生命起始的关键,辅酶NAD+对DNA的修复作用

  我们长说生命可贵,因为生命脆弱,但其实脆弱的不是生命,而是维持生命的DNA。

  DNA全名DeoxyriboNucleic Acid,中文名脱氧核糖核酸,是生物细胞内含有四种生物大分子之一的一种核酸,生物体的发育和正常运作都不离开DNA。

  1944年,量子物理学家Erwin Schrödinger在研究生命孕育的过程中发现,在遗传学中,遗传信息一般存储在基因的DNA序列中,遗传信息的传递在得到互补的含氮碱基序列的存在保证后,通过转录过程时,就可以很容易地被转录到互补的RNA链中(mRNA),mRNA通过翻译合成蛋白质,即细胞可以通过称为DNA复制的过程简单地复制遗传信息。

  细胞通过DNA不断复制遗传的过程也是生物体逐渐增长和衰亡的过程,这是因为细胞在不断的分解再生中会受到带脑子辐射、紫外线、雾霾等外部环境以及内在细胞代谢产物等内源因素的影响而受到不同程度的损伤,其中DNA双链断裂时损伤最为严重的,如果不及时得到修复对于身体个机能和生命长度都是一种伤害。

  然而,DNA修复需要一种关键性的辅酶NAD+,辅酶NAD+虽在体内天然存在,但会随着年龄的增长而减少,年龄越大,体内辅酶NAD+的含量也就越少,另科学家困惑的是,辅酶NAD+分子过大,直接补充并不能够被细胞吸收,从而发挥作用。因此对于DNA修复的研究,科学家们也是历经万难才最终解锁。

生命起始的关键,辅酶NAD+对DNA的修复作用

  沉寂百年,一朝爆发,NAD+前体NMN作用究竟如何?

  科学家们最早解锁的DNA修复方法是光修复,让细胞在酶的作用下,直接将损伤的DNA进行修复,目前这种方式仍在继续,只是在科学技术的不断进步下,用于直接提升辅酶NAD+在体内含量的物质NMN被发现后,弥补了光修复等方式的局限性。

  NMN与辅酶NAD+一样,也是体内天然存在的物质,NMN是辅酶NAD+的前体物质之一,因为在提升体内辅酶NAD+水平上效果最直接有效而一度爆红。

  那么辅酶NAD+是如何修复DNA的呢?

  NAD+中文全称是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,是体内具有通用功能的辅酶,几乎参与了体内所有的代谢能量,不仅作为循环使用的递电子体,还参与sirtuins活化、NADPH合成、PARPs激活等途径,从组蛋白修饰到DNA修复等多项活动均离不开辅酶NAD+。

  在对DNA修复的途径中,辅酶NAD+作为底物通过PARP参与DNA修复PARP又称聚ADP核糖聚合酶,能够感应DNA损伤,在识别了DNA片段的结构损伤后被激活后,PARP可以起到对组蛋白、RNA聚合酶、DNA聚合酶、DNA连接酶的“修饰”作用。

  PARP家族中的PARP-1、PARP-2和PARP-3参与DNA修复。PARP-3已被证明在DNA双链断裂修复中起主要作用,至于前两者的激活是由DNA单链断裂触发的。

  NAD+作为PARP家族的底物参与DNA修复,因为NAD+的存在,PARP才能发挥作用,而补充NMN后,体内辅酶NAD+的提升称为DNA修复的一大助力。

  辅酶NAD+功效被解锁,能够直接提升体内辅酶NAD+水平的NMN也被科学界关注,并通过科学技术制成NMN膳食补充剂。