NAD: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 24. April 2012, 13:22 Uhr

Synonyme: NAD⁺, NADH, NADH+H⁺, Nicotinamidadenindinukleotid, Nikotinamidadenindinukleotid

1 Defnition

NAD⁺/NADH ist ein wichtiges Coenzym, das sich vom Niacin ableitet. Es ist ein wichtiges Oxidationsmittel für verschiedenste enzymkatalysierte Redoxreaktionen. NAD spielt beispielsweise im Citratzyklus und beim Abbau der Kohlenhydrate eine zentrale Rolle.

2 Funktion

2.1 Kontrollierte Oxidation

Das Nicotinamidadenindinukleotid fungiert als Elektronenakzeptor/-donator bei der Oxidation der Energiesubstrate. Es kann zwei Elektronen und ein Proton aufnehmen bzw. abgeben. Dadurch wird NAD⁺ zu NADH+H⁺ reduziert. Letzteres fungiert im Anschluß als Reduktionsäquivalent, das seine Energie in der Atmungskette an ATP abgibt und dabei wieder zu NAD⁺ oxidiert wird.

Durch diese Kette von Redoxreaktionen, zu der auch die verschiedenen Reaktionen des Citratzyklus und der Atmungskette gehören, läuft die Oxidation der Energiesubstrate kontrolliert ab. Die Energie wird nicht massiv wie bei der Verbrennung freigesetzt, sondern kontinuierlich und reguliert an die kurzfristigen Energiespeicher abgegeben.

2.2 Zustandsformen

Entsprechend liegt das NAD

• im Cytosol meist als oxidierte Form, d.h. NAD⁺
• im Mitochondrium hingegen als reduzierte Form, d.h. NADH+H⁺ vor.

3 Synthese

Das vom Organismus benötigte NAD⁺ wird zum Teil aus dem mit der Nahrung aufgenommenen Niacin und zum Teil aus der essentiellen Aminosäure Tryptophan hergestellt.

Cholinosäure, welches ein Abbauprodukt des Tryptophans darstellt, wird decarboxyliert und mit Phosphoribosylpyrophosphat (PRPP) kondensiert. Im Falle des über den Darm aufgenommenen Nikotinamids wird dieses mit PRPP ribosyliert und folgend phosphoryliert.

Das nun entstandene Nikotinsäureribosyl-5-monophosphat (NMN) wird im Zellkern durch die NAD-Pyrophosphorylase ein Adenosinmonophosphatrest (AMP) angehängt und es erfolgt eine Umwandlung der Carboxylgruppe in eine Säureamidgruppe, welche aus der Aminosäure Glutamin stammt. Produkt dieser Reaktionen ist NAD⁺.

4 Verwendung in der Photometrie

NAD⁺ und NADH+H⁺ spielen für die Photometrie eine entscheidende Rolle. Bei einer Wellenlänge von 340nm weist NAD⁺ kein Absorptionsmaximum auf, NADH dagegen schon. Da viele Rekationen NAD⁺ als Cofaktor verwenden, kann durch die Messung der NADH-Konzentration indirekt die äquimolare Menge des umgesetzten Substrats (und damit die Enzym-Aktivität) gemessen werden.

5 Mangelerscheinungen

Da für die Synthese des NAD⁺ Nikotinsäure bzw Tryptophan essentiell sind, hat ein Tryptophan- bzw. Nikotinsäuremangel weitreichende Folgen.

Die resultierende Erkrankung Pellagra äußert sich in Dermatitis, Demenz und, als Konsequenz chronischer Schleimhautentzündung, Durchfall.