مسحوق النيكوتيناميد أحادي النوكليوتيد NMNلقد صعد إلى الوعي العام باعتباره أحد العناصر الغذائية الرائدة، وقد تم الإشادة به لدوره المحتمل في دعم الشيخوخة الصحية، واستقلاب الطاقة الخلوية، وإصلاح الحمض النووي. ولكن بالنسبة للمستهلك المميز وذوي الفضول العلمي، يطرح سؤال أساسي: ما هو مسحوق النيكوتيناميد أحادي النوكليوتيد NMN الذي صنع منه هذا المركب بالفعل؟ الجواب ليس قائمة بسيطة من المكونات، بل رحلة رائعة عبر الكيمياء الحيوية الخلوية، والتخمر الصناعي المتقدم، والتوليف الأنزيمي. لذلك دعونا نلقي نظرة على ماذا وكيف يتم صنع NMN.
Wالقبعة هيإن إم إن Mعد منصناعة?
يعد إنتاج NMN نقيًا ومستقرًا ومتوفرًا حيويًا بكميات كبيرة لسوق المكملات العالمية إنجازًا معقدًا للهندسة الكيميائية الحيوية. لا يتم استخلاصه من الأنسجة الحيوانية أو النباتية بكميات تجارية بسبب تركيزاته الطبيعية المنخفضة للغاية (على سبيل المثال، كميات دقيقة في البروكلي أو الأفوكادو). وبدلاً من ذلك، يعتمد المصنعون على أساليب تركيبية متطورة تحاكي العمليات التي يقوم بها الجسم وتحسنها. فيما يلي الطرق الصناعية الأساسية الثلاث.
في التوليف الأنزيمي في المختبر
تعد هذه الطريقة حاليًا هي الطريقة الأكثر تقدمًا وكفاءة وصديقة للبيئة لإنتاج درجة نقاء عالية-.NMN مسحوق السائبة. فهو ينشئ بشكل أساسي نسخة صناعية -متحكم بها من مسار إنقاذ الجسم داخل مفاعل حيوي.
ما هوMadeFذاكرة للقراءة فقط?
• الإنزيمات: على وجه التحديد، NAMPT المؤتلف المنقى وفي بعض الأحيان الإنزيمات الداعمة الأخرى. يتم إنتاج هذه الإنزيمات نفسها من خلال التخمير الميكروبي، وغالبًا ما تستخدم البكتيريا المعدلة وراثيًا مثل E. coli أو الخميرة لإنتاج مسحوق النيكوتيناميد أحادي النوكليوتيد NMN بكميات كبيرة.
• الركائز:
• نيكوتيناميد (NAM): نيكوتيناميد -عالٍ من الدرجة الصيدلانية-، مشتق عادةً من التركيب الكيميائي للنيكوتين أو مشتقات البيريدين الأخرى، أو من التخمر الميكروبي.
PRPP (Phosphoribosyl Pyrophosphate): بدلاً من استخدام PRPP باهظ الثمن والمركب كيميائيًا مباشرةً، غالبًا ما تستخدم الأنظمة الأنزيمية مادة أرخص وأكثر استقرارًا مثل ATP (Adenosine Triphosphate) وRibose-5-Phosphate. ثم تقوم سلسلة من الإنزيمات بتوليد PRPP في الموقع داخل وعاء التفاعل.
• العوامل المساعدة: مثل أيونات المغنسيوم (Mg²⁺) والتي تعتبر ضرورية لكي يسير التفاعل الأنزيمي بكفاءة.
العملية
يتم تجميع المواد الخام في مفاعل حيوي كبير ومعقم ويتم التحكم في درجة حرارته. تعمل الإنزيمات كآلات تجميع مجهرية، حيث تربط بدقة جزيئات النيكوتيناميد وجزيئات PRPP لتكوين NMN. التفاعل محدد للغاية، مما يؤدي إلى عدد أقل من المنتجات الثانوية وإنتاجية أعلى من مسحوق NMN أحادي نيوكليوتيد النيكوتيناميد النقي مقارنة بالطرق الكيميائية. بعد اكتمال التفاعل، يتم فصل NMN عن خليط التفاعل من خلال سلسلة من خطوات التنقية، بما في ذلك:
• الترشيح: لإزالة بروتينات الإنزيم والجزيئات الكبيرة الأخرى.
• اللوني: استخدام تقنيات مثل التبادل الأيوني أو اللوني لاستبعاد الحجم- لعزل وتنقية جزيئات NMN من الجزيئات الصغيرة والشوائب الأخرى.
• التبلور: يتم تركيز محلول NMN المنقى وتبريده، مما يؤدي إلى تكوين NMN بلورات نقية.
• التجفيف: يتم تجفيف البلورات وتحويلها إلى مسحوق أبيض ناعم-وهو مسحوق NMN السائب الذي يشكل أساس الكبسولات والأقراص والمساحيق الموجودة تحت اللسان.
هذه الطريقة مفضلة لدى كبار مصنعي مسحوق النيكوتيناميد أحادي النوكليوتيد NMN لأنها تنتج منتجًا مطابقًا حيويًا -(مطابق للجزيء الموجود في الجسم)، وقابل للتوسع، ويتجنب المذيبات القاسية ومحفزات المعادن الثقيلة المستخدمة في التركيب الكيميائي التقليدي.
التركيب الكيميائي
يتضمن التركيب الكيميائي التقليدي استخدام تفاعلات كيميائية غير بيولوجية لبناء جزيء NMN. هذه الطريقة عمومًا أكثر تعقيدًا وأقل كفاءة ويمكن أن تتضمن مواد خطرة.
مما يصنع (المواد الخام):
• السلائف الكيميائية: تبدأ العملية غالبًا بجزيئات أبسط مثل النيكوتيناميد والريبوز وعامل الفسفرة.
• المذيبات: هناك حاجة إلى مذيبات عضوية مختلفة لإذابة المواد المتفاعلة وتسهيل التفاعلات الكيميائية.
• المحفزات: يتم استخدام المحفزات المعدنية أو الأحماض/القواعد القوية لدفع التفاعلات إلى الأمام.
العملية:
يمثل التخليق الكيميائي للنيوكليوتيدات مثل مسحوق النيكوتيناميد أحادي النوكليوتيد NMN تحديًا لأنه يتطلب إنشاء روابط كيميائية محددة (مثل الرابطة الجليكوسيدية بين النيكوتيناميد والريبوز) باستخدام الكيمياء المجسمة الصحيحة (اتجاه ثلاثي الأبعاد). يتضمن هذا عادةً خطوات متعددة للحماية وإزالة الحماية-المنع المؤقت للمجموعات التفاعلية على الجزيئات لمنع التفاعلات الجانبية غير المرغوب فيها-قبل إضافة مجموعة الفوسفات في النهاية. تؤدي هذه العملية المتعددة-من الخطوات إلى انخفاض الإنتاجية، وتوليد المزيد من النفايات الكيميائية، وتنطوي على خطر أكبر لبقايا المذيبات أو التلوث بالمحفزات في المنتج النهائي. في حين أنه يمكن أن ينتج مسحوق أحادي نيوكليوتيد النيكوتيناميد NMN، إلا أن الطريقة الأنزيمية تحل محله إلى حد كبير لإنتاج-عناصر غذائية عالية الجودة.
التخمير-التوليف القائم
وهذه طريقة ناشئة وواعدة تستفيد من قوة علم الأحياء الدقيقة. إنها تنطوي على الكائنات الحية الدقيقة التي تتم هندستها وراثيًا لتصبح "مصانع خلايا" صغيرة لإنتاج مسحوق النيكوتيناميد أحادي النوكليوتيد NMN.
مما يتكون NMN (المواد الخام)?
• الميكروبات المهندسة: الخميرة أو البكتيريا (مثل Bacillus subtilis وSaccharomyces cerevisiae) التي تم تعديلها وراثيًا لزيادة التعبير عن جينات الإنزيمات الموجودة في مسار الإنقاذ NAD+، وخاصة NAMPT.
• وسط النمو: مرق غني بالمغذيات- يحتوي على مصادر الكربون (مثل الجلوكوز أو الجلسرين)، ومصادر النيتروجين (مثل مستخلص الخميرة)، والأملاح، والفيتامينات لتغذية الميكروبات.
• السلائف: غالبًا ما يتم إضافة النيكوتيناميد أو غيره من فيتامينات ب3 الرخيصة إلى مرق التخمير حتى تتمكن الميكروبات من التحول.
العملية:
وتنمو الميكروبات المهندسة في خزانات تخمير كبيرة. عندما تستهلك العناصر الغذائية الموجودة في المرق، فإن مساراتها الأيضية فائقة الشحن تحول السلائف مباشرة إلى NMN، والتي قد تفرزها في وسط التخمير أو تتراكم داخل خلاياها. بعد التخمير، يتم استخراج مسحوق النيكوتيناميد أحادي النوكليوتيد NMN من المرق أو الكتلة الحيوية الميكروبية المحصودة. وهذا يتطلب تعطيل الخلايا، والترشيح، وتنقية واسعة النطاق مماثلة للطريقة الأنزيمية.
يعد التخمير طريقة مستدامة وقابلة للتطوير بدرجة كبيرة، وتتوافق مع مبادئ "الكيمياء الخضراء". مع تقدم تقنيات الهندسة الوراثية، من المتوقع أن تتحسن إنتاجية وكفاءة التخمير لإنتاج مسحوق النيكوتيناميد أحادي النوكليوتيد NMN بشكل ملحوظ.
ملاحظة حول الجودة والنقاء:
وبغض النظر عن الطريقة، يجب أن يخضع المنتج النهائي لاختبارات صارمة للتأكد من الهوية والنقاء والفعالية والسلامة. وهذا يشمل:
• HPLC (تحليل كروماتوجرافي سائل عالي الأداء-): لتأكيد الهوية وتحديد النسبة المئوية لمسحوق أحادي نيوكليوتيد النيكوتيناميد NMN.
• قياس الطيف الكتلي: للتأكد من الوزن الجزيئي والبنية.
• اختبار المعادن الثقيلة: للتأكد من خلوها من الرصاص والزرنيخ والكادميوم والزئبق.
• الاختبارات الميكروبيولوجية: للتأكد من خلو المنتج من البكتيريا الضارة والخميرة والعفن.
• تحليل المذيبات المتبقية: (للتخليق الكيميائي) لضمان عدم وجود مذيبات ضارة.
يقدم الموردون ذوو السمعة الطيبة شهادات تحليل (CoA) لدفعاتهم، تتضمن تفاصيل نتائج الاختبار هذه. تعد شركات مثل Guanjie Biotech أحد موردي مسحوق NMN السائب الذي يستخدم هذه العمليات الأنزيمية والتخمير المتقدمة لإنتاج مسحوق NMN عالي الجودة-، مما يوفر المادة الخام للعديد من العلامات التجارية للمكملات الاستهلاكية النهائية-في جميع أنحاء العالم. إذا قمت بشراء مسحوق NMN، مرحباً بك للاستفسار معنا علىinfo@gybiotech.com.
ما هو NMN من في الغذاء؟
على الرغم من أنه ليس مصدرًا عمليًا للمكملات الغذائية، إلا أن مسحوق أحادي نيوكليوتيد بيتا-نيكوتيناميد يمكن أن يتشكل في العديد من الأطعمة. الكميات صغيرة نسبيًا، لكن اتباع نظام غذائي غني بهذه الأطعمة يمكن أن يساهم في الحفاظ على مستويات NAD+ الصحية.
مما يتكون NMN في الطعام?
يتم تصنيع NMN في النباتات والحيوانات من خلال نفس المسارات البيوكيميائية الموصوفة في النباتات التي تنتجه من ضوء الشمس والماء ومغذيات التربة، بينما تنتجه الحيوانات من نظامها الغذائي.
الأطعمة الأعلى في NMN تشمل:
• الادامامي وفول الصويا الأخضر: من أغنى المصادر المعروفة.
• البروكلي والخيار: يحتويان على كميات ملحوظة.
• الملفوف والأفوكادو
• الطماطم
• لحم البقر النيء: تحتوي الأنسجة الحيوانية، وخاصة الكبد، على NAD+ وسلائفه، على الرغم من أن الطهي يمكن أن يؤدي إلى تحلل هذه المركبات- الحساسة للحرارة.
• الجمبري
• الفطر
تشير التقديرات إلى أن النظام الغذائي المتوسط يوفر حوالي 1-2 ملجم من NMN يوميًا. قارن ذلك بجرعة تكميلية شائعة تبلغ 250-500 ملجم، وسيصبح من الواضح أنه على الرغم من أن اتباع نظام غذائي صحي أمر بالغ الأهمية، فإن الهدف من المكملات هو توفير دفعة على المستوى الدوائي تتجاوز ما يمكن أن يحققه النظام الغذائي وحده.
خاتمة
إذن، مما يتكون NMN؟ الجواب متعدد الطبقات.
• من الناحية البيولوجية، يتم تصنيع مسحوق النيكوتيناميد أحادي النوكليوتيد NMN بواسطة خلايانا من فيتامين B3 وفوسفات- السكر، ويتم تنسيقه بواسطة الإنزيم الدقيق NAMPT.
• صناعيًا، يتم تصنيعه باستخدام-التكنولوجيا الحيوية المتطورة-من خلال التخليق الأنزيمي الذي يعكس علم الأحياء، أو عن طريق التخمير باستخدام الميكروبات الهندسية-بدءًا من-النيكوتيناميد عالي النقاء وسلائف السكر.
• من الناحية الغذائية، فهو مكون طبيعي للعديد من الأطعمة الكاملة، التي تنتجها النباتات والحيوانات نفسها من خلال عملية التمثيل الغذائي الخلوي.
للحصول على مسحوق NMN السائب-عالي الجودة، اختر Guanjie Biotech. نحن نستخدم طرق التوليف والتخمير الأنزيمية المتقدمة، مما يضمن منتجًا آمنًا وفعالًا. تلبي تقنياتنا الحديثة الطلب المتزايد من المستهلكين والباحثين على حد سواء. اتصل بنا علىinfo@gybiotech.comللحصول على حل مخصص ودعم صحتك وطول العمر بثقة.
مراجع
[1] إيماي، س.، وجوارينتي، إل. (2014). NAD+ وsirtuins في الشيخوخة والمرض. الاتجاهات في بيولوجيا الخلية، 24(8)، 464-471. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2014.04.002
[2] ميلز، KF، يوشيدا، S.، Stein، LR، Grozio، A.، Kubota، S.، Sasaki، Y.، Redpath، P.، Migaud، ME، Apte، RS، Uchida، K.، Yoshino، J.، & Imai، SI (2016). تناول -أحادي نيوكليوتيد النيكوتيناميد على المدى الطويل يخفف من العمر-التدهور الفسيولوجي المرتبط بالفئران. استقلاب الخلية, 24(6)، 795-806. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2016.09.013
[2] ريفولو، جي آر، جريم، أأ، وإماي، س. (2004). ينظم مسار التخليق الحيوي NAD بوساطة نيكوتيناميد فسفوريبوزيل ترانسفيراز نشاط Sir2 في خلايا الثدييات. مجلة الكيمياء البيولوجية، 279(49)، 50754-50763. https://doi.org/10.1074/jbc.M408388200
[3] يوشينو، جيه.، ميلز، كيه إف، يون، إم جي، وإماي، إس. (2011). يعالج أحادي نيوكليوتيد النيكوتيناميد، وهو وسيط NAD+ الرئيسي، الفيزيولوجيا المرضية للنظام الغذائي- والعمر-مرض السكري المستحث في الفئران. استقلاب الخلية, 14(4)، 528-536. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2011.08.014
[4] هونغ، دبليو، مو، إف، تشانغ، زد، هوانغ، إم، & وي، إكس (2020). أحادي نيوكليوتيد النيكوتيناميد: جزيء واعد لعلاج أمراض متنوعة من خلال استهداف عملية التمثيل الغذائي لـ NAD+. الحدود في علم الأحياء الخلوي والتنموي، 8، 246. https://doi.org/10.3389/fcell.2020.00246
[5] سونغ، إس، وانغ، زد، تشانغ، كيه، وشو، إل. (2022). استراتيجيات الإنتاج المتقدمة لأحادي نيوكليوتيد النيكوتيناميد. الحدود في الهندسة الحيوية والتكنولوجيا الحيوية، 10، 864701. https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.864701
