:在小鼠小腸內名為SLC12A8的氨基酸、多胺轉運體,對NMN有很高的選擇性,能夠識別並快速吸收、轉運腸道NMN。該轉運體的發現,反駁了NMN在動物體內只能通過降解為NR,隨後才能由消化腔進入細胞內的論點,不過SLC12A8的表達與分佈還需更多研究。目前推測,NMN轉運攝取可能具備組織特異性,有的組織經轉運體轉運,攝取極快;有的組織經降解後攝取,相對較慢。

圖:NMN 進入細胞的方式

一旦進入細胞內,NMN主要有兩個去向:①直接被線粒體攝取,用於用於 NAD+合成,參與三羧酸迴圈、氧化磷酸化等能量代謝步驟,或作為表觀調節劑SIRTs的底物被消耗;②在胞質生成NAD+,進入細胞核,此處的NAD+主要作為表觀調節劑SIRTs、DNA修復機制PARPs的底物被消耗。

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