NAD+新前体：葫芦巴碱TRG
一种名为葫芦巴碱Trigonelline（TRG）的天然极性亲水性生物碱的研究。TRG在多种植物中都有发现，例如绿咖啡豆和葫芦巴种子。它可能作用于多个分子靶标，包括核因子红细胞2相关因子2（Nrf2）、过氧化物酶体增殖物激活受体γ、糖原合成酶激酶、酪氨酸酶、神经生长因子、雌激素受体、淀粉样β肽和多种神经递质受体。
TRG通过调节Nrf2通路来发挥抗氧化作用，而Nrf2通路也影响NAD+的代谢。
TRG作为NAD+的前体：
TRG能够通过维生素B3家族的前体产生NAD+，对于细胞和整体代谢至关重要。
线粒体功能障碍和低烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD + ) 水平是骨骼肌老化和肌肉减少症的标志,，葫芦巴碱融入 NAD +池并增加健康个体和肌肉减少症个体的秀丽隐杆线虫、小鼠和原代肌管的 NAD +水平。
从机制上看，葫芦巴碱不会激活 GPR109A，而是通过烟酸磷酸核糖转移酶/Preiss-Handler 途径（非NMN等挽救途径）。
葫芦巴碱通过需要 sirtuin 的 NAD +依赖性机制改善线粒体呼吸和生物合成，减少与年龄相关的肌肉萎缩，并延长寿命和提高活动能力。
雄性小鼠膳食补充葫芦巴碱可增强肌肉力量并防止衰老过程中的疲劳。总之，我们认为营养补充葫芦巴碱是一种 NAD +增强策略，具有治疗与年龄相关的肌肉衰退的潜力。
为何葫芦巴碱又称为N-甲基烟酸？
葫芦巴碱（Trigonelline）又称为N-甲基烟酸，原因在于它的化学结构。葫芦巴碱是通过烟酸（nicotinic acid，也称为维生素B3或尼古丁酸）甲基化而形成的化合物。甲基化是指一个甲基（-CH3）被添加到一个分子上的过程。在这个情况下，烟酸的一个氢原子被一个甲基替换，从而形成了葫芦巴碱。
具体来说，葫芦巴碱的化学式可以表示为C7H7NO2，结构上与烟酸相似，但葫芦巴碱的吡啶环上的一个氢原子被一个甲基（-N-CH3）取代，使其成为N-甲基化的产物。这种结构上的微小变化赋予了葫芦巴碱与烟酸不同的化学性质和生物活性。
因此，由于其来源于烟酸并通过甲基化形成，葫芦巴碱有时被称为N-甲基烟酸。
什么是TMG？
TMG（三甲基甘氨酸）：TMG 是一种甲基供体，它通过提供甲基来帮助支持甲基化循环。补充 TMG 对服用 NAD+ 等补充剂的人有益，因为这些补充剂会增加对甲基的需求，即使不存在现有的甲基化问题。适当的甲基化有助于避免烟酰胺的积累，烟酰胺是 NAD+ 代谢的副产物，如果处理不当，烟酰胺可能会有毒。
葫芦巴碱本身并不直接影响甲基化。葫芦巴碱是一种存在于咖啡中的生物碱，已知具有一些健康益处，但它不能取代补充 NAD+ 或相关化合物时对甲基化支持的需要。
TMG 不仅适用于存在甲基化问题的人。它通过支持身体日益增加的甲基化需求发挥预防作用，尤其是在使用 NAD+ 等影响甲基化途径的化合物时。葫芦巴碱的递送形式（无论是否为脂质体）并不消除对适当甲基化支持的需要。
注意：与NAD+其他前体相比，关于葫芦巴碱的数据较少。
阿拉比卡咖啡（Coffea arabica）植物中葫芦巴碱（Trigonelline）的生物合成过程
咖啡植物中存在吡啶核苷酸循环，这是一个涉及多种化合物相互转换的代谢途径。
循环途径如下：
烟酰胺→烟酸→烟酸单核苷酸 (NaMN)→烟酸腺嘌呤二核苷酸 (NaAD)→NAD→烟酰胺单核苷酸 (NMN)→烟酰胺烟酰胺→烟酸→烟酸单核苷酸 (NaMN)→烟酸腺嘌呤二核苷酸 (NaAD)→NAD→烟酰胺单核苷酸 (NMN)→烟酰胺
葫芦巴碱是由循环中形成的烟酸合成的。这意味着葫芦巴碱的合成与植物的NAD代谢密切相关。
- 在发育的幼叶中，葫芦巴碱会积累至较高水平（每片叶子可达18 µmol），但随着叶片成熟，其含量会减少。
- 尽管在老化叶片中观察到由外源[14C]烟酰胺生物合成葫芦巴碱的活性，但内源性烟酰胺的供应可能有限，导致这些叶片中葫芦巴碱含量降低。
葫芦巴碱在果实发育过程中合成并积累。果皮中葫芦巴碱的合成量远高于种子中，但种子中葫芦巴碱的最终含量高于果皮，表明果皮中合成的部分葫芦巴碱可能被运输到种子中。
种子中的葫芦巴碱可能在发芽过程中被利用，因为在发芽过程中其含量会降低。
其他植物中的比较：
- 在可可植物中也发现了由[14C]烟酰胺合成葫芦巴碱的过程。
- 而在茶树植物中，由[14C]烟酰胺合成的不是葫芦巴碱，而是烟酸葡萄糖苷。
TRG对咖啡品质可能有几种影响
葫芦巴碱在咖啡豆的烘焙过程中可能会参与形成咖啡风味的化学反应。它可能作为香气前体物质，在烘焙过程中转化成多种化合物，影响咖啡的香气和味道。
葫芦巴碱的存在可能影响咖啡豆的物理和化学变化，包括豆子的膨胀、水分的损失和油脂的释放，这些变化对最终的烘焙效果和咖啡风味都至关重要。
由于葫芦巴碱对人体健康有益，例如可能有助于改善血糖控制和认知功能，因此它在咖啡中的含量可能成为消费者选择健康饮品时考虑的因素。
论文：
1、美国国立卫生研究院（NCBI）的PubMed Central（PMC）数据库中的一篇文章，标题为“Pharmacological Activities, Therapeutic Effects, and Mechanistic Actions of Trigonelline”。这篇文章发表于《International Journal of Molecular Sciences》杂志2024年3月的第25卷第6期，文章编号为3385。
2、发表在《Nature Metabolism》上的科学研究文章，标题为“Trigonelline is an NAD+ precursor that improves muscle function during ageing and is reduced in human sarcopenia”。