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生物氫

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生物氫是還原型輔酶I（NADH）的簡稱，學名煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，在很多生物體內的氧化還原反應中作為輔酶，起到傳遞質子（電子）的作用，具有重要生理意義。NAD+是脱氫酶的輔酶，如乙醇脱氫酶（ADH），用於氧化乙醇。它在糖酵解、糖異生、三羧酸循環及呼吸鏈中發揮着不可替代的作用。中間產物會將脱下的氫遞給NAD，使之成為NAD + H+。 [1] 
中文名
生物形式的氫 [1] 
外文名
NADH / reduced nicotinamide adenine dinucleotide / Biological hydrogen
全    稱
還原型輔酶I
中文學名
煙酰胺腺嘌呤二核苷酸

目錄

  1. 1 基本介紹
  2. 2 來源
  3. 3 作用
  4. 4 其他形式

生物氫基本介紹

生物氫是生物分子形式的氫，即NADH或NAD+[H]。氫氣與氧氣通過燃燒，生成水並釋放大量能量。而[H]與NAD結合形成NADH，生物氫比氫氣更穩定，與氧氣的反應條件也更温和。生物氫在細胞的線粒體中經過一系列“瀑布樣”生物化學反應產生水和能量，該能量用於合成能量分子三磷酸腺苷（ATP），細胞的絕大多數耗能過程需要ATP供應能量。 [2] 
生物氫性質非常不穩定，怕光、怕水、怕高温、怕胃酸降解、怕氧化，對製備工藝要求極高。
FDA對NADH性質的描述 FDA對NADH性質的描述 [3]

生物氫來源

呼吸作用主要有兩個階段會產生生物氫NADH: [4] 
1.在糖酵解階段，3-磷酸甘油醛在3-磷酸甘油醛脱氫酶（GAPDH）的作用下被氧化為1,3-二磷酸甘油酸，NAD作為GAPDH的輔酶，在反應接受電子和質子，被還原為生物氫NADH。
2.在三羧酸循環階段，有3個步驟產生生物氫NADH：
1)異檸檬酸在異檸檬酸脱氫酶作用下，經中間體草酰琥珀酸（Oxalosuccinate）氧化脱羧生成α-酮戊二酸。在異檸檬酸轉化為草酰琥珀酸的過程中，有一分子NAD還原為NADH。
2)α-酮戊二酸在α-酮戊二酸脱氫酶複合體的催化作用下，與輔酶A化合，生成琥珀酰輔酶A（Succinyl-CoA），該過程還會生成一分子CO2，以及一分子NADH。
3)L-蘋果酸在蘋果酸脱氫酶（Malate dehydrogenase）的催化作用下，轉化為草酰乙酸。該過程生成一分子NADH。
糖酵解與三羧酸循環 糖酵解與三羧酸循環

生物氫作用

生物氫NADH“攜帶”高能電子，在氧化磷酸化過程中，氫與氧結合形成水，電子通過電子傳遞鏈(也稱為呼吸鏈)利用其能量形成ATP分子。一個NADH分子形成三個ATP分子。相比無氧呼吸，在有氧呼吸中，氧大大增加了ATP的產生。通過與氫結合(並接受電子)形成水，它允許更多的氫從電子載體系統中釋放出來。在有氧呼吸過程中，一個葡萄糖分子的氧化產生38個ATP分子(淨)。 [2] 
在世界最大、最完整的藥物和藥物靶標資源庫Drug Bank上，生物氫（NADH）被批准為一種營養品。作為膳食補充劑 [5]  ，NADH已經在歐美市場銷售20餘年，根據FDA Adverse Event Reporting System（FDA不良事件報告系統）和CFSAN Adverse Event Reporting System (CAERS不良事件報告系統)所載數據，從未有過因為口服NADH而引起的不良事件報道。 [6] 
2018年賽立復CELFULL NADH獲得加拿大衞生部頒發的NPN（Natural Product Number，天然產品編號）證書，編號80085730。 [7] 

生物氫其他形式

NADH的磷酸形式NADPH,也作為酶反應的輔酶和氫來源；80%的反應需要以NADH為輔酶，而10%的反應需要後者。在一個酶還原的循環中，NAD(P)H作為一個還原劑，被氧化為NAD(P)，而底物通過酶被還原為目標產物。 [4] 
在NAD(P)H和NAD(P)+結構之間的主要區別是氫離子，比如H-（H+2e）.NAD(P)H的再生需要轉移一個質子和兩個電子（催化的或者非催化的）從氫化物供體到NAD(P)。 [4] 
參考資料