Hjem
Ziegler laboratoriet

Små molekyler med nøkkelfunksjon i energi- og signalomforming

Vi utforsker de molekylære mekanismene som knytter sammen kroppens energistoffskifte og signaloverføring.

Kompartmentalisering av NAD(P) biosyntese og de viktigste NAD(P)-medierte...
Kompartmentalisering av NAD(P) biosyntese og de viktigste NAD(P)-medierte signalveiene i eukaryote celler. Forkortelser: ART, mono-ADP-ribosyltransferase; TCA, sitronsyresyklus; cADPR, cyclic ADP-ribose; ER, endoplasmatisk reticulum; NAADP, nicotinic acid adenine dinucleotide phosphate; NADase, bifunksjonell NAD glycohydrolase/ADP-ribosyl cyclase; NMNAT, nicotinamide mononucleotide adenylyltransferase; PARP, poly-ADP-ribose polymerase.
Foto/ill.:
Mathias Ziegler

Hovedinnhold

De fleste biologiske prosesser krever energi og er nøye regulert. Mange av disse prosessene involverer molekylet NAD eller NADP.

NAD og NADP er små molekyler i kroppen, som blir dannet av Vitamin B3. De som fungerer som midlertidige energibærere. Vitamin B3 er essensiell for fremstilling av disse molekylene i kroppen vår. I tillegg til å være viktig for energioverføring, regulerer de også vitale cellulære funksjoner. De mangfoldige signalfunksjonene til NAD og dens derivater kun blitt anerkjent det siste tiåret. Forskning fra mange laboratorier har påvist flere biokjemiske reaksjoner som involverer disse molekylene, og som kan påvirke organismen i sin helhet, for eksempel ved forlengelse av levetid.

Det har blitt mer fokus på biosyntese av NAD(P) etter at det ble oppdaget at regulering av de involverte reaksjonene vil påvirke de påfølgende signaliseringsprosessene.

Vi har identifisert de humane enzymene som gjennomfører de siste trinn i produksjon av NAD og NADP og vist deres betydning for humane celler.

Vi har også vist at proteiner i biosyntesen av NAD interagerer direkte med et av de viktigste signaliseringsenzymene, en del av DNA reparasjonsmaskineriet som kontrollerer celledød etter skade på DNA.

Nå jobber videre med å utforske de molekylære mekanismene til nettverket som knytter sammen cellulær energi og signaloverføring.

I tillegg til ernæringsaspekter av vitamin B3, har flere studier demonstrert at farmakologisk modulering av NAD-relaterte reaksjoner har et enormt potensial i kreftterapi og i behandling av sykdommer som involverer inflammatoriske prosesser. Siden cellens energistoffskifte trenger NAD, vil økt tilgjenglighet av NAD(P) også kunne forbedre fysisk kondisjon.

NAD(P) blir brukt til kovalent modifisering av proteiner og dannelse av biologisk aktive budbærermolekyl. NAD-medierte protein modifikasjoner inkluderer mono- og poly-ADP-ribosylering, samt protein deacetylering. Dessuten er både NAD og NADP grunnsubstanser for intracellulære mobiliseringsmiddel som cADPR (cyclic ADP-ribose) og NAADP (nicotinic acid adenine dinucleotide phosphate). Protein modifikasjonene regulerer spesifikke reaksjoner som påvirker grunnleggende cellulære prosesser som celledeling, gen uttrykking, DNA reparasjon, med flere. Siden kalsium regulerer utvikling og er viktig i situasjoner med cellulært stress, er dannelsen av NAD(P) avledede budbærere også ansett som svært viktig