| Ткани | НАД+ НАД-Н2в ммолях на 1 кг сырого веса | НАД-Н в % | НАД+ НАД-Н2в ммолях на 1 кг сырого веса | НАД-Н в % |
| Печень | 0,86 | 36 | 0,28 | 97 |
| Сердце | 0,72 | 38 | 0,049 | 95 |
| Почки | 0,66 | 48 | 0,077 | 95 |
| Диафрагма | 0,65 | 32 | 0,018 | 100 |
| Эритроциты | 0,14 | 40 | 0,011 | 40 |
Мы видим, что НАД находится в тканях в гораздо больших количествах, чем НАДФ. По их содержанию в тканях можно судить об интенсивности участия этих коферментов в обмене веществ. В клетках отношение НАД/НАД-Н2 выше отношения НАДФ/НАДФ-Н2. НАД и НАДФ в клетках, если исходить из расчета ферментативной активности всего гомогената, содержатся в большем количестве в ядре, где происходит их синтез, и в меньшем количстве - в митохондриях и микросомах Фермент НАД-пирофосфорилаза вхо-дит в состав ферментов клеточного ядра, НАД-Н-цитохром С-редуктаза и НАДФ-Н-цитохром С-редуктаза -в состав ферментов собственно ядерной оболочки, НАД-Н-дегидрогеназа, НАД-Н-цитохром С-редуктаза, НАД-Н-цитохром В5-редуктаза, НАД-Н-оксидаза и НАД- и НАДФ-изоцитратдегидрогеназа - в состав ферментов митохондрий, НАД-Н-цитохром С-редуктаза, НАД-Н2-оксидаза, НАДФ-Н2-цитохром С-редуктаза -в состав ферментов зндоплазматического ретикулума. Таким образом, НАД и НАДФ участвуют в качестве коферментов в ряде весьма важных ферментных систем обмена веществ в организме человека и животных. Однако благодаря структурным особенностям белковых компонентов дегидрогеназ связь коферментов НАД и НАДФ с этими ферментами менее прочная, чем других содержащих витамины ферментов. Вследствие этого НАД и НАДФ могут принять участие во многих реакциях окисления и восстановления, мигрируя от одного апофермента к другому.
Нуклеотиды НАД и НАДФ, содержащие в качестве каталитически активной группировки амид никотиновой кислоты, относятся к наиболее универсальным по распространению и биологической роли коферментам.
Одним из наиболее характерных физических свойств никотинамидных коферментов является наличие у восстановленных форм (НАД-Н2 и НАДФ-Н2) полосы поглощения в ультрафиолетовом свете с максимумом при 340 нм. Возбуждение НАДФ-Н2 излучением с этой длиной волны приводит к появлению флуоресценции с максимумом при 480 нм.
Спектрофотометрические и спектрофлуориметрические методы, основанные на этих свойствах, применяются для аналитического определения никотинамидных коферментов, а также для измерения активности связанных с ними дегидрогеназ.
При участии никотинамидных коферментов специфические дегидрогеназы катализируют обратимые реакции дегидрирования спиртов, оксикислот и некоторых аминокислот в соответствующие альдегиды, кетоны и кетокислоты. В настоящее время выделены и изучены свойства большого количества ферментов,_содержащих_в_качестве_кофермента_никотинамид.
Важнейшие из этих ферментов следующие:
1. Алкогольдегидрогеназы(КФ1.1.1-2).
2. R-CH2-ОН+НАД (или НАДФ) --- R-СНО + НАД-Н (или НАДФ-Н) + Н+
3. Альдегиддегидрогеназы(КФ1.2.1.3-5)
4. R-CHO+Н2О+НАД (или НАДФ)--- R-COOH+НАД-Н (или НАДФ-Н) + Н+
5. Глюкозо-дегидрогеназа(КФ1.1.1.47).
6. D-глюкоза + НАД(или НАДФ) --- дельта-лактон-D-глюконовой кислоты + НАД-Н (или НАДФ-Н) + Н+
7. ДегидрогеназаD-глюкозо-б-фосфата(КФ1.1.1.49)
8. D-глюкозо-б-фосфат + НАДФ --- дельта-лактон-6-фосфат D-глюконовой кислоты + НАДФ-Н + Н+
9. Дегидрогеназа_L-глютаминовой_кислоты(КФ1.4.1.2-4)
10. L-глютаминовая кислота +НАД (или НАДФ) + Н2О---альфа-кетоглютаровая кислота + NH+НАД-Н (или НАДФ-Н)
11. Дегидрогеназа_L-глицеро-З-фосфата(КФ1.1.1.8)
12. L-глицеро-З-фосфат + НАД --- диоксиацетонфосфат + НАД-Н + Н+
13. Дегидрогеназа молочной и яблочной кислот (КФ 1.1.1.27-28; 1.1.1.37-40)
14. R-CHOH-СООН + НАДФ --- R-СО-СООН + НАДФ-Н + Н+
Наиболее важная биологическая функция никотинамидных коферментов состоит в их участии в переносе электронов и водорода от окисляющихся субстратов к кислороду в процессе клеточного дыхания. Молекулы НАД и НАДФ в окисленной форме обладают выраженными свойствами акцепторов независимо от того, получены ли они путем биосинтеза или химическим путем. Можно сделать вывод, что в основе механизма химического действия этих коферментов лежит высокое сродство никотинамида к электрону. На основе квантовой механики это определяется его низшей свободной молекулярной орбитой. В окисленных формах НАД и НАДФ являются сильными акцепторами электронов. Так как их высшая заполненная орбита расположена низко, они являются слабыми донаторами электронов. Для восстановленных форм НАД и НАДФ энергии орбит имеют обратное соотношение, поэтому коферменты в окисленной форме проявляют тенденцию к захвату электронов, а в восстановленной форме - к их отдаче. Это мы видим на примере целого ряда соединений, в образовании которых участвует НАД.
Таким образом, коферментные функции НАД и НАДФ проявляются главным образом в окислительно-восстановительных реакциях, в обратимом присоединении атома водорода. Главная функция коферментов выражается в обратимом превращении пиридинового кольца в 1,4-дигидропиридиновое.
При гидрировании пиридинового кольца меняется его световое поглощение. Дигидропиридиновая система обладает абсорбционным максимумом при 340 нм, а пиридиновая почти не имеет абсорбции в этой области. В процессах дегидрирования, которые катализируются никотинамидными коферментами, субстрат отдает два атома водорода (2Н или 2Н+ + 2е), но присоединяется к молекуле кофермента лишь один атом Н (в четвертом положении пиридинового цикла), а второй атом Н отдает коферменту электрон и превращается в Н+ (протон). Установлено, что передача атома Н от субстрата к НАДФ происходит непосредственно и стереоспецифично для данного фермента, всегда в одну сторону плоскости пиридинового ядра НАДФ. В зависимости от направления присоединения атома водорода все дегидрогеназы, содержащие НАД, разделяются на два типа-А и В.
К типу А относятся дегидрогеназы спиртов, L-лактата, L-малата, D-глицерата, ацетальдегида и др., тогда как к типу В -дегидрогеназы L-глутамата, D-глюкозы,D-глицеро-З-фосфата,D-глицеральдегид-фосфата,бетаоксистероидов и др. Примером поэтапного включения в ход ферментативных реакций НАД, НАД-Н2, НАДФ и НАДФ-Н2 является цикл лимонной кислоты Кребса. Этот цикл служит центром скрещивания всех важных метаболических реакций, в которых принимают участие никотинамидаденинди-нуклеотиды.
В некоторых ферментативных реакциях, например в реакции анаэробного распада глюкозы, имеются 2 фермента -лактат-дегидрогеназа и фос-фоглицеринальдегид-дегидрогеназа , которые соединяются системой НАД-НАД-Н2. Реакция эта обратима и ее направление определяется коэффициентом НАД/НАД -Н2 и концентрацией веществ в реакции .
Особой группой ферментов являются трансгидрогеназы, катализирующие реакции между НАД и НАДФ-Н2 в направлении дигидрирования НАДФ-Н2 за счет НАД.
С помощью специфической дегидрогеназы, коферментом которой служит НАДФ, осуществляется превращение фолиевой кислоты в тетрагидрофолиевую кислоту.
Особым вопросом является структура молекулы НАД-Н, которая представ-ляет собой дигидропиридин, имеющий два основных типа, содержащих алкильную группу в положении 1:1-алкил-1,2-дигидропиридины и 1-алкил-1,4-дигидропиридины .
Наибольшее биологическое значение имеют дигидропиридины, содержащие в 3-м положении карбамидную группу. Эти соединения имеют три изомера: 1,2 , 1,4 и 1,6 .
Содержание витамина РР в продуктах
(мг/100 г продукта)
| Продукт | Витамин РР | Продукт | Витамин РР | Продукт | Витамин РР | Продукт | Витамин РР |
| Кофе в зернах | 17,00 | Дрожжи | 11,40 | Печень говяжья | 9,00 | Кура | 7,80 |
| Мясо кролика | 6,20 | Почки и сердце говяжьи | 5,70 | Грибы белые свежие | 5,00 | Говядина | 4,70 |
| Крупа гречневая | 4,19 | Хлеб пшеничный зерновой | 4,00 | Баранина | 3,80 | Консервы рыбные в масле | 3,63 |
| Колбаса вареная, сосиски | 3,18 | Мозги говяжьи | 3,00 | Крупа ячневая | 2,74 | Кальмар | 2,54 |
| Треска | 2,30 | Колбаса полукопченая | 2,25 | Мука пшеничная, 1 с. | 2,20 | Свинина жирная | 2,20 |
| Горох | 2,20 | Бифидолакт | 2,10 | Фундук | 2,00 | Горошек зеленый | 2,00 |
| Крупа перловая | 2,00 | Паста томатная | 1,90 | Какао-порошок | 1,80 | Печень трески | 1,79 |
| Хлеб столовый подовый | 1,75 | Крупа рисовая | 1,60 | Булка сдобная | 1,59 | Батон | 1,57 |
| Крупа пшеничная | 1,55 | Ставрида | 1,30 | Картофель | 1,30 | Макароны, в.с. | 1,21 |
| Чеснок | 1,20 | Мука пшеничная, в.с. и ржаная | 1,20 | Молоко сухое обезжир. | 1,20 | Крупа манная, овсяная | 1,20 |
| Сухари | 1,07 | Морковь | 1,00 | Крупа "Геркулес" | 1,00 | Шпик свиной | 1,00 |
| Грецкие орехи | 1,00 | Перец сладкий красный | 1,00 | Хлеб пшеничный, в.с. | 0,92 | Капуста кольраби | 0,90 |
| Капуста белокочанная | 0,74 | Персики, абрикосы | 0,70 | Молоко сухое цельное | 0,70 | Печенье | 0,70 |
| Хлеб ржаной формовой | 0,67 | Салат | 0,65 | Баклажаны, капуста цветная | 0,60 | Шпинат, перец сладкий зеленый | 0,60 |
| Помидоры | 0,53 | Тыква | 0,50 | Масло сливочное | 0,50 | Капуста квашеная | 0,40 |
| Сыр "Прибалтийский" | 0,40 | Дыня | 0,40 | Пюре яблочное | 0,38 | Яблоки | 0,30 |
| Творог | 0,30 | Лук зеленый | 0,30 | Клубника, виноград, варенье сливовое | 0,30 | Сок томатный | 0,30 |
| Сыр, брынза | 0,30 | Редька | 0,25 | Арбуз | 0,24 | Грейпфрут | 0,23 |
| Апельсины | 0,20 | Огурцы, свекла, лук репчатый | 0,20 | Молоко сгущенное | 0,20 | Яйцо куриное | 0,19 |
| Сливки 10% жирн. | 0,15 | Простокваша, кефир | 0,14 | Груши | 0,10 | Сок виноградный | 0,10 |
| Сок яблочный | 0,10 | Репа, редис | 0,10 | Сливки, 20% жирн. | 0,10 | Молоко коровье | 0,10 |
| Сметана, 30% жирн. | 0,07 | Мороженое сливочное | 0,05 | Майонез | 0,03 | Маргарин | 0,02 |
Минимальное суточное содержание никотиновой кислоты в пищевых рационах, включающих кукурузу, должно быть около 7,5 мг. Наряду с этим имеет значение то, что кукуруза большую часть никотиновой кислоты содержит в неусвояемом виде и бедна триптофаном, являющимся предшественником никотиновой кислоты (см. выше). Со времени этого открытия в изучение обмена и потребности в никотиновой кислоте должно быть также включено и потребление триптофана как потенциального ее источника. Во многих странах заболеваемость пеллагрой связана с преимущественным питанием кукурузой. Однако питание, в котором преобладают другие злаки, бедные никотиновой кислотой и триптофаном, так же приводит к явлениям недостаточности никотиновой кислоты. Связанная форма никотиновой кислоты содержится в злаках, но не обнаружена в бобовых продуктах и в продуктах животного происхождения. Она должна быть принята во внимание при оценке пищевых рационов в отношении никотиновой кислоты и составлении норм суточной потребности в никотиновой кислоте. В Мексике и Центральной Америке из кукурузы готовят лепешки "тортилла". При их приготовлении кукурузу обрабатывают известью, что освобождает связанную форму никотиновой кислоты и делает ее усвояемой организмом. Варка кукурузы не освобождает связанной формы никотиновой кислоты. Очевидно, этим объясняется низкая заболеваемость пеллагрой населения указанных районов. Имеются и другие продукты, содержащие усвояемую никотиновую кислоту и обладающие противопеллагрической активностью, например стручковые овощи, некоторые напитки и среди них прежде всего кофе. Как уже указывалось, из триптофана в организме образуется никотиновая кислота, причем триптофан обладает не только профилактическим, но и лечебным действием при пеллагре . Для более точного учета противопеллагрической активности триптофана он был .назван ниациновым эквивалентом. Таким образом, ниациновый эквивалент представляет собой 1 мг никотиновой кислоты или 60 мг триптофана. Содержание ниациновых эквивалентов в некоторых пищевых продуктах представлено в таблице.