作者简介：毛中兴

现任：尼诺（湖州）医学检验所有限公司总经理

学历：第四军医大学生物化学与分子生物学硕士

职称：副教授

任中国生物化学与分子生物学会会员

因在超临界流体萃取领域的创新性研究获得军队科学技术进步二等奖；从事线粒体结构与功能性研究，在SCI一区期刊发表多篇论文；在中间体制备工艺、化学单体纯化精馏等研究获得多项国家发明专利。

耕耘医药学术推广、积累了广泛的人脉资源，在分子诊断、肿瘤检测等产品研发及实验室管理领域有多年的拓展，获得较深的行业经验和体会。

辅酶Ⅰ（NAD）的前世

      2025年6月30日以625米高度和1420米跨度刷新世界纪录的花江峡谷大桥正式通车，美国有线电视新闻网（CNN）称这座跨越"地球裂缝"的超级工程"横竖都是世界第一"，花江峡谷大桥宛如一条巨龙将贵州花江两岸的通行时间从2小时缩短至1分钟。

       在生物体内有一类蛋白质，它们也发挥着“逢山开路、遇水架桥”的作用，通过降低活化能，加速机体化学反应的速率，这个物质就是酶。而酶在催化氧化还原反应、基团转移和异构反应時必须有一些有机小分子参与电子、原子和基团的传递，这类有机小分子即辅酶。由于NAD+是第一个被发现的辅酶，因此被称为辅酶Ⅰ。通过NAD⁺（氧化形式）和NADH（还原形式）间相互转化，可以参与氧化还原反应。

       生命体系的运转依赖于能量，一旦没有了能量，也意味着生命迹象的消失。机体内的能量主要是以三磷酸腺苷（ATP）的形式存在，当机体需要能量时，ATP水解生成二磷酸腺苷（ADP）和游离磷酸基团（Pi），同时释放约30.5千焦/摩尔能量，因此ATP被认为是“细胞能量货币”。

      在无氧状态（例如短跑）時机体通过糖酵解短时间内为肌肉提供能量供应，但是产生的ATP有限。例如1分子葡萄糖经糖酵解生成2分子丙酮酸，2分子ATP和2分子NADH。由于是在无氧状态，NADH将其携带的H传递给丙酮酸使之还原为乳酸，由此造成乳酸盐堆积，会导致肌肉疲劳和酸痛。

      而机体能量的主要依赖于碳水化合物、脂肪、蛋白质等物质的有氧氧化分解而产生。细胞里这个形状如蚕蛹的神奇小子“线粒体（mitochondrion）”在能量合成过程中发挥了至关重要的作用，被誉为细胞的动力工厂（power house）。

      1857年，瑞士解剖学家及生理学家阿尔伯特・冯・科立克在肌肉细胞中发现了颗粒状结构。1898年，德国科学家卡尔・本达因这些结构时而呈线状时而呈颗粒状，所以用希腊语中“线”和“颗粒”对应的两个词——“mitos”和“chondros”——组成“mitochondrion”来为这种结构命名，这个名称被沿用至今。

       1930年，德国科学家奥托・海因里希・瓦尔堡（Otto Heinrich Warburg）痴迷于细胞呼吸中电子传递的奥秘。经过不懈努力，瓦尔堡终于从酵母细胞中分离出具有氧化还原活性的辅酶Ⅰ。他发现辅酶Ⅰ在细胞呼吸中传递氢原子，为生命活动输送能量。凭借这一重大发现，奥托・海因里希・瓦尔堡于1931年荣获诺贝尔生理学或医学奖。

       英国科学家彼得・丹尼斯・米切尔（Peter Dennis Mitchell）于1961年提出“氧化磷酸化的偶联机制——化学渗透学说”：在线粒体内膜中，形成一个连续的传递电子、氢的反应链，称为电子传递链（呼吸链）。电子传递沿着复合体 I、复合体 II→辅酶Q→复合体 III→细胞色素C→复合体 IV进行。H+被泵入线粒体内膜空间，H+的易位在线粒体内膜上产生电位差。促使H+从膜间隙侧顺浓度梯度回流至基质，在O₂的存在下，还原成H₂O。释放储存的势能，用于驱动ADP与Pi结合生成ATP。1mol 辅酶 Ⅰ（NAD+）通过电子传递链可以生成2.5mol ATP，1mol FADH₂经过呼吸链可以产生1.5mol ATP。

      随着越来越多的证据被发现，该假说逐渐被接受，米切尔也因此获得了1978年诺贝尔化学奖。

就是1分子葡萄糖经过有氧氧化可以产生10mol NADH+H++2mol FADH₂+6CO₂+6H₂O，合计32mol ATP。葡萄糖分子不仅彻底分解为二氧化碳和水，还生成了可观的ATP。

      NAD作为辅酶不仅在糖酵解、糖异生、三羧酸循环等过程中发挥着不可替代的作用。而且在电子传递链中通过化学渗透偶联的方式，将氢传递给氧气，同时合成 ATP，这一细胞生命活动能量生成过程也是不可或缺的。

       然而随着研究的不断深入，科学家们发现了一个奇特的现象，作为生物催化反应必不可少的辅酶Ⅰ在人体内的含量竟然随着年龄的增长而逐渐减少，这究竟是为什么？