Superoxide Generating Activity of Nicotinamide Coenzymes

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

It has been shown that nicotinamide coenzymes (NADPH, NADH, NADP+, NAD+) are capable of generating superoxide anions (O2─●) in an alkaline environment. The superoxide-generating activity of coenzymes is associated with high pH values and is sensitive to SOD. However, nicotinamide itself, being a functional part of coenzyme molecules, does not have this property. Polarographic studies have shown that in the presence of coenzymes, molecular oxygen is consumed from the buffer, namely oxygen activation occurs due to the formation of O2-●. Based on the results obtained and in accordance with the literature, our observations suggest that the formation of adducts of nicotinamide, which is part of the coenzyme molecule, and hydroxyl anions (OH−) may lead to the formation of O2─●. Under mild conditions in the organism, the studied coenzymes, while performing their main functions, are expected to generate superoxide, meaning that they can be signaling molecules.

About the authors

T. V Sirota

Institute of Theoretical and Experimental Biophysics, Russian Academy of Sciences

Email: sirotatv@rambler.ru
Institutskaya ul. 3, Pushchino, Moscow Region, 142290, Russia

References

  1. Сирота Т. В. Генерация супероксида никотинамидными коферментами. Biomed. Chem.: Research and Methods, 6 (1), e00188 (2023). doi: 10.18097/BMCRM00188
  2. Сирота Т. В. и Сирота Н. П. К механизму активации кислорода в химических и биологических системах. Биофизика, 67 (1), 5–13 (2022). doi: 10.31857/S000630292201001X
  3. Hayyan M., Hashim M. A., and Al Nashef I. M. Superoxide ion: generation and chemical implications. Chem.Rev., 116 (5), 3029–3085 (2016). doi: 10.1021/acs.chemrev.5b00407
  4. Andrés C. M. C., Pérez de la Lastra J. M., Andrés Juan C., Plou F. J., and Pérez-Lebeña E. Superoxide anion chemistry – its role at the core of the innate immunity. Int. J. Mol. Sci., 24 (3), 1841, (2023). doi: 10.3390/ijms24031841
  5. Ray P. D., Huang Bo-W., and Tsuji Y. Reactiv oxygen species (ROS) homeostasis and redox regulation in cellular signaling. Cell Signal., 24 (5), 981–990 (2012). doi: 10.1016/j.cellsig.2012.01.008
  6. Weihai Y. NAD+ and NADH in cellular functions and cell death, Front. Biosci., 11, 3129–3148 (2006). doi: 10.2741/2038
  7. Pollak N., Dölle C., and Ziegler M. The power to reduce: pyridine nucleotides-small molecules with a multitude of functions. Biochem. J., 402 (2), 205–218 (2007). doi: 10.1042/BJ20061638
  8. Мецлер Д. Биохимия: химические реакции в живой клетке (Мир, М., 1980), т. 2, сс. 250–253.
  9. http://vmede.org/sait/?page=15&id=Bioorganicheskaja_himija_tykavkina_2010&menu=Bioorganicheskaja_himija_tykavkina_2010
  10. Sirota T. V. A novel approach to study the reaction of adrenaline autooxidation: a possibility for polarographic determination of superoxide dismutase activity and antioxidant properties of various preparations. Biochemistry (Moscow). Suppl. Ser. B: Biomedical Chemistry, 5 (3), 253–259 (2011). doi: 10.1134/S1990750811030139
  11. Сирота Т. В. Использование нитросинего тетразолия в реакции автоокисления адреналина для определения активности супероксидисмутазы. Биомедицинская химия, 59 (4), 399–410 (2013). doi: 10.18097/pbmc20135904399
  12. Сирота Т. В. Цепная реакция автоокисления адреналина – модель хиноидного окисления катехоламинов. Биофизика, 65 (4), 646–655 (2020). doi: 10.31857/S0006302920040031
  13. Misra H. P. and Fridovich I. J. The role of superoxide anion in the autoxidation of epinephrine and a simple assay for superoxide dismutase. J. Biol. Chem., 247 (10), 3170–3175 (1972).
  14. Altman F. P. Tetrazolium saits and formazans. Progr. Histochem. Cytochem., 9 (3), 1–56 (1976). doi: 10.1016/S0079-6336(76)80015-0
  15. Guilbertt C. C. and Johnson S. L. Isolation and characterization of the fluorescent alkali product from diphosphopyridine nucleotide. Biochemistry, 10 (12), 2313–2316 (1971). doi: 10.1021/bi00788a021
  16. Valko M., Leibfritz D., Moncol J., Cronin M.T.D., Mazur M., and Telser J. Free radicals and antioxidants in normal physiological functions and human disease. Int. J. Biochem. Cell Biol., 39 (1), 44–84 (2007). doi: 10.1016/j.biocel.2006.07.001

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».