Nikotinamida adenina dinukleotida: Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
k →Peran non-redoks: clean up |
|||
(10 revisi perantara oleh 2 pengguna tidak ditampilkan) | |||
Baris 39:
Dalam organisme, NAD{{sup|+}} dapat disintesis secara ''[[de novo]]'' (dari blok-blok molekul kecil) dari asam amino [[triptofan]] ataupun [[asam aspartat]]. Selain itu, NAD{{sup|+}} dapat juga diperoleh dari sumber makanan yang mengandung vitamin [[niasin]].
Beberapa NAD diubah menjadi koenzim [[nikotinamida adenin dinukleotida fosfat]] (NADP).<ref>{{Cite journal|last=Agledal|first=Line|last2=Niere|first2=Marc|last3=Ziegler|first3=Mathias|date=2010-02|title=The phosphate makes a difference: cellular functions of NADP|url=http://www.tandfonline.com/doi/full/10.1179/174329210X12650506623122|journal=Redox Report|language=en|volume=15|issue=1|pages=2–10|doi=10.1179/174329210X12650506623122|issn=1351-0002|pmc=PMC7067316|pmid=20196923}}</ref> Struktur kimianya sebagian besar mirip dengan NAD, namun perannya sebagian besar sebagai kofaktor dalam [[metabolisme]] [[Anabolisme|anabolik]].<ref>{{Cite journal|last=Spaans|first=Sebastiaan K.|last2=Weusthuis|first2=Ruud A.|last3=van der Oost|first3=John|last4=Kengen|first4=Servé W. M.|date=2015-07-29|title=NADPH-generating systems in bacteria and archaea|url=http://www.frontiersin.org/Microbial_Physiology_and_Metabolism/10.3389/fmicb.2015.00742/abstract|journal=Frontiers in Microbiology|volume=6|doi=10.3389/fmicb.2015.00742|issn=1664-302X|pmc=PMC4518329|pmid=26284036}}</ref>
== Sifat-sifat fisika dan kimia ==
Baris 66:
== Biosintesis ==
NAD{{sup|+}} disintesis melalui dua lintasan metabolisme
| url = http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17462670
| title = Mitochondria, metabolic disturbances, oxidative stress and the kynurenine system, with focus on neurodegenerative disorders.
Baris 75:
=== Produksi ''de novo'' ===
[[Berkas:NAD metabolism.svg|jmpl|ka|350px|Beberapa [[lintasan metabolisme]] sintesis dan konsumsi NAD{{sup|+}} dalam [[vertebrata]]. Dalam hal ini, "Na" merupakan singkatan dari [[Asam nikotinat]]. Untuk kepanjangan singkatan lainnya, lihat artikel di samping.]]
Kebanyakan organisme mensintesis NAD{{sup|+}} dari komponen-komponen yang sederhana.<ref name=Belenky/> Reaksi yang terlibat berbeda-beda dari organisme yang satu ke organisme lain. Namun, terdapat kesamaan dalam penghasilan asam kuinolinat
Pada langkah lebih lanjut, beberapa NAD{{sup|+}} diubah menjadi NADP{{sup|+}} oleh [[NAD+ kinase|NAD{{sup|+}} kinase]], yang memfosforilasi NAD{{sup|+}}.<ref>{{cite journal |author=Magni G, Orsomando G, Raffaelli N |title=Structural and functional properties of NAD kinase, a key enzyme in NADP biosynthesis |journal=Mini reviews in medicinal chemistry |volume=6 |issue=7 |pages=739–46 |year=2006 |pmid=16842123 |doi=10.2174/138955706777698688}}</ref> Pada kebanyakan organisme, enzim ini menggunakan ATP sebagai sumber gugus fosfat, walaupun pada bakteri seperti ''[[Mycobacterium tuberculosis]]'' dan [[arkea]] seperti ''[[Pyrococcus|Pyrococcus horikoshii]]'' menggunakan [[polifosfat]] anorganik sebagai donor fosfat alternatif.<ref>{{cite journal |author=Sakuraba H, Kawakami R, Ohshima T |title=First archaeal inorganic polyphosphate/ATP-dependent NAD kinase, from hyperthermophilic archaeon Pyrococcus horikoshii: cloning, expression, and characterization |journal=Appl. Environ. Microbiol. |volume=71 |issue=8 |pages=4352–8 |year=2005 |pmid=16085824 |pmc=1183369 |doi=10.1128/AEM.71.8.4352-4358.2005 |url=http://aem.asm.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=16085824}}</ref><ref>{{cite journal |author=Raffaelli N, Finaurini L, Mazzola F, ''et al.'' |title=Characterization of Mycobacterium tuberculosis NAD kinase: functional analysis of the full-length enzyme by site-directed mutagenesis |journal=Biochemistry |volume=43 |issue=23 |pages=7610–7 |year=2004 |pmid=15182203 |doi=10.1021/bi049650w}}</ref>
[[Berkas:NA, N and NR.svg|jmpl|kiri|300px|Lintasan daur ulang menggunakan tiga prekursor NAD<sup>+</sup>.]]
Baris 104:
=== Peran dalam reaksi redoks ===
[[File:Catabolism schematic.svg|thumb|250px|Garis besar metabolisme redoks yang disederhanakan, menunjukkan bagaimana NAD+ dan NADH menghubungkan siklus asam sitrat dan fosforilasi oksidatif.]]
Reaksi redoks melibatkan oksidoreduktase sangat penting dalam metabolisme, terutama untuk membongkar energi yang tersimpan dalam ikatan rangkap oksigen yang relatif lemah.<ref name="Schmidt-Rohr 20">{{Cite journal|year=2020|title=Oxygen Is the High-Energy Molecule Powering Complex Multicellular Life: Fundamental Corrections to Traditional Bioenergetics|journal=ACS Omega|volume=5|issue=5|pages=2221–2233|doi=10.1021/acsomega.9b03352|pmc=7016920|pmid=32064383|vauthors=Schmidt-Rohr K}}</ref> Pada proses ini, senyawa tereduksi seperti [[glukosa]] dan [[asam lemak]] akan dioksidasi, sehingga melepaskan energi kimia dari O<sub>2</sub>. Sementara itu, NAD{{+}} direduksi menjadi NADH, sebagai bagian dari [[oksidasi beta]], [[glikolisis]], dan [[siklus asam sitrat]]. Pada [[eukariota]], elektron yang dibawa oleh NADH yang diproduksi di [[sitoplasma]] ditransfer ke [[mitokondria]] (untuk mereduksi NAD{{+}}mitokondria) oleh [[Pesawat ulang-alik mitokondria|antar-jemput mitokondria]], seperti [[antar-jemput malat-aspartat]].<ref>{{Cite journal|year=2001|title=Stoichiometry and compartmentation of NADH metabolism in ''Saccharomyces cerevisiae''|journal=FEMS Microbiol. Rev.|volume=25|issue=1|pages=15–37|doi=10.1111/j.1574-6976.2001.tb00570.x|pmid=11152939|vauthors=Bakker BM, Overkamp KM, Kötter P, Luttik MA, Pronk JT}}</ref> NADH mitokondria kemudian dioksidasi oleh [[rantai transpor elektron]], yang memompa proton melintasi membran dan menghasilkan ATP melalui [[fosforilasi oksidatif]].<ref>{{Cite journal|last=Cooper|first=Geoffrey M.|date=2000|title=The Mechanism of Oxidative Phosphorylation|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9885/|journal=The Cell: A Molecular Approach. 2nd edition|language=en}}</ref><ref>{{Cite book|last=Ahmad|first=Maria|last2=Wolberg|first2=Adam|last3=Kahwaji|first3=Chadi I.|date=2022|url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK526105/|title=Biochemistry, Electron Transport Chain|location=Treasure Island (FL)|publisher=StatPearls Publishing|pmid=30252361}}</ref> Sistem antar-jemput ini juga memiliki fungsi transportasi yang sama dalam [[kloroplas]].<ref>{{Cite journal|year=1991|title=Redox Transfer across the Inner Chloroplast Envelope Membrane|journal=Plant Physiol|volume=95|issue=4|pages=1131–1137|doi=10.1104/pp.95.4.1131|pmc=1077662|pmid=16668101|vauthors=Heineke D, Riens B, Grosse H, Hoferichter P, Peter U, Flügge UI, Heldt HW}}</ref>
Karena bentuk teroksidasi dan tereduksi dari nikotinamida adenin dinukleotida digunakan dalam rangkaian reaksi yang terkait ini, sel mempertahankan konsentrasi NAD{{+}} dan NADH yang signifikan, dengan rasio NAD{{+}}/NADH yang tinggi memungkinkan koenzim ini bertindak sebagai pengoksidasi dan agen pereduksi. Sebaliknya, fungsi utama NADPH adalah sebagai agen pereduksi dalam [[anabolisme]], dengan koenzim ini terlibat dalam jalur seperti [[sintesis asam lemak]] dan [[fotosintesis]]. Karena NADPH diperlukan untuk mendorong reaksi redoks sebagai zat pereduksi kuat, rasio NADP{{+}}/NADPH dijaga sangat rendah.<ref>{{Cite journal|last=Xiao|first=Wusheng|last2=Wang|first2=Rui-Sheng|last3=Handy|first3=Diane E.|last4=Loscalzo|first4=Joseph|date=2018-01-20|title=NAD(H) and NADP(H) Redox Couples and Cellular Energy Metabolism|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28648096|journal=Antioxidants & Redox Signaling|volume=28|issue=3|pages=251–272|doi=10.1089/ars.2017.7216|issn=1557-7716|pmc=5737637|pmid=28648096}}</ref>
Meskipun penting dalam katabolisme, NADH juga digunakan dalam reaksi anabolik, seperti [[glukoneogenesis]].<ref>{{Cite journal|last=Sistare|first=F D|last2=Haynes|first2=R C|date=October 1985|title=The interaction between the cytosolic pyridine nucleotide redox potential and gluconeogenesis from lactate/pyruvate in isolated rat hepatocytes. Implications for investigations of hormone action.|journal=Journal of Biological Chemistry|volume=260|issue=23|pages=12748–12753|doi=10.1016/S0021-9258(17)38940-8|pmid=4044607}}</ref> Kebutuhan NADH dalam anabolisme ini menimbulkan masalah bagi prokariota yang tumbuh pada nutrisi yang hanya melepaskan sejumlah kecil energi. Misalnya, bakteri [[nitrifikasi]] seperti ''[[bakteri nitro|Nitrobacter]]'' mengoksidasi nitrit menjadi nitrat, yang melepaskan energi yang cukup untuk memompa proton dan menghasilkan ATP, tetapi tidak cukup untuk menghasilkan NADH secara langsung.<ref>{{Cite journal|year=1990|title=Energy conservation in ''Nitrobacter''|journal=FEMS Microbiology Letters|volume=66|issue=1–3|pages=157–62|doi=10.1111/j.1574-6968.1990.tb03989.x|vauthors=Freitag A, Bock E}}</ref> Karena NADH masih diperlukan untuk reaksi anabolik, bakteri ini menggunakan [[Oksidoreduktase nitrit|nitrit oksidoreduktase]] untuk menghasilkan [[gaya gerak proton]] yang cukup untuk menjalankan bagian dari rantai transpor elektron secara terbalik dan menghasilkan NADH.<ref>{{Cite journal|year=2006|title=Genome Sequence of the Chemolithoautotrophic Nitrite-Oxidizing Bacterium ''Nitrobacter winogradskyi'' Nb-255|journal=Appl. Environ. Microbiol.|volume=72|issue=3|pages=2050–63|bibcode=2006ApEnM..72.2050S|doi=10.1128/AEM.72.3.2050-2063.2006|pmc=1393235|pmid=16517654|vauthors=Starkenburg SR, Chain PS, Sayavedra-Soto LA, Hauser L, Land ML, Larimer FW, Malfatti SA, Klotz MG, Bottomley PJ, Arp DJ, Hickey WJ}}</ref>
=== Peran non-redoks ===
Koenzim NAD{{+}} juga digunakan dalam reaksi transfer ADP-ribosa. Misalnya, enzim yang disebut [[Glikosiltransferase|ADP-ribosiltransferase]] menambahkan bagian ADP-ribosa dari molekul ini ke protein, dalam [[modifikasi pascatranslasi]] yang disebut [[ribosilasi ADP|ADP-ribosilasi]].<ref>{{Cite journal|last=Ziegler M|year=2000|title=New functions of a long-known molecule. Emerging roles of NAD in cellular signaling|journal=Eur. J. Biochem.|volume=267|issue=6|pages=1550–64|doi=10.1046/j.1432-1327.2000.01187.x|pmid=10712584}}</ref> ADP-ribosilasi melibatkan baik penambahan bagian ADP-ribosa tunggal, dalam ''ribosilasi mono-ADP'', maupun transfer ADP-ribosa ke protein dalam rantai bercabang panjang, yang disebut ''poli(ADP-ribosil)asi''.<ref name="Diefenbach">{{Cite journal|year=2005|title=Introduction to poly(ADP-ribose) metabolism|journal=Cell. Mol. Life Sci.|volume=62|issue=7–8|pages=721–30|doi=10.1007/s00018-004-4503-3|pmid=15868397|vauthors=Diefenbach J, Bürkle A}}</ref> Mono-ADP-ribosilasi pertama kali diidentifikasi sebagai mekanisme sekelompok [[toksin]] bakteri, terutama [[toksin kolera]], tetapi juga terlibat dalam [[Persinyalan sel|pensinyalan sel]] normal.<ref>{{Cite journal|year=2003|title=New Embo Member's Review: Functional aspects of protein mono-ADP-ribosylation|journal=EMBO J.|volume=22|issue=9|pages=1953–8|doi=10.1093/emboj/cdg209|pmc=156081|pmid=12727863|vauthors=Corda D, Di Girolamo M}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Szántó|first=Magdolna|last2=Bai|first2=Peter|date=2020-03-01|title=The role of ADP-ribose metabolism in metabolic regulation, adipose tissue differentiation, and metabolism|url=http://genesdev.cshlp.org/lookup/doi/10.1101/gad.334284.119|journal=Genes & Development|language=en|volume=34|issue=5-6|pages=321–340|doi=10.1101/gad.334284.119|issn=0890-9369|pmc=PMC7050491|pmid=32029456}}</ref> Poli(ADP-ribosil)asi dilakukan oleh [[Poli ADP ribosa polimerase|poli(ADP-ribosa) polimerase]] (PARP). Struktur poli(ADP-ribosa) terlibat dalam regulasi beberapa peristiwa seluler dan paling penting dalam [[inti sel]], dalam proses seperti [[perbaikan DNA]] dan pemeliharaan [[telomer]].<ref>{{Cite journal|last=Bai|first=Peter|date=2015-06|title=Biology of Poly(ADP-Ribose) Polymerases: The Factotums of Cell Maintenance|url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S109727651500057X|journal=Molecular Cell|language=en|volume=58|issue=6|pages=947–958|doi=10.1016/j.molcel.2015.01.034}}</ref> Selain fungsi-fungsi di dalam sel, sekelompok ADP-ribosiltransferase [[ekstraseluler]] baru-baru ini ditemukan, tetapi fungsinya belum diketahui dengan jelas.<ref>{{Cite journal|last=Rissiek|first=Björn|last2=Menzel|first2=Stephan|last3=Leutert|first3=Mario|last4=Cordes|first4=Maike|last5=Behr|first5=Sarah|last6=Jank|first6=Larissa|last7=Ludewig|first7=Peter|last8=Gelderblom|first8=Mathias|last9=Rissiek|first9=Anne|date=2017-12|title=Ecto-ADP-ribosyltransferase ARTC2.1 functionally modulates FcγR1 and FcγR2B on murine microglia|url=http://www.nature.com/articles/s41598-017-16613-w|journal=Scientific Reports|language=en|volume=7|issue=1|pages=16477|doi=10.1038/s41598-017-16613-w|issn=2045-2322|pmc=PMC5705771|pmid=29184112}}</ref> NAD{{+}} juga dapat ditambahkan ke [[Asam ribonukleat|RNA]] seluler sebagai modifikasi ujung 5'.<ref>{{Cite journal|date=December 2009|title=LC/MS analysis of cellular RNA reveals NAD-linked RNA|journal=Nat Chem Biol|volume=5|issue=12|pages=879–881|doi=10.1038/nchembio.235|pmc=2842606|pmid=19820715|vauthors=Chen YG, Kowtoniuk WE, Agarwal I, Shen Y, Liu DR}}</ref>
[[File:Cyclic ADP ribose.svg|thumb|left|280px|Struktur siklik ADP-ribosa.]]
=== Aksi ekstraseluler dari NAD<sup>+</sup> ===
Dalam beberapa tahun terakhir, NAD<sup>+</sup> juga telah
== Signifikansi klinis ==
Enzim yang membuat dan menggunakan NAD<sup>+</sup> dan NADH penting
NAD<sup>+</sup>
Banyak oksidoreduktase menggunakan NAD<sup>+</sup> dan NADH sebagai substrat
Karena perbedaan [[Lintasan metabolisme|jalur metabolisme]] biosintesis NAD<sup>+</sup> antara organisme, seperti antara bakteri dan manusia, area metabolisme ini merupakan area yang menjanjikan untuk pengembangan [[antibiotik]] baru.<ref>{{Cite journal|last=Sorci|first=Leonardo|last2=Pan|first2=Yongping|last3=Eyobo|first3=Yvonne|last4=Rodionova|first4=Irina|last5=Huang|first5=Nian|last6=Kurnasov|first6=Oleg|last7=Zhong|first7=Shijun|last8=MacKerell|first8=Alexander D.|last9=Zhang|first9=Hong|date=2009-08-28|title=Targeting NAD biosynthesis in bacterial pathogens: Structure-based development of inhibitors of nicotinate mononucleotide adenylyltransferase NadD|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19716475|journal=Chemistry & Biology|volume=16|issue=8|pages=849–861|doi=10.1016/j.chembiol.2009.07.006|issn=1879-1301|pmc=2770502|pmid=19716475}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Passalacqua|first=Karla D.|last2=Charbonneau|first2=Marie-Eve|last3=O'Riordan|first3=Mary X. D.|date=2016-06|title=Bacterial Metabolism Shapes the Host-Pathogen Interface|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27337445|journal=Microbiology Spectrum|volume=4|issue=3|doi=10.1128/microbiolspec.VMBF-0027-2015|issn=2165-0497|pmc=4922512|pmid=27337445}}</ref> Misalnya, enzim nikotinamidase, suatu enzim yang mengubah nikotinamida menjadi asam nikotinat, merupakan target untuk desain obat, karena enzim ini tidak ada pada manusia tetapi ada dalam ragi, bakteri, dan Leishmania.<ref>{{Cite journal|last=Michels|first=Paul A. M.|last2=Avilán|first2=Luisana|date=2011-10|title=The NAD+ metabolism of Leishmania, notably the enzyme nicotinamidase involved in NAD+ salvage, offers prospects for development of anti-parasite chemotherapy: NAD+ metabolism as anti-parasite drug target|url=https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1365-2958.2011.07810.x|journal=Molecular Microbiology|language=en|volume=82|issue=1|pages=4–8|doi=10.1111/j.1365-2958.2011.07810.x}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Boshoff|first=Helena I. M.|last2=Xu|first2=Xia|last3=Tahlan|first3=Kapil|last4=Dowd|first4=Cynthia S.|last5=Pethe|first5=Kevin|last6=Camacho|first6=Luis R.|last7=Park|first7=Tae-Ho|last8=Yun|first8=Chang-Soo|last9=Schnappinger|first9=Dirk|date=2008-07-11|title=Biosynthesis and recycling of nicotinamide cofactors in mycobacterium tuberculosis. An essential role for NAD in nonreplicating bacilli|url=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18490451|journal=The Journal of Biological Chemistry|volume=283|issue=28|pages=19329–19341|doi=10.1074/jbc.M800694200|issn=0021-9258|pmc=2443648|pmid=18490451}}</ref><ref>{{Cite journal|last=Zapata-Pérez|first=Rubén|last2=Martínez-Moñino|first2=Ana-Belén|last3=García-Saura|first3=Antonio-Ginés|last4=Cabanes|first4=Juana|last5=Takami|first5=Hideto|last6=Sánchez-Ferrer|first6=Álvaro|date=2017-07-27|editor-last=Menéndez-Arias|editor-first=Luis|title=Biochemical characterization of a new nicotinamidase from an unclassified bacterium thriving in a geothermal water stream microbial mat community|url=https://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0181561|journal=PLOS ONE|language=en|volume=12|issue=7|pages=e0181561|doi=10.1371/journal.pone.0181561|issn=1932-6203|pmc=PMC5531466|pmid=28750065}}</ref>
Dalam bakteriologi, NAD kadang-kadang disebut faktor V, digunakan sebagai suplemen untuk media kultur untuk beberapa bakteri rumit yang memerlukan nutrian khusus.<ref>{{Cite web|date=2022-01-05|title=Meningitis Lab Manual: ID and Characterization of Hib {{!}} CDC|url=https://www.cdc.gov/meningitis/lab-manual/chpt09-id-characterization-hi.html|website=www.cdc.gov|language=en-us|access-date=2022-03-05}}</ref>
== Sejarah ==
[[File:ArthurHarden.jpg|thumb|200px|[[Arthur Harden]], salah satu penemu NAD.]]
Koenzim NAD{{+}} pertama kali ditemukan oleh ahli biokimia Inggris [[Arthur Harden]] dan [[William John Young]] pada 1906.<ref>{{Cite journal|last=Harden|first=A|last2=Young|first2=WJ|date=24 October 1906|title=The alcoholic ferment of yeast-juice Part II.--The coferment of yeast-juice|journal=Proceedings of the Royal Society of London|series=Series B, Containing Papers of a Biological Character|volume=78|issue=526|pages=369–375|doi=10.1098/rspb.1906.0070|jstor=80144}}</ref> Mereka menunjukkan bahwa menambahkan ekstrak [[Khamir|ragi]] yang direbus dan disaring sangat mempercepat [[Fermentasi etanol|fermentasi alkohol]] dalam ekstrak ragi yang tidak direbus. Mereka menyebut faktor tak dikenal yang bertanggung jawab atas efek ini sebagai ''kofermen''. Melalui pemurnian dari ekstrak ragi dengan proses yang lama dan sulit , faktor stabil panas ini diidentifikasi sebagai fosfat gula [[nukleotida]] oleh [[Hans Karl August Simon von Euler-Chelpin|Hans von Euler-Chelpin]].<ref>{{Cite web|title=Fermentation of sugars and fermentative enzymes|url=http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1929/euler-chelpin-lecture.pdf|website=Nobel Lecture, 23 May 1930|publisher=Nobel Foundation|archive-url=https://web.archive.org/web/20070927170330/http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1929/euler-chelpin-lecture.pdf|archive-date=27 September 2007|access-date=2007-09-30|url-status=dead}}</ref> Pada 1936, ilmuwan Jerman [[Otto Warburg|Otto Heinrich Warburg]] menunjukkan fungsi koenzim nukleotida dalam transfer hidrida dan mengidentifikasi bagian nikotinamida sebagai tempat reaksi redoks.<ref>{{Cite journal|year=1936|title=Pyridin, der wasserstoffübertragende bestandteil von gärungsfermenten (pyridin-nucleotide)|trans-title=Pyridin, the hydrogen-transferring component of the fermentation enzymes (pyridine nucleotide)|journal=Biochemische Zeitschrift|language=de|volume=287|page=291|doi=10.1002/hlca.193601901199|vauthors=Warburg O, Christian W}}</ref>
== Referensi ==
{{reflist}}
{{Authority control}}
{{Enzim}}
|