NADH

NADH（CAS 号 58-68-4）是生物体内核心还原型辅酶，核心生物学功能为参与糖酵解、三羧酸循环、线粒体电子传递链等能量代谢过程，作为电子供体驱动氧化还原反应，其与 NAD⁺的比值是细胞代谢状态的关键标志物，失衡（NADH 升高引发还原应激）与糖尿病肾病、Leigh 综合征、癌症等疾病密切相关 [1][3][4][5][6]；参与影响多个作用靶点，可通过调控 Sirtuin 家族去乙酰化酶、Nrf2 信号通路及多种脱氢酶活性发挥作用，在光催化癌症治疗中可被 Ir (III)、Ru (II)、Re (I)、Os (II) 等金属基光催化剂氧化（相关催化剂对其氧化的 TOF 值范围 1.9-2525 h⁻¹）[6]。

动物造模中兼具疾病诱导与模型治疗辅助作用：诱导方面，通过高糖喂养、基因敲除（如 Ndufs4⁻/⁻小鼠）构建糖尿病肾病、Leigh 综合征等模型，模拟 NADH 堆积的病理状态 [3][4]；治疗辅助方面，可作为代谢调节剂或光催化治疗底物，通过调控 NADH/NAD⁺比值缓解疾病模型动物损伤，或经催化剂介导氧化实现肿瘤细胞死亡 [3][6]。

常用应用与浓度：细胞培养中，维持细胞代谢活性常用 μM 级浓度（如 A549 细胞相关实验体系浓度 1-10 μM），线粒体呼吸链突变体研究中用于评估 redox 平衡 [1][6]；动物实验中，通过基因调控或代谢干预改变体内水平（Ndufs4⁻/⁻小鼠脑内 NADH 水平显著升高），光催化治疗中依赖催化剂介导其氧化 [4][6]；其比值可作为 Leigh 综合征、糖尿病肾病等疾病严重程度的生物标志物（Leigh 综合征患者成纤维细胞中 NADH 水平较健康对照显著升高）[4]；光催化治疗中 Ru22 对 NADH 氧化 TOF 达 2117 h⁻¹ 可实现肿瘤细胞死亡，糖尿病肾病模型中调控 NADH/NAD⁺比值可缓解肾损伤，真菌缺氧适应中 NdxA 介导的 NADH 水解可维持代谢平衡 [2][3][6]。

参考文献：

[1] Eto, K., Tsubamoto, Y., Terauchi, Y., Sugiyama, T., Kishimoto, T., Takahashi, N., Yamauchi, N., Kubota, N., Murayama, S., Aizawa, T., et al. (1999) Role of NADH Shuttle System in Glucose-Induced Activation of Mitochondrial Metabolism and Insulin Secretion. Science (Washington, DC, U. S.), 283(5404), 981−985.[2] Lehninger, A., Nelson, D. L., and Cox, M. M. (2008) Lehninger Principles of Biochemistry, W. H. Freeman.[3] Koch-Nolte, F., Haag, F., Guse, A. H., Lund, F., and Ziegler, M. (2009) Emerging Roles of NAD+ and Its Metabolites in Cell Signaling. Sci. Signaling, 2, mr1.[4] Santidrian, A. F., Matsuno-yagi, A., Ritland, M., Seo, B. B., Leboeuf, S. E., Gay, L. J., Yagi, T., and Felding-habermann, B. (2013) Mitochondrial Complex I Activity and NAD+/NADH Balance Regulate Breast Cancer Progression. J. Clin. Invest., 123(3), 1068−1081.[5] Forster, A. H., and Gescher, J. (2014) Metabolic Engineering of Escherichia Coli for Production of Mixed-Acid Fermentation End Products. Front. Bioeng. Biotechnol., 2(May), 16.[6] Friedrich, T., and Scheide, D. (2000) The Respiratory Complex I of Bacteria, Archaea and Eukarya and Its Module Common with Membrane-Bound Multisubunit Hydrogenases. FEBS Lett., 479, 1−5.