Nikotinamida adenina dinukleotida: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
Add 1 book for Wikipedia:Pemastian (20210209)) #IABot (v2.0.8) (GreenC bot |
Rescuing 5 sources and tagging 0 as dead.) #IABot (v2.0.8 |
||
Baris 59:
Dalam hati tikus, kandungan total NAD{{sup|+}} dan NADH adalah kira-kira 1 [[mikromol|μmol]] per [[gram]] berat basah hewan, sekitar 10 kali lipat konsentrasi NADP{{sup|+}} dan NADPH dalam sel yang sama.<ref>{{cite journal |author=Reiss PD, Zuurendonk PF, Veech RL |title=Measurement of tissue purine, pyrimidine, and other nucleotides by radial compression high-performance liquid chromatography |journal=Anal. Biochem. |volume=140 |issue=1 |pages=162–71 |year=1984 |pmid=6486402 |doi=10.1016/0003-2697(84)90148-9}}</ref> Konsentrasi sebenarnya NAD{{sup|+}} dalam [[sitosol]] sel sulit diukur, dengan perkiraan terbaru dalam sel hewan berkisar antara 0,3 M<ref>{{cite journal |author=Yamada K, Hara N, Shibata T, Osago H, Tsuchiya M |title=The simultaneous measurement of nicotinamide adenine dinucleotide and related compounds by liquid chromatography/electrospray ionization tandem mass spectrometry |journal=Anal. Biochem. |volume=352 |issue=2 |pages=282–5 |year=2006 |pmid=16574057 |doi=10.1016/j.ab.2006.02.017}}</ref><ref name=Yang>{{cite journal |author=Yang H, Yang T, Baur JA, Perez E, Matsui T, Carmona JJ, Lamming DW, Souza-Pinto NC, Bohr VA, Rosenzweig A, de Cabo R, Sauve AA, Sinclair DA. |title=Nutrient-Sensitive Mitochondrial NAD+ Levels Dictate Cell Survival |journal=Cell |volume=130 |pages=1095–107 |year=2007 |doi=10.1016/j.cell.2007.07.035 |pmid=17889652 |issue=6}}</ref> sampai dengan 1,0 sampai 2,0 mM dalam [[ragi]].<ref name=Belenky>{{cite journal |author=Belenky P, Racette FG, Bogan KL, McClure JM, Smith JS, Brenner C |title=Nicotinamide riboside promotes Sir2 silencing and extends lifespan via Nrk and Urh1/Pnp1/Meu1 pathways to NAD+ |journal=Cell |volume=129 |issue=3 |pages=473–84 |year=2007 |pmid=17482543 |doi=10.1016/j.cell.2007.03.024}}</ref> Namun, sekitar 80% zat ini terikat pada protein, sehingga konsentrasinya dalam larutan haruslah lebih rendah.<ref>{{cite journal |author=Blinova K, Carroll S, Bose S, ''et al.'' |title=Distribution of mitochondrial NADH fluorescence lifetimes: steady-state kinetics of matrix NADH interactions |journal=Biochemistry |volume=44 |issue=7 |pages=2585–94 |year=2005 |pmid=15709771 |doi=10.1021/bi0485124}}</ref>
Data konsentrasi zat ini pada bagian sel lainnya sangat terbatas, walaupun dalam [[mitokondria]] konsentrasi NAD{{sup|+}} sama dengan konsentrasi zat ini dalam sitosol.<ref name=Yang/> NAD{{sup|+}} dibawa ke dalam mitokondria melalui [[protein transpor membran]] yang khusus oleh karena koenzim ini tidak dapat ber[[difusi]] melewati membran.<ref>{{cite journal |author=Todisco S, Agrimi G, Castegna A, Palmieri F |title=Identification of the mitochondrial NAD+ transporter in Saccharomyces cerevisiae |journal=J. Biol. Chem. |volume=281 |issue=3 |pages=1524–31 |year=2006 |pmid=16291748 |url=http://www.jbc.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=16291748 |doi=10.1074/jbc.M510425200 |access-date=2010-03-29 |archive-date=2020-04-13 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200413075204/https://www.jbc.org/content/281/3/1524.long |dead-url=yes }}</ref>
Keseimbangan antara bentuk yang teroksidasi dengan bentuk yang tereduksi disebut sebagai rasio NAD{{sup|+}}/NADH. Rasio ini adalah komponen penting yang disebut sebagai ''keadaan redoks'' sel. Keadaan redoks sel adalah pengukuran yang mencerminkan baik aktivitas metabolisme sel maupun kesehatan sel.<ref>{{cite journal |author=Schafer F, Buettner G |title=Redox environment of the cell as viewed through the redox state of the glutathione disulfide/glutathione couple |journal=Free Radic Biol Med |volume=30 |issue=11 |pages=1191–212 |year=2001 | pmid=11368918 |doi=10.1016/S0891-5849(01)00480-4}}</ref> Efek rasio NAD{{sup|+}}/NADH terhadap sel sangatlah kompleks. Ia mengontrol aktivitas beberapa enzim kunci, meliputi [[gliseraldehida 3-fosfat dehidrogenase]] dan [[piruvat dehidrogenase]]. Dalam jaringan sel mamalia yang sehat, perkiraan rasio NAD{{sup|+}}/NADH umumnya berkisar sekitar 700; rasio ini oleh karenanya sangat memfavoritkan reaksi oksidasi.<ref name=Williamson>{{cite journal |author=Williamson DH, Lund P, Krebs HA |title=The redox state of free nicotinamide-adenine dinucleotide in the cytoplasm and mitochondria of rat liver |journal=Biochem. J. |volume=103 |issue=2 |pages=514–27 |year=1967 |pmid=4291787 |pmc=1270436 }}</ref><ref name=Zhang>{{cite journal |author=Zhang Q, Piston DW, Goodman RH |title=Regulation of corepressor function by nuclear NADH |journal=Science |volume=295 |issue=5561 |pages=1895–7 |year=2002 |pmid=11847309 |doi=10.1126/science.1069300 }}</ref> Sebaliknya, rasio [[Nikotinamida adenina dinukleotida fosfat|NADP{{sup|+}}/NADPH]] umumnya sekitar 0,005.<ref>{{cite journal |author=Veech RL, Eggleston LV, Krebs HA |title=The redox state of free nicotinamide-adenine dinucleotide phosphate in the cytoplasm of rat liver |journal=Biochem. J. |volume=115 |issue=4 |pages=609–19 |year=1969 |pmid=4391039 |pmc=1185185}}</ref>
Baris 80:
=== Lintasan daur ulang ===
Selain perakitan NAD{{sup|+}} secara ''de novo'' menggunakan asam amino sederhana, sel juga mendaur ulang senyawa-senyawa yang mengandung nikotinamida untuk menghasilkan NAD{{sup|+}}. Walaupun terdapat banyak prekursor-prekursor yang diketahui, terdapat tiga senyawa alamiah mengandung cincin nikotinamida yang digunakan dalam lintasan daur ulang ini, yakni asam nikotinat (Na), nikotinamida (Nam), dan nikotinamida ribosida (NR).<ref>{{cite journal |author=Tempel W, Rabeh WM, Bogan KL, ''et al.'' |title=Nicotinamide riboside kinase structures reveal new pathways to NAD+ |journal=PLoS Biol. |volume=5 |issue=10 |pages=e263 |year=2007 |pmid=17914902 |pmc=1994991 |doi=10.1371/journal.pbio.0050263}}</ref> Prekursor-prekursor ini kemudian dimasukkan ke dalam lintasan biosintesis NAD(P){{sup|+}} melalui reaksi adenilasi dan fosforibosilasi seperti yang ditunjukkan pada ilustrasi di atas.<ref name=Belenky/> Senyawaan-senyawaan ini dapat berasal dari makanan, di mana campuran asam nikotinat dan nikotinamida disebut sebagai vitamin B{{sub|3}} ataupun ''[[niasin]]''. Namun, senyawa-senyawa ini juga dapat diproduksi dalam sel sendiri, yaitu melalui pelepasan gugus nikotinamida dari NAD{{sup|+}} dalam reaksi transfer ADP-ribosa. Enzim-enzim yang terlibat dalam lintasan daur ulang ini tampaknya terkonsentrasi dalam [[inti sel]], yang mengompensasikan laju konsumsi NAD{{sup|+}} yang tinggi dalam [[organel]] ini.<ref>{{cite journal |author=Anderson RM, Bitterman KJ, Wood JG, ''et al.'' |title=Manipulation of a nuclear NAD+ salvage pathway delays aging without altering steady-state NAD+ levels |journal=J. Biol. Chem. |volume=277 |issue=21 |pages=18881–90 |year=2002 |pmid=11884393 |url=http://www.jbc.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=11884393 |doi=10.1074/jbc.M111773200 |access-date=2010-03-29 |archive-date=2020-04-13 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200413075205/https://www.jbc.org/content/277/21/18881.long |dead-url=yes }}</ref> Sel juga dapat mendapatkan NAD{{sup|+}} secara ekstraseluler (luar sel) dari sekelilingnya.<ref>{{cite journal |author=Billington RA, Travelli C, Ercolano E, ''et al.'' |title=Characterization of NAD Uptake in Mammalian Cells |journal=J. Biol. Chem. |volume=283 |issue=10 |pages=6367–74 |year=2008 |pmid=18180302 |doi=10.1074/jbc.M706204200 |url=http://www.jbc.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=18180302 |access-date=2010-03-29 |archive-date=2020-05-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200528124148/https://www.jbc.org/content/283/10/6367.long |dead-url=yes }}</ref>
Walaupun terdapat lintasan ''de novo'', lintasan daur ulang ini merupakan lintasan yang esensial pada manusia. Kekurangan niasin pada makanan mengakibatkan penyakit [[defisiensi vitamin]] [[pelagra]].<ref>{{cite journal |author=Henderson LM |title=Niacin |journal=Annu. Rev. Nutr. |volume=3 |issue= |pages=289–307 |year=1983 |pmid=6357238 |doi=10.1146/annurev.nu.03.070183.001445}}</ref> Kebutuhan NAD{{sup|+}} yang tinggi ini disebabkan oleh konsumsinya yang tinggi pada reaksi modifikasi pascatranslasi.<ref name=Belenky/>
Baris 93:
Peran utama NAD{{sup|+}} dalam metabolisme adalah mentransfer elektron dari satu molekul ke molekul lainnya. Reaksi seperti ini dikatalisasi oleh sekelompok besar enzim yang dinamakan [[oksidoreduktase]]. Tata nama enzim dalam kelompok oksidoreduktase mengandung nama kedua substratnya. Sebagai contoh, [[NADH dehidrogenase|NADH-ubikuinon oksidoreduktase]] mengkatalisis oksidasi NADH oleh [[koenzim Q]].<ref>{{cite web | url = http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/enzyme | title = Enzyme Nomenclature, Recommendations for enzyme names from the Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry and Molecular Biology | accessdate = 2007-12-06}}</ref> Namun, enzim oksidoreduktase ini juga dapat dirujuk sebagai ''dehidrogenase'' ataupun ''reduktase''. Biasanya NADH-ubikuinon oksidoreduktase disebut sebagai ''NADH dehidrogenase'' ataupun kadang kala ''koenzim Q reduktase''.<ref>{{cite web |url=http://www.expasy.org/enzyme/1.6.5.3 |title=NiceZyme View of ENZYME: EC 1.6.5.3 |accessdate=2007-12-16 |publisher=Expasy}}</ref>
Ketika terikat pada suatu protein, NAD{{sup|+}} dan NADH biasanya terikat pada [[motif struktural]] yang dikenal dengan nama [[lipatan Rossmann]].<ref>{{cite journal |author=Lesk AM |title=NAD-binding domains of dehydrogenases |journal=Curr. Opin. Struct. Biol. |volume=5 |issue=6 |pages=775–83 |year=1995 |pmid=8749365 |doi=10.1016/0959-440X(95)80010-7}}</ref> Motif ini dinamakan atas nama [[Michael Rossmann]] yang merupakan ilmuwan yang pertama kali memperhatikan banyaknya motif ini pada protein pengikat nukleotida.<ref name=Rao>{{cite journal |author=Rao S, Rossmann M |title=Comparison of super-secondary structures in proteins |journal=J Mol Biol |volume=76 |issue=2 | pages=241–56 |year=1973 |pmid=4737475 |doi=10.1016/0022-2836(73)90388-4}}</ref> Lipatan ini mengandung tiga atau lebih lempengan beta paralel yang dihubungkan oleh dua [[heliks alfa]] dengan urutan beta-alfa-beta-alfa-beta. Oleh karena tiap lipatan Rossmann mengikat satu nukleotida, domain pengikatan untuk dinukleotida NAD{{sup|+}} terdiri dari dua lipatan Rossmann yang berpasangan, dengan tiap lipatan mengikat satu nukleotida.<ref name=Rao/> Walau demikian, lipatan ini tidaklah universal ada pada enzim yang bergantung pada NAD. Baru-baru ini ditemukan suatu kelas enzim bakteria yang terlibat dalam metabolisme [[asam amino]] mengikat koenzim ini, namun tidak memiliki motif lipatan Rossmann.<ref>{{cite journal |author=Goto M, Muramatsu H, Mihara H, ''et al.'' |title=Crystal structures of Delta1-piperideine-2-carboxylate/Delta1-pyrroline-2-carboxylate reductase belonging to a new family of NAD(P)H-dependent oxidoreductases: conformational change, substrate recognition, and stereochemistry of the reaction |journal=J. Biol. Chem. |volume=280 |issue=49 |pages=40875–84 |year=2005 |pmid=16192274 |url=http://www.jbc.org/cgi/content/full/280/49/40875 |doi=10.1074/jbc.M507399200 |access-date=2010-03-29 |archive-date=2008-06-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080611222537/http://www.jbc.org/cgi/content/full/280/49/40875 |dead-url=yes }}</ref>
[[Berkas:NAD-2FM3-3D-sticks.png|jmpl|kiri|Konformasi 3-D NAD{{sup|+}}.]]
Baris 99:
Ketika terikat pada tapak aktif suatu oksidoreduktase, cincin nikotinamida koenzim ini diposisikan sedemikiannya ia dapat menerima hidrida dari substrat enzim lainnya. Oleh karena karbon C4 yang menerima hidrogen ini [[prokiral]], hal ini dapat digunakan dalam [[kinetika enzim]] untuk mengetahui mekanisme enzim. Hal ini dilakukan dengan mencampurkan enzim dengan substrat yang beratom [[deuterium]] sebagai pengganti hidrogen, sehingga enzim akan mereduksi NAD{{sup|+}} dengan mentransfer deuterium daripada hidrogen. Dalam kasus ini, enzim dapat menghasilkan salah satu [[stereoisomer]] NADH. Pada beberapa jenis enzim, hidrogen ditransfer dari atas bidang cincin nikotinamida. Enzim demikian disebut sebagai oksidoreduktase ''kelas A'', manakala enzim kelas B mentransfer atom hidrogennya dari bawah bidang.<ref>{{cite journal |author=Bellamacina CR |title=The nicotinamide dinucleotide binding motif: a comparison of nucleotide binding proteins |journal=FASEB J. |volume=10 |issue=11 |pages=1257–69 |date=1 September 1996|pmid=8836039 |url=http://www.fasebj.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=8836039 }}</ref>
Walaupun terdapat kemiripan pada cara protein mengikat koenzim NAD{{sup|+}} dan NADP{{sup|+}}, enzim hampir selalu memiliki spesifisitas yang tinggi untuk mengikat hanya salah satu dari NAD{{sup|+}} maupun NADP{{sup|+}}.<ref>{{cite journal |author=Carugo O, Argos P |title=NADP-dependent enzymes. I: Conserved stereochemistry of cofactor binding |journal=Proteins |volume=28 |issue=1 |pages=10–28 |year=1997 |pmid=9144787 |doi=10.1002/(SICI)1097-0134(199705)28:1<10::AID-PROT2>3.0.CO;2-N}}</ref> Spesifisitas ini mencermikan peranan metabolik kedua koenzim yang berbeda dan merupakan akibat dari perbedaan residu [[asam amino]] yang berbeda pada kantong pengikat koenzim tersebut. Sebagai contohnya, pada tapak aktif enzim pengikat NADP, [[ikatan ion]] terbentuk antara rantai samping asam amino basa dengan gugus fosfat NADP{{sup|+}} yang asam. Sebaliknya, pada enzim yang mengikat NAD, muatan kantongnya terbalik, menjauhkan NADP{{sup|+}} untuk berikatan dengannya. Walau demikian, terdapat pengecualian terhadap kaidah ini. Enzim seperti [[aldosa reduktase]], [[glukosa-6-fosfat dehidrogenase]], dan [[metilenatetrahidrofolat reduktase]] dapat menggunakan kedua enzim tersebut pada beberapa spesies organisme.<ref>{{cite journal |author=Vickers TJ, Orsomando G, de la Garza RD, ''et al.'' |title=Biochemical and genetic analysis of methylenetetrahydrofolate reductase in Leishmania metabolism and virulence |journal=J. Biol. Chem. |volume=281 |issue=50 |pages=38150–8 |year=2006 |pmid=17032644 |url=http://www.jbc.org/cgi/content/full/281/50/38150#SEC3 |doi=10.1074/jbc.M608387200 |access-date=2010-03-29 |archive-date=2008-10-13 |archive-url=https://web.archive.org/web/20081013122521/http://www.jbc.org/cgi/content/full/281/50/38150#SEC3 |dead-url=yes }}</ref>
== Referensi ==
| |||