分享一篇发表在ACS Chemical Biology上的文章，Chemical and Biochemical Reactivity of the Reduced Forms of Nicotinamide Riboside，通讯作者是来自美国南阿拉巴马大学药理学院的Marie E. Migaud教授，主要进行NAD等代谢物的研究。

      烟酰胺嘌呤二核苷酸NAD⁺以及磷酸化或还原形式（NAD(P)(H)）是含有维生素B3的二核苷酸。NADH和NAD⁺的相对及总体水平的变化与疾病相关，而当总NAD水平下降时，补充其前体烟酰胺核苷NR⁺的还原形式NRH可以恢复一定的NAD水平。而NR⁺也会和NAD(P)(H)一样发生异构化等变化，因此NR⁺和NRH提供了一个在生理背景下研究NAD变化代谢的模型。

      本文作者对NRH的稳定性以及对异构化及不可逆降解过程的倾向进行了研究，在制备了两种天然异构体的基础上还研究了他们的生物学影响。此外，还发现了在降解过程中NRH所引起的一种糖化修饰过程。

      作者先使用了烟酰胺和四乙酸核苷生成了典型的1,4-NRH，进一步合成了易分解的异构体1,2-NRH、1,6-NRH。进一步用¹H NMR对1,4-NRH在37度pH=6.8水溶液环境中的稳定性做了表征，发现除了羟化、氧化形式、水合物产生外还有1,6-NRH异构体的形成，这种分解在pH=6时更快速。当存在其氧化形式NR⁺时，1,6-NRH异构形式仍然存在，而1,2-NRH没有产生。之后，在无细胞的细胞培养液中测试1,4-NRH的稳定性，发现在10%FBS的培养环境下，1,4-NRH会在48h内转换为NR⁺，同时也有部分会和蛋白质相互作用离开溶液环境；此外，还有1,6-NRH的生成。而对比1,6和1,2两种异构体的稳定性，发现1,2-NRH会比1,6-NRH分解的更快。在培养的HEK293T和HepG3上面评价不同NRH的细胞毒性，会发现6小时内三种NRH都会从培养液中消失，说明他们进入了细胞或者和培养基中蛋白结合。在6小时内，1.6-NRH表现出最高的细胞毒性，而HEK293T对其更加敏感。

      NAD(P)H醌脱氢酶NQO1是两大醌还原酶之一，其同源物NQO2已知会在助氧化剂下降1,4-NRH氧化为NR⁺。由于NQO2这种解毒酶在两种细胞中都有表达，作者希望测试1,6-NRH和1,2-NRH对其影响。在BSA和FAD存在下，NRH衍生物的量会明显变化，在24h内减少20%以上。而1,2-NRH在加入后，发现其分解产物离开了溶液环境中，可能是生成了蛋白质加合物。此外，在存在辅因子menadione的情况下，NQO2极大增加了1,4-NRH到NR⁺的氧化速率，而1,6-NRH被氧化的速率稍慢；同时加入1,4-NRH和1,6-NRH时，1,4-NRH的衍生物损失比较低，而NR⁺的产生速率也有下降，说明1,6-NRH作为一种1,4-NRH的稳定异构体能够部分抑制NQO2的氧化功能。相比之下，1,2-NRH对NQO2的抑制作用较弱。对1,6-NRH和1,2-NRH与NQO2的结合结构进行计算模拟，发现1,6-NRH和1,4-NRH的预期结合模式更为相近。

      考虑到此前三种NRH异构体会在BSA存在下随时间发生消耗，而NAD已知会在蛋白质上产生酶促的修饰，所以作者希望检测NRH是否会与蛋白质发生结合。在使用1,4-NRH和蛋白进行孵育后进行酶解和LC-MS/MS分析，发现了在含有赖氨酸的肽段上产生的C11H18N2O5以及C6H9NO2等的修饰，说明1,4-NRH的确可以和蛋白质赖氨酸发生反应，而这是一种通过非酶催化产生的修饰。

      总之，文章利用合成的NRH进行了其化学稳定性以及生物学影响的研究，并发现NRH可以通过非酶的方式在蛋白质上产生修饰。

本文作者：MYZ

责任编辑：Guo ZH

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acschembio.0c00757

文章引用：DOI：10.1021/acschembio.0c00757