Никотинамид аденин динуклеотид

Никотинамид аденин динуклеотид (NAD) е коензим кој е присутен во сите клетки. Ова соединение е динуклеотид, бидејќи е составено од два нуклеотиди поврзани преку нивните 5' фосфатни групи. Едниот нуклеотид содржи база аденин, а другиот никотинамид. Никотинамид претставува амид-дериват на никотинска киселина (ниацин, витамин Б3). Никотинамид аденин динуклеотидот се јавува во две форми: оксидирана (NAD) и редуцирана (NADH). Релативниот сооднос NAD:NADH изнесува 1000:1. Ова има значење за функцијата на NAD како електрон-акцептор во процесите на оксидација. При оксидација, супстратната молекула подлежи на дехидрогенација, оддавајќи два водородни атоми, од кои еден водороден атом е прифатен од страна на оксидираната форма на NAD (NAD) во форма на хидриден јон (:H, еквивалент на еден протон и два електрони) при што NAD се редуцира до NADH. Вториот водороден атом се отпушта во фрома на протон H''<sup>+</sup>'' во водниот раствор (отаму ознаката ''NADH+H<sup>+</sup>''). NAD не е во состојба да прима поединечни електрони, затоа трансферот на електрони врз NAD се врши во форма на хидриден јон (протон H''<sup>+</sup>'' и два електрони 2e<sup>-</sup>), за разлика од молекулата на FAD, која е во состојба да може да прима и поединечен електрон (еден електрон и еден протон).
0.0.1 Редокс функции на NAD
NAD има важна улога во трансферот на електрони во различни ензим-катализирани редокс реакции. NADH во редокс реакции оддава строго 2e<sup>-</sup>, односно, NADH во редокс реакции не оддава поединечни електрони. Притоа двата електрони се оддаваат во форма на хидриден јон (:H). Во повеќето клетки соодносот меѓу оксидираната форма NAD и редуцираната форма NADH е висок (1000:1) што фаворизира пренос на електрони (во форма на хидриден јон) врз NAD. Во оксидативните метаболички процеси како што е гликолизата, оксидацијата на пируватот, оксидацијата на супстрати во циклусот на трикарбонски киселини, NAD служи како акцептор на електрони (оксидативно средство). Примените електрони крајно се предаваат на електронскот транспортен синџир, на првиот белковински комплекс наречен NADH-дехидрогеназа. Со предавањето на електроните врз електронскиот транспортен синџир молекулата на NAD се регенерира (реоксидира, од NADH во NAD) и може повторно да служи како електрон-акцептор. Енергијата ослободена од трансферот на електрони низ електронскиот транспортен синџир се користи за директно пумпање на протони во интермембранскиот простор на митохондриите и градење на протонскиот градиент. Енергијата ослободена од транслокацијата на протоните од интермембранскиот простор кон митохондриалната матрица во правец на нивниот концентрациски градиент ѝ овозможува на АТП-синтазата генерирање на АТП-молекули. Краен акцептор на електроните е молекуларниот кислород (О<sub>2</sub>). Во просек од секоја NADH-молекула се генерираат 2,5 АТП-молекули.
NAD е солубилен (мобилен) коензим за разлика од FAD кој е простетична група, цврсто врзана за ензимот. Во својата оксидирана форма NAD се врзува лабилно за нуклеотид-врзувачки домен во структурата на ензимот. Примајќи електрони (во форма на хидриден јон) NADH дисоцира од ензимот во водниот раствор (пр. цитозолот или митохондриската матрица).
0.0.2 Други функции на NAD
Покрај важната функција на NAD во трансфер на електрони при редокс реакции, NAD служи како дарител на ADP-рибоза при еден тип на посттранслациона модификација на некои белковини наречена ADP-рибозилација. Во процеси на деацетилирање на некои белковини (исто така форма на посттранслациона модификација - отстранување на ацетил група од аминокиселински остаток во молекулата на белковината) хидролизата на NAD до ADP-рибоза и никотинамид овозможува отстранување на ацетил групата од белковината и прикачување врз ADP-рибозата, формирајќи O-ацетил-ADP-рибоза.