什么是NAD
NAD（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）是人体中最重要分子之一，在几乎所有主要生物过程的调节中起着关键作。
NAD代谢组包括NAD+、NADH、NADP和 NADPH。NAD+是NAD的氧化形式，“+”代表它的一个氮原子上带有正电荷；NADH代表NAD+ 氢（H）。NADH与NAD+之间的区别在于NADH在向另一个分子提供电子后变成NAD+。大多数情况下，NADH可与NAD+互换使用，作为氢化物供体或氢化物受体发挥作用。大约10%的细胞NAD可能被NAD激酶磷酸化为NADP，NADP也可以被NADP磷酸酶去磷酸化为NAD。NADPH是NADP的还原形式。
NAD代谢组对人类健康至关重要的。作为辅酶，NAD代谢组参与细胞代谢中超过60%的反应，NAD的稳态是维持氧化还原平衡和代谢的决定性因素。NAD和NADP是酶促反应中的消耗性底物，代谢调节关键的生化过程，包括基因表达、线粒体功能、DNA修复和再生、凋亡细胞死亡和寿命、钙信号传导、葡萄糖稳态和昼夜节律。
作为一种消耗性基质，NAD的浓度与年龄增长、过早衰老以及脂肪成分直接相关，NAD消耗酶，包括PARPs、sirtuins和CD38，尤其sirtuins在几乎所有细胞功能中都起着重要的调节作用。
细胞合成NAD+的途径主要有三条：从头合成途径、Preiss-Handler途径以及补救途径。
在正常情况下，维持胞内NAD+水平最重要的合成途径是补救途径。大多数NAD是通过烟酰胺（NAM）的补救途径回收，NAM是NAD消耗反应的副产物。
在补救途径中，NAM作为起始分子，NAM经过烟酰胺转磷酸核糖基酶（NAMPT）的催化作用生成烟酰胺单核苷酸（NMN），NMN经过烟酰胺单核苷酸腺苷酸转移酶（NMNATs）的催化作用生成NAD+。
NAM主要来源于食物摄取和NAD+消耗酶，如NAD+依赖的蛋白去乙酰化酶（sirtuin）、PARP、CD38等的副产物。前体烟酰胺核苷（NR）通过平衡核苷转运蛋白（ENT）进入补救途径，通过烟酰胺核苷激酶（NRK1 / 2）转化为NMN
NAD还充当多种酶的共底物，包括sirtuins，PARPs，CD157，CD73，CD38和SARM1，NAD可以被NAD+消耗酶切割成NAM和ADP-核糖（ADPR）。
Sirtuins可调节多种生理过程中的关键蛋白，包括线粒体代谢、炎症、减数分裂、自噬、生物周期节律和凋亡等。PARP1和PARP2可以参与DNA修复和基因转录调节等许多细胞生物学过程。作为这些消耗酶的底物，NAD能够对代谢、基因组稳定性、基因表达、炎症、昼夜节律和抗应激性等很多方面产生重要影响，NAD缺乏会导致一系列疾病，包括代谢疾病、癌症、衰老和神经退行性疾病。
在从头合成途径中，食物中的色氨酸经过5步酶促反和1步非酶促反应生成喹啉酸（QA），QA经过喹啉酸转磷酸核糖基酶（QAPRT）的催化作用，转变为烟酸单核苷酸（NAMN）。NAMN经过烟酸单核苷酸腺苷酸转移酶（NMNATs）的催化作用，生成烟酸腺嘌呤二核苷酸（NAAD），NAAD经过NAD合成酶（NADS）的催化作用最终生成NAD+。
色氨酸NAD的从头生物合成主要发生在肝脏中，少部分发生在肾脏当中。因此，饮食中色氨酸的浓度会影响肝脏NAD水平。色氨酸还可以在挽救途径受阻时补偿NAD的生物合成。循环中的NAM是身体其他部位主要的NAD来源，其中95%由肝脏释放。
Preiss-Handler途径始于烟酸，在不同酶的作用以及ATP的支持下，通过3步最终生成NAD+。第一个酶促反应是在烟酸磷酸核糖基转移酶（NAPRT）催化下，将烟酸（NA）转化为单核苷酸形式的烟酸单核苷酸（NAMN）。同样NAMN经过烟酸单核苷酸腺苷酸转移酶（NMNATs）的催化作用，生成烟酸腺嘌呤二核苷酸（NAAD），NAAD经过NAD合成酶（NADS）的催化作用最终生成NAD+。在Preiss-Handler途径中，足量的烟酸是第一步反应的“推进器”，最终使得人体产生更多的NAD+。
未回收的过量NAM通过两个酶系统代谢，最终排出体外。第一个系统通过烟酰胺N-甲基转移酶（NNMT）将NAM甲基化为MNAM，最终通过尿液排出体外。在大多数情况下，这种甲基化系统是最主要的NAM清除途径。
