NMN v podpore opráv DNA

NMN a jeho príbuzné prekurzory v podpore opráv DNA

Nikotínamid mononukleotid (NMN) a jeho príbuzné molekuly, ako nikotínamid ribozid (NR) a nikotínamid (NAM), zohrávajú kľúčovú úlohu v procese opravy DNA prostredníctvom zvýšenia hladiny NAD⁺ (nikotínamid adenín dinukleotidu). NAD⁺ je esenciálny kofaktor pre enzýmy zodpovedné za opravu DNA, ako sú PARP (poly-ADP-ribózové polymerázy), a aktiváciu sirtuínov, ktoré chránia genómovú stabilitu a regulujú bunkové procesy spojené so starnutím.

Nižšie je porovnanie z hľadiska ich vplyvu na opravu chromozómov a stimuláciu sirtuínov, ktoré sú kľúčovými regulátormi bunkového starnutia, metabolizmu a opravy DNA.

1. NMN (nikotínamid mononukleotid):

• Mechanizmus účinku:
  NMN je priamym prekurzorom NAD⁺ (nikotínamid adenín dinukleotidu), čo je kofaktor potrebný pre aktivitu sirtuínov. NAD⁺ podporuje opravu DNA aktiváciou PARP enzýmov (poly-ADP-ribózové polymerázy) a zvyšuje funkčnosť sirtuínov, ktoré regulujú epigenetickú stabilitu a opravujú chromozomálne poškodenia.

• Účinky na opravu chromozómov:

  • NMN podporuje opravu DNA poškodení tým, že zvyšuje dostupnosť NAD⁺ potrebného pre PARP a sirtuíny.
  • Experimenty ukázali, že NMN môže zlepšiť kapacitu buniek na opravu dvojitých zlomov DNA.

• Stimulácia sirtuínov:
  NMN výrazne stimuluje sirtuíny (SIRT1 až SIRT7) tým, že zabezpečuje substrát (NAD⁺) potrebný pre ich enzymatickú aktivitu. To vedie k zlepšeniu metabolizmu, epigenetickej stability a protizápalových účinkov.

• Klinické dôkazy:
  NMN bol v modeloch starnutia preukázaný ako účinný pri obnove mitochondriálnych funkcií a oprave DNA.

2. NR (nikotínamid ribozid):

• Mechanizmus účinku:
  Nikotínamidribozid je ďalším prekurzorom NAD⁺, avšak na jeho premenu na NAD⁺ sú potrebné viaceré enzymatické kroky (konverzia cez NMN). Je teda menej priamy ako NMN, ale stále účinný pri zvyšovaní hladiny NAD⁺.

• Účinky na opravu chromozómov:

  • NR zvyšuje dostupnosť NAD⁺, čím nepriamo podporuje aktivitu PARP enzýmov a sirtuínov.
  • Jeho účinky na opravu DNA sú podobné ako pri NMN, avšak mierne menej výrazné kvôli nutnosti viacerých krokov na premenu na NAD⁺.

• Stimulácia sirtuínov:

  • NR podporuje aktivitu sirtuínov, avšak jeho efekt môže byť o niečo slabší ako pri NMN, keďže jeho konverzia na NAD⁺ je menej efektívna.

• Klinické dôkazy:
  NR bol preukázaný ako účinný pri zlepšení bunkového metabolizmu a mitochondriálnych funkcií.

3. NAM (nikotínamid):

• Mechanizmus účinku:
  Nikotínamid je produktom sirtuínovej aktivity a môže byť recyklovaný späť na NAD⁺ prostredníctvom salvážnej cesty. Avšak, na rozdiel od NMN a NR, jeho prítomnosť môže sirtuíny inhibovať kvôli spätnej väzbe na NAD⁺ metabolizmus.

• Účinky na opravu chromozómov:

  • NAM podporuje opravu DNA nepriamo cez salvážnu cestu NAD⁺, ale jeho účinok je limitovaný kvôli jeho inhibičnému vplyvu na sirtuíny pri vyšších koncentráciách.
  • NAM môže byť menej účinný ako NMN alebo NR pri podpore chromozomálnych opráv.

• Stimulácia sirtuínov:

  • NAM je paradoxne slabý stimulátor sirtuínov; vo vyšších koncentráciách ich dokonca inhibuje, čo môže znižovať jeho účinnosť v porovnaní s NMN a NR.

• Klinické dôkazy:
  NAM sa používa skôr ako lacný zdroj NAD⁺, ale jeho účinky sú menej spoľahlivé pri aktivácii sirtuínov alebo podpore DNA opravy.

Zhrnutie porovnania:

Najlepšou voľbou pre podporu opravy chromozómov a stimuláciu sirtuínov je NMN, nasledovaný NR. NAM môže ušetriť výdavky, ale jeho účinnosť je obmedzená potenciálnou inhibíciou (znížením aktivity) sirtuínov.

zdroje:

Ruszkiewicz JA, Bürkle A, Mangerich A. Fueling genome maintenance: On the versatile roles of NAD⁺ in preserving DNA integrity. J Biol Chem. 2022 Jun;298(6):102037. doi: 10.1016/j.jbc.2022.102037.

Kane AE, Sinclair DA. Sirtuins and NAD⁺ in the Development and Treatment of Metabolic and Cardiovascular Diseases. Circ Res. 2018 Sep 14;123(7):868-885. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.118.312498.