كيناز NAD +

إنزيم NAD ⁺ كيناز (EC 2.7.1.23، NADK) هو إنزيم يحول نيكوتيناميد أدينين ثنائي النوكليوتيد (NAD ⁺ ) إلى NADP ⁺ عبر فسفرة الإنزيم المساعد NAD ⁺ . ^{[ 6 ]} يُعد NADP ⁺ إنزيمًا مساعدًا أساسيًا يُختزل إلى NADPH بشكل رئيسي عبر مسار فوسفات البنتوز لتوفير الطاقة المختزلة في العمليات الحيوية مثل تخليق الأحماض الدهنية وتخليق النيوكليوتيدات . ^{[ 7 ]} تم تحديد بنية NADK من الأركيا Archaeoglobus fulgidus . ^{[ 1 ]}

بما أن NADP(H) لا يستطيع عبور الأغشية الخلوية الفرعية ، فإن الخلايا حقيقية النواة لديها مجموعات منفصلة من NADP(H) يتم الحفاظ عليها بواسطة كينازات NAD محددة: ^{[ 8 ]}

• السيتوسول : NADK1
• الميتوكوندريا : NADK2

والجدير بالذكر أن NADK2 يمكن أن يعمل أيضًا ككيناز NADH بكفاءة تحفيزية مماثلة. ^{[ 8 ]}

التفاعل الذي يحفزه NADK هو

ATP + NAD ⁺${\displaystyle \rightleftharpoons }$ADP + NADP ⁺

يقوم إنزيم NADK بفسفرة NAD ⁺ عند الموضع 2' لحلقة الريبوز التي تحمل مجموعة الأدينين. يتميز هذا الإنزيم بانتقائيته العالية لركائزه، NAD وATP، ولا يتحمل أي تعديلات على مستقبل الفوسفوريل، NAD، أو مجموعة البيريدين في مانح الفوسفوريل، ATP. ^{[ 9 ]} كما يستخدم NADK أيونات المعادن لتنسيق ATP في الموقع النشط. وقد أظهرت الدراسات المخبرية باستخدام أيونات معادن ثنائية التكافؤ مختلفة أن الزنك والمنغنيز يُفضلان على المغنيسيوم، بينما لا يقبل الإنزيم النحاس والنيكل على الإطلاق. ^{[ 9 ]} تتضمن الآلية المقترحة أن يعمل أكسجين الكحول في الموضع 2' ككاشف نيوكليوفيلي لمهاجمة مجموعة غاما-فوسفوريل في ATP، مما يؤدي إلى تحرير ADP.

يخضع إنزيم NADK لتنظيم دقيق من خلال حالة الأكسدة والاختزال في الخلية. فبينما يوجد NAD بشكل أساسي في حالته المؤكسدة NAD ⁺ ، يوجد NADP المُفسفر في الغالب في صورته المختزلة، NADPH. ^{[ 10 ] [ 11 ]} وبالتالي، يستطيع NADK تعديل الاستجابات للإجهاد التأكسدي عن طريق التحكم في تخليق NADP. وقد ثبت أن NADK البكتيري يُثبط بشكل غير مباشر بواسطة كل من NADPH وNADH. ^{[ 12 ]} كما ورد أن NADK يُحفز أيضًا عن طريق ارتباط الكالسيوم / الكالمودولين في أنواع معينة من الخلايا، مثل العدلات. ^{[ 13 ]} وقد وُجد أيضًا أن كينازات NAD في النباتات وبيض قنفذ البحر ترتبط بالكالمودولين. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

نظراً للدور الأساسي لـ NADPH في تخليق الدهون والحمض النووي، وطبيعة التكاثر المفرط لمعظم أنواع السرطان، يُعدّ NADK هدفاً جذاباً لعلاج السرطان. علاوة على ذلك، يُعدّ NADPH ضرورياً لنشاط مضادات الأكسدة في مختزلة الثيوريدوكسين والغلوتاريدوكسين . ^{[ 16 ] [ 17 ]} يُعتبر الثيونيكوتيناميد ونظائره الأخرى من مثبطات NADK المحتملة، ^{[ 18 ]} وتشير الدراسات إلى أن معالجة خلايا سرطان القولون بالثيونيكوتيناميد تُثبّط مخزون NADPH في السيتوبلازم، مما يزيد من الإجهاد التأكسدي، ويتآزر مع العلاج الكيميائي. ^{[ 19 ]}

على الرغم من أن دور إنزيم NADK في زيادة مخزون NADPH يبدو أنه يوفر حماية ضد موت الخلايا المبرمج ، إلا أن هناك حالات أخرى يبدو فيها أن نشاط NADK يعزز موت الخلايا. وتشير الدراسات الجينية التي أُجريت على سلالات الخلايا البشرية أحادية الصيغة الصبغية إلى أن تعطيل جين NADK قد يحمي من بعض المحفزات غير المؤدية إلى موت الخلايا المبرمج. ^{[ 20 ]}

• الفسفرة التأكسدية
• سلسلة نقل الإلكترون
• الاسْتِقْلاب

• ENZYME entry on EC 2.7.1.23
• BRENDA entry on EC 2.7.1.23
• PDBe-KB provides an overview of all the structure information available in the PDB for Human NAD kinase