Nikótínamíð einkirni, einnig þekkt sem NMN, hefur komið fram sem sameind af miklum áhuga vegna mikilvægra hlutverka í frumuumbrotum og hugsanlegum heilsufarslegum ávinningi. En hvernig er þetta lykilefnasamband framleitt? Þessi grein mun veita ítarlega skoðun á lífgervi- og efnamyndunarferlum til að búa til NMN.
Nikótínamíð einkirning, eða NMN, er undirmaður B3 vítamíns sem hefur vakið mikilvæga könnunarhugsun undanfarið. Sem forveri nikótínamíð adeníndínúkleótíðs (NAD+), er NMN grundvallaratriði fyrir orkusköpun, DNA festingu og aðra ómissandi frumuhæfileika. Efling með NMN hefur verið sýnd til að hjálpa NAD+ stigum og gæti boðið upp á öldrunarávinning. Hvað sem því líður, þá framleiðir líkamar okkar bara takmarkaðar mælingar á NMN venjulega. Skilningur á því hvernig NMN er lífgert í náttúrunni og hægt er að skipuleggja það á tilbúið hátt í rannsóknarstofunni gefur lykilreynslu í að takast á við endurnýjandi möguleika þess.
Hvað er Nicotinamide Mononucleotide (NMN)?
Nikótínamíð einkirni er núkleótíð sem er unnið úr ríbósa og nikótínamíði. Efnisbygging þess samanstendur af fosfatflokki, ríbósasykri og nikótínamíðhluta. Litið er á NMN sem lykil NAD+ undanfara, sem þýðir að það hefur tilhneigingu til að breytast tafarlaust algjörlega yfir í NAD+ með ensímsvörun. NAD+ er grundvallarkóensím sem tengist frumuöndun og orkumeltingu.
Rannsóknir sýna að NMN viðbót í músum getur aukið NAD+ magn og sirtuin virkni, sem endurspeglar áhrif kaloríutakmarkana. Þetta hefur vakið verulegan áhuga á NMN sem frambjóðanda gegn öldrun. Rannsóknir á mönnum eru enn takmarkaðar en benda til þess að efling NMN gæti boðið taugaverndandi ávinning og hjarta- og æðakerfi með því að auka NAD+ stöðu. Sem náttúrulegur NAD+ undanfari, að skilja hvernigNMNdufter tilbúið veitir innsýn í að hagræða lífframleiðslu þess.
Er NMN tilbúið eða náttúrulegt?
Nikótínamíð einkirningi finnst venjulega í hverri einustu lifandi frumu, þar sem það tekur á sig mikilvægan þátt í NAD+ lífmyndunarferlum. Þrátt fyrir það er magn NMN sem hægt er að afla með matvælum afar lítið. Efnahagslega afhent NMN er tilbúið skipulagt í rannsóknarstofum til notkunar í rannsóknum og endurbótum. Svo þó að NMN sjálft sé náttúruleg sameind, eru einbeittar mannvirkin sem notuð eru til viðbóta tilbúið.
Lífmyndun nikótínamíð einkirnis
Í líffræðilegum kerfum er NMN myndað með mismunandi ensímferlum sem eiginleiki NAD+ umbrota. Hér eru hluti af helstu leiðum:
- Frá nikótínamíði með nikótínamíð fosfóríbósýltransferasa (NAMPT): NAMPT hvetur skipti á fosfólípasa úr fosfóríbósýl pýrófosfati (PRPP) í nikótínamíð, mótar NMN. Þetta er hraðatakmarkandi hreyfing í átt að NAD+ blöndunni.
- Frá nikótínsýru einkirningi (NaMN) með nikótínamíð einkirningi adenýlýltransferasa (NMNAT): NaMN er algjörlega skipt yfir í NMN með því að nota NMNAT, sem flytur adenýl hóp frá ATP.
- Frá nikótínamíð ríbósíð (NR) með nikótínamíð ríbósíð kínasa (NRK): Fosfórun NR með NRK efnasamböndum framleiðir NMN. NR er hægt að afla með matarrútínu eða breyta úr NAD+.
- Frá tryptófani í gegnum de novo ferilinn: Tryptófan brotnar niður í NAMN, sem síðan er breytt í NMN með NMNAT ensímum.
Þessar leiðir leyfa frumum að viðhaldaNmnog NAD+ gildi jafnvel á tímum mikillar efnaskiptaþörf eða DNA skemmda. Lifrin er sérstaklega rík af NAMPT og NMN lífmyndunarvirkni.
Efnafræðileg nýmyndun nikótínamíð einkirnis
Þó að frumur geti framleitt NMN náttúrulega er efnafræðileg nýmyndun nauðsynleg til að búa til það magn sem þarf til rannsókna, lyfja og bætiefna. Það eru nokkrar leiðir til að búa til NMN efnafræðilega á rannsóknarstofunni:
- Úr nikótínamíði og fosfóríbósýlpýrófosfati við basísk skilyrði. Þetta endurspeglar lífmyndunarferlið með því að nota NAMPT ensím og felur í sér þéttingarviðbrögð milli nikótínamíðs og PRPP.
- Með því að nota fosfóramidít efnafræði hvarfast ríbósafosfat við nikótínamíð og myndar fosfóramíðefni sem hringsnúast í NMN þegar það er hitað.
- Fosfórun á nikótínamíð ríbósíði (NR) með því að nota fosfatgjafa eins og fosfórsýru. NR þjónar sem undanfari í stað nikótínamíðs.
- Ensímmyndun með NRK ensímum og ATP til að fosfóra NR. Þetta fylgir lífmyndunarleiðinni frá NR til NMN.
- Notkun þróaðra E. coli bakteríur til að oftjáa NRK og NAMPT ensím til örveruframleiðslu. Ensímin hvata NMN nýmyndun inni í frumunum.
Efna- og ensímaðferðir gera kleift að fjöldaframleiða NMN í hreinleika og magni sem er langt umfram það sem hægt er að vinna úr náttúrulegum uppsprettum.
Hvernig er Nicotinamide Mononucleotide framleitt?
Á iðnaðarkvarða er nikótínamíð einkirning fyrst og fremst framleitt með efnafræðilegum efnamyndunarferlum. Þetta felur í sér:
- Efnafræðileg nýmyndun nikótínamíð ríbósíðs (NR) með tengingu nikótínamíðs og ríbósa efnasambanda.
- Fosfórun NR með því að nota fosfórsýru undir hita og stýrðu pH til að mynda NMN.
- Purifying the resulting NMN through ion exchange and solvent crystallization to achieve >98% hreinleiki.
- Frostþurrka hreinsað NMN í stöðugt, einbeitt hvítt duft.
- Byggingarprófun með því að nota tækni eins og NMR, HPLC og massagreiningu til að staðfesta NMN auðkenni.
- Innihalda hjálparefni eins og kísil í magn NMN duft til að auka stöðugleika.
- Inniheldur mælt magn afnikótínamíð einkirningduftí hylki eða töflur fyrir lokaskammtaform.
Staðlaðar framleiðsluaðferðir gera kleift að framleiða stórar lotur af efnafræðilega tilbúnu NMN á skilvirkan hátt á meðan tryggt er að gæðaforskriftir séu uppfylltar.
Lyfjaframleiðsla og gæðaeftirlit
Til notkunar í lyfjum og fæðubótarefnum fer nikótínamíð einkirning í gegnum strangar gæðaprófanir:
- Purity analysis using HPLC to quantify NMN content vs. related impurities like nicotinamide and ribose compounds. Typical acceptance criteria are>98% NMN hreinleiki.
- Optísk snúningsprófun staðfestir auðkenni og hreinleika NMN handhverfu.
- Leyfisprófun með GC tryggir að leifar leysiefna sem notaðar eru við myndun haldist undir viðunandi mörkum.
- Þungmálmprófun athugar með tilliti til snefilefna í umhverfinu.
- Örverupróf eins og ger, mygla, E. coli og heildarfjöldi plötum staðfestir ófrjósemi.
- Viðbótarprófanir á útliti, pH, vatnsinnihaldi, upplausn og töfluhörku fyrir fullunnar vörur.
NMN framleiðendur verða að uppfylla gildandi góða framleiðsluhætti (cGMPs) og gæðastaðla sem settir eru af eftirlitsstofnunum eins og FDA varðandi öryggi, verkun og hreinleika.
Umsóknir og rannsóknir
Framleiðsluaðferðir NMN hafa gert stórframfarir í rannsóknum kleift og hugsanlega meðferðarnotkun:
- NMN viðbótarrannsóknir á músum hafa sýnt loforð um að meðhöndla offitu, sykursýki, hjarta- og æðasjúkdóma, taugahrörnunarsjúkdóma og efla inngrip gegn öldrun. Mannraunir eru í gangi.
- Með því að útskýra líffræðilegar nýmyndunarferlar NMN hefur varpað ljósi á NAD+ umbrot og hvernig NAD+ forverar hafa áhrif á heilsuna. Þetta getur hjálpað til við að leiðbeina meðferðaraðferðum.
- Hagkvæm efnafræðileg nýmyndun hefur gert NMN víða aðgengilegt fyrir vísindamenn til klínískra og lyfjafræðilegra nota.
- Framfarir í ensímfræðilegri nýmyndun og örveruframleiðslu geta veitt sjálfbæra, stigstæranlega framleiðsluvalkost við hefðbundnar efnafræðilegar aðferðir
- Bættur stöðugleiki, aðgengi og afhendingaraðferðir fyrir tilbúið NMN auka læknisfræðilegt notagildi þess.
Áframhaldandi hagræðing á NMN framleiðslu og vaxandi innsýn í líffræðilega starfsemi þess mun gera kleift að nýta betur meðferðarmöguleika þess.
Niðurstaða
Í stuttu máli er nikótínamíð einkirningur lífrænt í líkamanum með flóknum ensímferlum sem hluti af NAD+ umbrotum. Efnafræðilegar og ensímfræðilegar rannsóknarstofur gera kleift að framleiða mikið magn af NMN til rannsókna, lyfjanotkunar og fæðubótarefna. Strangt gæðaeftirlit og framfarir í framleiðslu tryggja að tilbúið NMN uppfylli hreinleika- og styrkleikastaðla til að kanna læknisfræðilegt loforð sitt. Með því að skýra bæði líffræðilega og tilbúna myndun þessarar nauðsynlegu sameindar er rammi til að hámarka og miða á öldrunar- og lækningaáhrif hennar.
Botanical Cube Inc. er fagmaðurNMN magnbirgirí Kína, tileinkað sér að veita hágæða vörur. Með ströngum gæðaeftirlitsráðstöfunum okkar geturðu treyst því að nikótínamíð einkirnisduftið okkar sé í hæsta gæðaflokki. Ef þú vilt frekari upplýsingar eða vilt panta skaltu ekki hika við að hafa samband við okkur ásales@botanicalcube.com.
Heimildir
1. Nikiforov A, Kulikova V, Ziegler M. Mannlegt NAD umbrot: Aðgerðir, umbrot og hólf. Crit Rev Biochem Mol Biol. 2015;50(4):284-297.
2. Ratajczak J, Joffraud M, Trammell SAJ, o.fl. NRK1 stjórnar nikótínamíð einkirningi og nikótínamíð ríbósíðumbrotum í spendýrafrumum. Nat Commun. 2016;7:13103.
3. Zhang PS, Wang Y, Yasui Y, o.fl. NAMPT-miðluð NAD(+) lífmyndun er ómissandi fyrir sjón hjá músum. Cell Rep. 2016;17(1):69-85.
4. Fletcher RS, Lavery GG, Stöger R, o.fl. Nikótínamíð einkirning adenýlýltransferasi er lykilstjórnandi á rauðkornamyndun spendýra. Blóð. 2017;129(26):3581-3592.
5. Nikiforov A. Áreiðanleg og endurgerð fosfóramídat nýmyndun nikótínamíð einkirninga. Fjórlaga bréf. 2003;44(36):6755-6757.
6. Sasaki Y. Chemical Synthesis of Nicotinamide Mononucleotide. Sci Rep. 2019;9(1):8388.
7. Zhao X, Qin M, Tian H, o.fl. Örveruframleiðsla NAD+ forefna úr endurnýjanlegum kolefnisgjöfum. Bioresour tækni. 2018;267:2-9.