NAD+‎: מה זה קו-אנזים ולמה כל כך מדברים עליו

תשובה קצרה לשאלה מה זה NAD+‎: NAD+‎ (ניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד) הוא קו-אנזים שנמצא בכל תא חי. יש לו שני תפקידים: הוא מעביר אלקטרונים בתגובות שמפיקות אנרגיה מסוכר ומשומן, והוא משמש חומר גלם שאנזימים כמו הסירטואינים ו-PARP צורכים. בגלל השילוב הזה, רמות NAD+‎ בתא הן מדד חוזר במחקר על חילוף חומרים והזדקנות.

מי שמחפש "nad מה זה" נתקל בשפע של מושגים: נאד, NAD plus, NADH, עירוי, תוסף. במאמר נעשה סדר: מה זה קו-אנזים, מה NAD+‎ עושה בתא, למה המחקר עליו כל כך פופולרי, ומה ההבדל בין המולקולה עצמה לבין מוצרים שנקראים על שמה.

מה זה קו-אנזים?

אנזים הוא חלבון שמזרז תגובה כימית. הרבה אנזימים לא מסתדרים לבד: הם צריכים מולקולה קטנה נוספת שתעזור להם לבצע את העבודה. המולקולה הזאת נקראת קו-אנזים. אפשר לחשוב עליה ככלי עבודה שעובר מיד ליד: אנזים אחד מעמיס עליו משהו, ואנזים אחר פורק אותו.

במקרה של NAD+‎, המטען הוא אלקטרונים. NAD+‎ היא הצורה המחומצנת, שמוכנה לקבל אלקטרונים. כשהיא מקבלת אותם היא הופכת ל-NADH, הצורה המחוזרת. המעבר הלוך ושוב בין שתי הצורות הוא הבסיס לחלק גדול מחילוף החומרים האנרגטי.

NAD מה זה בפועל: מה הוא עושה בתא?

1. נשא אלקטרונים במנוע האנרגיה

NAD+‎ משתתף בגליקוליזה (פירוק הסוכר), במעגל קרבס ובזרחון החמצוני במיטוכונדריה. ה-NADH שנוצר בשלבים הראשונים מעביר את האלקטרונים לשרשרת הנשימה במיטוכונדריה, ושם האנרגיה שלהם מנוצלת לייצור ATP, מולקולת האנרגיה של התא. מכאן הקשר ההדוק בין NAD+‎ ל-ATP.

2. חומר גלם שנצרך

מעבר לתפקיד הנשא, NAD+‎ גם נצרך. משפחות אנזימים כמו הסירטואינים, PARP (שקשורים לתיקון דנ"א) ו-CD38 מפרקות אותו כחלק מהפעילות שלהן. לכן התא צריך לייצר NAD+‎ מחדש כל הזמן, בעיקר במסלול מיחזור שמתחיל מניקוטינאמיד.

השילוב בין שני התפקידים הוא מה שהופך את NAD+‎ למעניין כל כך. הוא גם חלק ממנוע האנרגיה וגם דלק למערכות של תחזוקה ותיקון, ולכן שינוי ברמות שלו יכול להשפיע על כמה מערכות בבת אחת.

למה כל כך מדברים על NAD+‎?

הספרות על NAD+‎ עצומה: ביוכימיה, ביולוגיה של התא ומחקרים בבעלי חיים לאורך עשרות שנים. בשנים האחרונות נוסף לה גוף מחקר גדול על חילוף חומרים והזדקנות. אלה תחומי המחקר העיקריים:

• שינויים בזמינות NAD+‎ ברקמות עם הגיל, שנמדדו באיברים שונים במודלים של מכרסמים.
• חילוף חומרים חמצוני במיטוכונדריה וביטוי גנים בשריר ובכבד של עכברים מבוגרים.
• פעילות של סירטואינים ו-PARP, שתלויה ב-NAD+‎ כחומר נצרך.
• מחקרים במכרסמים שקיבלו חומרי מוצא של NAD+‎, כמו ניקוטינאמיד מונונוקלאוטיד (NMN), עם מדידות של חילוף חומרים, רגישות לאינסולין ושומני דם.
• מודלים של מחלות ניווניות של המוח, שבהם נאספו מחקרים פרה-קליניים על חומרי מוצא של NAD+‎.

שימו לב שכל אלה ממצאים במבחנה ובבעלי חיים. הם מתארים מה נמדד בתנאי ניסוי, לא תוצאות בבני אדם. העניין הציבורי ב-NAD+‎ גדול בהרבה ממה שהמחקר עצמו יכול לבסס כרגע.

NAD+‎, NADH, NMN ונאד: מה ההבדל?

• NAD+‎: הצורה המחומצנת של הקו-אנזים, זו שמקבלת אלקטרונים.
• NADH: הצורה המחוזרת, אחרי שקיבלה אלקטרונים.
• NMN: חומר מוצא שהתא יכול להפוך ל-NAD+‎. הוא לא NAD+‎ עצמו.
• ניקוטינאמיד: צורה של ויטמין B3, נקודת ההתחלה של מסלול המיחזור.
• נאד, NAD plus: פשוט כינויים בעברית ובאנגלית ל-NAD+‎.

מה הקשר בין NAD+‎, ATP ו-MOTS-c?

שלושתם מופיעים במחקרים על אנרגיה תאית, אבל ברמות שונות:

• ATP הוא מטבע האנרגיה של התא, והוא נחקר גם כמולקולת איתות בקולטנים פורינרגיים. ב-PureChems הוא זמין כתמיסת ATP של 50 mg/ml בבקבוקון של 20 ml.
• NAD+‎ מזין את התהליך שמייצר ATP, ומשמש גם חומר נצרך לאנזימים.
• MOTS-c הוא פפטיד שמקודד בדנ"א של המיטוכונדריה ונחקר כמולקולת איתות מטבולית. הרחבה במאמר MOTS-c: מה זה ואיך הוא קשור למיטוכונדריה. המוצר: MOTS-c 10 mg.

להשוואה בין שני פפטידים שנחקרים במיטוכונדריה, ראו גם SS-31 מול MOTS-c.

איזה NAD+‎ משמש למחקר?

NAD+‎ כמגיב מחקר מגיע בדרך כלל כאבקה לבנה ויציבה. ב-PureChems זמין NAD+‎ 500 mg: אבקה מיובשת בהקפאה בבקבוקון זכוכית, עם טוהר של ⁦99%⁩ לפחות שנמדד ב-HPLC, אימות זהות בספקטרומטריית מסות במעבדת צד שלישי ותעודת אנליזה לכל אצווה. הנוסחה המולקולרית היא C21H27N7O14P2, והמשקל המולקולרי 663.43 g/mol.

האבקה סופגת לחות, ולכן שומרים אותה סגורה, יבשה ובקירור (2 עד 8 מעלות צלזיוס), ומכינים תמיסה קרוב לזמן הניסוי, כי תמיסות של NAD+‎ פחות יציבות מהאבקה.

חשוב להדגיש: זה חומר מחקר. הוא לא תוסף תזונה ולא תרופה. מה בודקים לפני הזמנה, כולל קריאה של תעודת אנליזה, פירטנו במאמר NAD+‎ לקנות: מה בודקים לפני שמזמינים.

איך נראית מולקולת NAD+‎?

השם "דינוקלאוטיד" מסביר את המבנה. NAD+‎ בנוי משני נוקלאוטידים: אחד שמכיל אדנין, ואחד שמכיל ניקוטינאמיד. השניים מחוברים בגשר של שתי קבוצות פוספט. החלק של הניקוטינאמיד הוא זה שמקבל ומוסר את האלקטרונים, והחלק של האדנין עוזר לאנזימים לזהות את המולקולה ולהיקשר אליה.

הנוסחה המולקולרית של NAD+‎ היא C21H27N7O14P2. זו מולקולה טבעית שמסיסה במים, ובצורת אבקה היא סופגת לחות מהאוויר.

איך התא מייצר NAD+‎?

מאחר ש-NAD+‎ נצרך כל הזמן, התא חייב לחדש את המלאי. הדרך העיקרית היא מסלול מיחזור: ניקוטינאמיד שמשתחרר כשאנזימים מפרקים NAD+‎ חוזר ומשמש חומר מוצא לייצור NAD+‎ חדש. NMN הוא אחת התחנות בדרך.

יש גם אנזים שמושך ניקוטינאמיד הצידה מהמסלול הזה: NNMT, שמוסיף לו קבוצת מתיל ויוצר 1-מתילניקוטינאמיד. לכן חוקרים בוחנים גם מעכבים של NNMT, כמו 5-amino-1MQ, כדי לבדוק מה קורה למאגר ה-NAD+‎ כשהמסלול הצדדי נחסם. זו גישה הפוכה: במקום להוסיף NAD+‎, מנסים למנוע את בזבוז חומר המוצא שלו.

איך מודדים NAD+‎ ו-NADH במעבדה?

לשתי הצורות של הקו-אנזים יש תכונה שימושית מאוד: NADH בולע אור באורך גל שבו NAD+‎ כמעט לא בולע. לכן אפשר לעקוב בספקטרופוטומטר אחרי ההפיכה של NAD+‎ ל-NADH, או להפך, בזמן אמת. על העיקרון הפשוט הזה מבוססות בדיקות רבות של פעילות אנזימים, ובמיוחד של אנזימי דהידרוגנאז.

במחקר על אנרגיה תאית מודדים גם את היחס בין NAD+‎ ל-NADH, כמדד למצב החמצון-חיזור של התא. בבדיקות של סירטואינים ו-PARP, לעומת זאת, NAD+‎ הוא החומר שנצרך, ומודדים כמה ממנו התפרק. בכל המקרים צריך לדעת בדיוק כמה NAD+‎ נכנס לבדיקה ובאיזה טוהר, ולכן התיעוד של האצווה חשוב.

שאלות נפוצות

NAD מה זה בשפה פשוטה?

NAD+‎ היא מולקולת עזר שנמצאת בכל תא. היא מעבירה אלקטרונים בתהליכים שמפיקים אנרגיה, ומשמשת חומר גלם לאנזימים שקשורים לתחזוקה ולתיקון.

מה ההבדל בין NAD+‎ ל-NADH?

NAD+‎ היא הצורה המחומצנת שמקבלת אלקטרונים, ו-NADH היא הצורה המחוזרת שכבר נושאת אותם.

למה NAD+‎ קשור להזדקנות?

כי במחקרים במכרסמים נמדדו שינויים בזמינות NAD+‎ ברקמות עם הגיל, וכי אנזימים כמו הסירטואינים תלויים בו. אלה ממצאים במודלים, לא בבני אדם.

האם NAD+‎ ו-ATP זה אותו דבר?

לא. ATP היא מולקולת האנרגיה של התא. NAD+‎ הוא קו-אנזים שמשתתף בתהליך שמייצר ATP.

האם NAD+‎ למחקר הוא תוסף?

לא. זה מגיב מעבדתי שמיועד למחקר בלבד.

איך התא מחדש את מלאי ה-NAD+‎?

בעיקר במסלול מיחזור: ניקוטינאמיד שמשתחרר כשאנזימים מפרקים NAD+‎ משמש חומר מוצא לייצור NAD+‎ חדש.

לשימוש מחקרי בלבד. לא לשימוש בבני אדם או בבעלי חיים.