Nikotinamida adenina dinukleotida: Perbedaan antara revisi

'''Nikotinamida adenina dinukleotida''', disingkat '''NAD{{sup|+}}''', adalah [[koenzim]] yang ditemukan di semua [[sel]] hidup. Senyawa ini berupa dinukleotida, yakni mengandung dua [[nukleotida]] yang dihubungkan melalui gugus [[fosfat]], dengan satu nukleotida mengandung basa [[adenina]] dan yang lainnya mengandung [[nikotinamida]].

Dalam [[metabolisme]], NAD{{sup|+}} terlibat dalam reaksi [[redoks]], dengan membawa elektron dari satu reaksi ke reaksi lainnya. Koenzim ini oleh karenanya ditemukan dalam dua bentuk yang berbeda: NAD{{sup|+}} sebagai [[oksidator]], dan NADH sebagai [[reduktor]]. NAD{{sup|+}} menerima elektron dari molekul lain dan menjadi tereduksi (NADH), dan begitu pula sebaliknya. Reaksi transfer elektron ini merupakan salah satu fungsi NAD{{sup|+}}. Namun ia juga memiliki fungsi lain pada proses selularseluler lainnya, utamanya adalah sebagai [[substrat]] enzim yang menambah maupun mengurangi [[gugus fungsi]] pada protein dalam [[modifikasi pascatranslasional]]. Karena fungsinya yang penting ini, [[enzim|enzim-enzim]] yang terlibat dalam metabolisme NAD sering menjadi target [[obat|pengembangan obat-obatan]].

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]].

{{further|[[Redoks]]}}

Nikotinamida adeninanadenina dinukleotida, sama seperti senyawa ''dinukleotida'' pada umumnya, mengandung [[nukleotida]] yang dihubungkan oleh satu pasang gugus fosfat yang menjembatani keduanya. Nukleotida ini tersusun atas cincin [[ribosa]] dengan [[adenina]] yang melekat pada atom karbon pertama 1' cincin tersebut. Gugus nikotinamida dapat dilekatkan ke dalam dua orientasi pada satu atom karbon [[anomer]]ik. Karena terdapat dua struktur yang dimungkinkan, senyawa ini berupa [[diastereomer]]. Diastereomer β-nikotinamida dari NAD{{sup|+}} adalah bentuk yang ditemukan pada organisme. Kedua nukleotida ini dihubungkan bersama oleh dua gugus [[fosfat]] melalui karbon 5'.<ref name=Pollak>{{cite journal | last = Pollak | first = N | coauthors = Dölle C, Ziegler M | title = The power to reduce: pyridine nucleotides—small molecules with a multitude of functions | journal = Biochem. J. | volume = 402 | issue = 2 | pages = 205–18 | year = 2007 | pmid=17295611 |pmc=1798440 |url=http://www.biochemj.org/bj/402/0205/bj4020205.htm | doi = 10.1042/BJ20061638}}</ref>

[[Berkas:NAD oxidation reduction.svg|thumbjmpl|leftkiri|250px|Reaksi [[redoks]] nikotinamida adenina dinukleotida.]]

Dalam metabolisme, senyawa ini menerima ataupun mendonorkan elektronnya dalam reaksi redoks.<ref name=Belenky>{{citeCite journal | author last= Belenky P | coauthors first=Peter|last2= Bogan|first2=Katrina KL, L.|last3=Brenner C | first3=Charles|date=2007-01|title = NAD+ metabolism in health and disease | url=https://tahomaclinic.com/Private/Articles3/NAD/Belenky%202007%20-%20NAD%20metabolism%20in%20health%20and%20disease.pdf|journal = Trends Biochem.in Sci.Biochemical Sciences| volume = 32 | issue = 1 | pages = 12–9 12–19| year = 2007 | pmid = 17161604 | url = http://www.dartmouth.edu/~brenner/belenky07a.pdf | accessdate = 2007-12-23 | doi = 10.1016/j.tibs.2006.11.006|formatissn=PDF0968-0004|pmid=17161604}}</ref> Reaksi ini (diringkaskan oleh persamaan di bawah) melibatkan pelepasan dua atom hidrogen dari reaktan (R), dalam bentuk [[ion hidrida]] (H{{sup|−}}) dan [[proton]] (H{{sup|+}}). Proton dilepaskan ke dalam larutan, manakala reduktan RH{{sub|2}} dioksidasi dan NAD{{sup|+}} direduksi menjadi NADH melalui transfer hidrida menuju cincin nikotinamida.

Dari pasangan elektron hidrida, satu elektron ditransfer ke nitrogen cincin [[nikotinamida]] yang bermuatan positif, dan atom hidrogen kedua di transferditransfer ke atom karbnkarbon C4 yang berseberangan dengan nitrogen ini. [[Potensial elektroda standar|Potensial titik tengah]] pasangan redoks NAD{{sup|+}}/NADH adalah −0,32&nbsp;[[volt]], membuat NADH sebagai reduktor kuat.<ref name=Unden>{{cite journal | author = Unden G | coauthors = Bongaerts J | title = Alternative respiratory pathways of Escherichia coli: energetics and transcriptional regulation in response to electron acceptors | journal = Biochim. Biophys. Acta | volume = 1320 | issue = 3 | pages = 217–34 | year = 1997 | pmid=9230919 | doi = 10.1016/S0005-2728(97)00034-0}}</ref> Reaksi ini sangat mudah berbalik arah, ketika NADH direduksi menjadi molekul lain dan dioksidasi kembali menjadi NAD{{sup|+}}. Hal ini berarti koenzim ini dapat secara terus -menerus berada dalam siklus NAD{{sup|+}} dan NADH tanpa sendirinya dikonsumsi.<ref name=Pollak/>

Secara fisik, koenzim ini berbentuk bubuk [[amorf]] yang [[higroskopi]]k dan sangat larut dalam air.<ref>{{cite book |author=Windholz, Martha |title=[[The Merck Index]]: an encyclopedia of chemicals, drugs, and biologicals |publisher=Merck |location=Rahway NJ, US |year=1983 |page=[https://archive.org/details/merckindexencycl00wind/page/909 909]|isbn=911910271 |edition=10th}}</ref> Padatan ini stabil jika disimpan dalam keadaan gelap dan kering. Larutan NAD{{sup|+}} tidak berwarna dan stabil selama satu pada temperatur 4&nbsp;[[Celsius|°C]] dan [[pH]] netral. Ia akan terurai dengan cepat apabila terkena asam ataupun basa. Seketika terurai, produk dekomposisi ini merupakan [[inhibitor enzim]].<ref>{{cite journal |author=Biellmann JF, Lapinte C, Haid E, Weimann G |title=Structure of lactate dehydrogenase inhibitor generated from coenzyme |journal=Biochemistry |volume=18 |issue=7 |pages=1212–7 |year=1979 |pmid=218616 |doi=10.1021/bi00574a015}}</ref>

[[Berkas:NADNADH.svg|thumbjmpl|rightka|250px|Absorpsi spektrum [[ultraviolet|UV]] NAD{{sup|+}} dan NADH.]]

Baik NAD{{sup|+}} dan NADH menyerap [[ultraviolet]] dengan sangat kuat oleh karena keberadaan basa adeninanya. Sebagai contoh, puncak absorpsi NAD{{sup|+}} berada pada [[panjang gelombang]] 259&nbsp;[[nanometer]] (nm), dengan koefisien pemunahan 16.900&nbsp;M{{sup|−1}}[[Sentimeter|cm]]{{sup|−1}}. NADH juga menyerap panjanga gelombang yang lebih tinggi, dengan puncak kedua dalam absorpsi UV-nya adalah 339&nbsp;nm dengan [[koefisien pemunahanatenuasi molar]] 6.220&nbsp;M{{sup|−1}}cm{{sup|−1}}.<ref name=Dawson>{{cite book |author=Dawson, R. Ben |title=Data for biochemical research |publisher=Clarendon Press |location=Oxford |year=1985 |page=122 |isbn=0-19-855358-7 |edition=3rd}}</ref> Perbedaan [[spektrum absorpsi]] ultraviolet antara bentuk koenzim yang teroksidasi dengan yang tereduksi ini membuat zat ini sangat mudah diukur pada [[asai enzim|uji enzim]].<ref name=Dawson/>

NAD{{sup|+}} dan NADH juga memiliki spektrum [[fluoresens]] yang berbeda. NADH dalam larutan memiliki puncak emisi pada 460&nbsp;nm dan paruh waktu paruh fluoresens sepanjang 0,4&nbsp;[[nanosekon]], manakala pada koenzim yang teroksidasi tidak memiliki emisi fluoresens.<ref name=Lakowicz>{{cite journal |author=Lakowicz JR, Szmacinski H, Nowaczyk K, Johnson ML |title=Fluorescence lifetime imaging of free and protein-bound NADH |journal=Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. |volume=89 |issue=4 |pages=1271–5 |year=1992 |pmid=1741380 |pmc=48431 |doi=10.1073/pnas.89.4.1271}}</ref> Ciri-ciriSifat sinyal fluoresens berubah ketika NADH mengikatterikat kepadapada protein, sehingga perubahan ini dapat digunakan untuk mengukur [[tetapan disosiasi|konstanta disosiasi]], yang sangat berguna dalam kajian [[kinetika enzim]].<ref name=Lakowicz/><ref>{{cite journal |author=Jameson DM, Thomas V, Zhou DM |title=Time-resolved fluorescence studies on NADH bound to mitochondrial malate dehydrogenase |journal=Biochim. Biophys. Acta |volume=994 |issue=2 |pages=187–90 |year=1989 |pmid=2910350}}</ref> Perubahan dalam sinyal fluoresens ini juga digunakan untuk mengukur perubahan dalam keadaan redoks sel hidup, melalui [[mikroskopi fluoresens]].<ref name=Kasimova>{{cite journal |author=Kasimova MR, Grigiene J, Krab K, ''et al.'' |title=The free NADH concentration is kept constant in plant mitochondria under different metabolic conditions |journal=Plant Cell |volume=18 |issue=3 |pages=688–98 |year=2006 |pmid=16461578 |pmc=1383643 |doi=10.1105/tpc.105.039354 |url=http://www.plantcell.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=16461578 }}</ref>

Dalam hati tikus, kandungan total NAD{{sup|+}} dan NADH adalah kira-kira 1&nbsp;[[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=BelenkyBelenky2>{{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 NAD yang teroksidasi dengan bentuk yang tereduksi disebut sebagai rasio NAD{{sup|+}}/NADH. Rasio ini adalahmerupakan komponen penting yang disebut sebagai ''keadaan redoks'' sel. Keadaan redoks sel adalah pengukuranukuran 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 olehsehingga karenanyalebih sangatmenguntungkan memfavoritkanbagi 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>

NAD{{sup|+}} disintesis melalui dua lintasan metabolisme. Iayaitu diproduksilintasan baik''de melaluinovo'' dan lintasan ''penyelamatan (salvage)''. Lintasan ''[[sintesis de novo|de novo]]'' yang menggunakan [[asam amino]], maupun melaluisedangkan lintasan daurpenyelamatan ulangdilakukan dengan mendaur ulang komponen-komponen prekursor seperti [[nikotinamida]] menjadi NAD{{sup|+}},. lintasanLintasan yang lain disebut [[lintasan kinurenina]] yang dilalui oleh [[triptofan|TRP]].<ref>{{en}} {{cite web

=== Produksi ''Dede novo'' ===

[[Berkas:NAD metabolism.svg|thumbjmpl|rightka|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|QA]] dari asam amino tertentu seperti [[triptofan|TRP]] pada hewan dan beberapa bakteri, ataupun [[asam aspartat]] pada beberapa bakteri dan tumbuhan.<ref>{{cite journal |author=Katoh A, Uenohara K, Akita M, Hashimoto T |title=Early steps in the biosynthesis of NAD in Arabidopsis start with aspartate and occur in the plastid |journal=Plant Physiol. |volume=141 |issue=3 |pages=851–7 |year=2006 |pmid=16698895 |pmc=1489895 |doi=10.1104/pp.106.081091 |url=http://www.plantphysiol.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=16698895}}</ref><ref>{{cite journal |author=Foster JW, Moat AG |title=Nicotinamide adenine dinucleotide biosynthesis and pyridine nucleotide cycle metabolism in microbial systems |journal=Microbiol. Rev. |volume=44 |issue=1 |pages=83–105 |date=1 March 1980|pmid=6997723 |pmc=373235 |url=http://mmbr.asm.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=6997723 }}</ref> Asam kuinolinat diubah menjadi asam nikotinat adenina dinukleotida (NaMN) melalui transfer gugus fosforibosa. Gugus adenilat kemudian ditransfer untuk membentuk asam nikotinat adenina dinukleotida (NaAD). Pada akhirnya, gugus asam nikotinat pada NaAD di[[amida]]si menjadi gugus nikotinamida (Nam), membentuk nikotinamida adenina dinukleotida.<ref name=Belenky/>

Pada langkah yang 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 [[archaeaarkea]] 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|thumbjmpl|leftkiri|300px|Lintasan daur ulang menggunakan tiga prekursor NAD⁺.]]

=== Lintasan daurpenyelamatan ulang(''salvage'') ===

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 penyelamatan (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/> SenyawaanSenyawa-senyawaansenyawa 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>

[[Berkas:Rossman fold.png|thumbjmpl|rightka|250px|Lipatan Rossman pada [[laktat dehidrogenase]] dari ''[[Cryptosporidium parvum]]''. NAD{{sup|+}} ditandai dengan warna merah, lempengan beta ditandai dengan warna kuning, dan heliks alfa ditandai dengan warna ungu.<ref>{{cite journal |author=Senkovich O, Speed H, Grigorian A, ''et al.'' |title=Crystallization of three key glycolytic enzymes of the opportunistic pathogen Cryptosporidium parvum |journal=Biochim. Biophys. Acta |volume=1750 |issue=2 |pages=166–72 |year=2005 |pmid=15953771 |doi=10.1016/j.bbapap.2005.04.009}}</ref>]]

Nikotinamida adenina dinukleotida memiliki beberapa peranan esensial dalam [[metabolisme]]. Ia berperan sebagai [[koenzim]] pada reaksi [[redoks]], sebagai donor gugus ADP-ribosa pada reaksi [[ADP-ribosilasi]], sebagai prekursor molekul penghantarakurir kedua [[ADP-ribosa siklik]], dan juga sebagai substrat bagi enzim [[DNA ligase]] bakteri dan enzim [[sirtuin]] yang menggunakan NAD{{sup|+}} untuk melepaskan gugus [[asetil]] dari protein.

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|thumbjmpl|leftkiri|Konformasi 3-D NAD{{sup|+}}.]]

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>