Ένα δινουκλεοτίδιο είναι ένας τύπος μορίου που βρίσκεται σε ζωντανούς οργανισμούς και αποτελείται από δύο νουκλεοτίδια συνδεδεμένα μεταξύ τους. Τα απλά νουκλεοτίδια είναι οι υπομονάδες που σχηματίζουν το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) και το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA), μόρια που περιέχουν τη γενετική πληροφορία ενός οργανισμού. Ορισμένοι τύποι δινουκλεοτιδίων, όπως το δινουκλεοτίδιο νικοτιναμίδης αδενίνης (NAD+), παίζουν σημαντικό ρόλο στο μεταβολισμό.
Χημικά, ένα νουκλεοτίδιο αποτελείται από πολλά συστατικά. Πρέπει να περιέχει ένα μοριακό συστατικό που ονομάζεται αζωτούχο βάση, μαζί με ένα σάκχαρο που περιέχει πέντε άτομα άνθρακα. Αυτά τα δύο συστατικά μαζί ονομάζονται νουκλεοσίδη. Το νουκλεοτίδιο πρέπει επίσης να περιέχει μια φωσφορική ομάδα, η οποία είναι ένα συγκρότημα ατόμων φωσφόρου και οξυγόνου.
Τα δύο νουκλεοτίδια που αποτελούν ένα δινουκλεοτίδιο μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους σε διαφορετικές διαμορφώσεις. Ένα μέρος του συστατικού σακχάρου σε ένα νουκλεοτίδιο μπορεί να συνδεθεί με τη φωσφορική ομάδα του δεύτερου νουκλεοτιδίου. Εναλλακτικά, είναι δυνατόν οι φωσφορικές ομάδες των δύο νουκλεοτιδίων να συνδέονται μεταξύ τους. Το NAD+ σχηματίζεται με τον τελευταίο τρόπο.
Το NAD+ είναι ένα σημαντικό δινουκλεοτίδιο επειδή δρα ως συνένζυμο στις μεταβολικές αντιδράσεις. Τα συνένζυμα συνδέονται με τις πρωτεΐνες και τις επιτρέπουν να λειτουργούν σωστά καταλύοντας χημικές αντιδράσεις. Ο κύριος ρόλος του NAD+ είναι να μεταφέρει ηλεκτρόνια από τη μια ένωση στην άλλη.
Όπως και άλλα δινουκλεοτίδια, το NAD+ αποτελείται από δύο νουκλεοτιδικές δομές. Ένα νουκλεοτίδιο περιέχει μια αζωτούχα βάση που ονομάζεται αδενίνη, η οποία βρίσκεται επίσης στο DNA και το RNA. Η αζωτούχα βάση του άλλου νουκλεοτιδίου είναι το νικοτιναμίδιο, γνωστό και ως νιασίνη — μια βιταμίνη Β.
Στις μεταβολικές αντιδράσεις, το NAD+ δέχεται ηλεκτρόνια από άλλες χημικές ενώσεις. Όταν συμβεί αυτό, το μόριο NAD+ μειώνεται, ή χάνει το θετικό του φορτίο, κερδίζοντας το αρνητικά φορτισμένο ηλεκτρόνιο. Η τροποποιημένη ένωση ονομάζεται NADH. Το NADH μπορεί στη συνέχεια να συνεισφέρει ένα ηλεκτρόνιο σε άλλες ενώσεις, ενεργώντας ως αναγωγικός παράγοντας. Όταν δίνει ένα ηλεκτρόνιο, αυτό οξειδώνεται και μετατρέπεται σε NAD+.
Δεδομένου ότι το NADH μπορεί εύκολα να μετατραπεί σε NAD+ και αντίστροφα, οι δύο ενώσεις υπάρχουν σε μια ισορροπημένη αναλογία σε αυτές τις αντιδράσεις οξείδωσης και αναγωγής ή οξειδοαναγωγής. Μπορούν να μεταφέρουν ηλεκτρόνια χωρίς να καταναλωθούν ή να αλλάξουν μόνιμα στη διαδικασία. Είναι, ωστόσο, δυνατό το δινουκλεοτίδιο NAD+ να καταναλωθεί σε άλλους μη μεταβολικούς τύπους αντιδράσεων. Στον ρόλο του στην τροποποίηση πρωτεϊνών, για παράδειγμα, το NAD+ καταναλώνεται. Αυτή η κατανάλωση απαιτεί τη σύνθεση νέου NAD+ και την πρόσληψη συστατικών του NAD+ με τη μορφή νιασίνης ή βιταμίνης Β3.