NAD 在保护细胞免受损伤方面发挥着多方面的重要作用,具体如下:
参与 DNA 修复:当细胞 DNA 受到损伤时,NAD 作为重要辅酶参与多聚二磷酸腺苷核糖聚合酶(PARP)介导的 DNA 修复过程。PARP 能识别 DNA 损伤位点并被激活,利用 NAD 合成多聚二磷酸腺苷核糖(PAR),招募相关修复蛋白到损伤处,对损伤的 DNA 进行修复,从而避免 DNA 损伤积累导致细胞功能异常或死亡,保护细胞的遗传物质免受损伤。
调节细胞抗氧化防御系统:NAD 参与维持细胞内抗氧化物质的平衡。它是谷胱甘肽还原酶的辅酶,该酶可利用 NADPH 将氧化型谷胱甘肽(GSSG)还原为还原型谷胱甘肽(GSH)。GSH 是细胞内重要的抗氧化剂,能直接清除多种活性氧(ROS),如过氧化氢(H₂O₂)、超氧阴离子(O₂⁻)等,减少氧化应激对细胞的损伤。此外,NAD 通过激活 Sirtuins 蛋白,间接调节一些抗氧化酶的表达和活性,增强细胞的抗氧化能力。
维持细胞能量代谢稳定:NAD 是细胞能量代谢过程中的关键辅酶,参与糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化等过程。在糖酵解中,3 - 磷酸甘油醛脱氢酶利用 NAD⁺生成 NADH,保证糖酵解顺利进行并为后续产生 ATP 提供物质基础。在三羧酸循环中,多个反应需要 NAD⁺参与并生成 NADH,NADH 通过电子传递链推动 ATP 合成。当 NAD 水平稳定时,细胞能量代谢正常,细胞有足够能量维持自身功能和应对外界刺激,减少因能量不足导致的细胞损伤。
调控细胞存活与凋亡信号通路:NAD 激活的 Sirtuins 蛋白在调控细胞存活与凋亡中起重要作用。例如,SIRT1 可使 p53 蛋白去乙酰化,调节 p53 的活性。当细胞受到轻微损伤时,SIRT1 - p53 通路被激活,促进细胞周期停滞,使细胞有时间修复损伤;而当细胞损伤严重无法修复时,p53 会诱导细胞凋亡,以清除受损细胞,避免损伤扩散。这种调控机制有助于维持细胞群体的健康,保护正常细胞免受异常细胞的影响。