生物能量代谢的核心载体
NADH 是细胞呼吸链的关键底物，主要参与线粒体氧化磷酸化过程：在糖酵解、三羧酸循环中，营养物质（葡萄糖、脂肪酸等）分解产生的电子会传递给 NAD⁺ 生成 NADH；随后 NADH 携带电子进入线粒体呼吸链，通过电子传递释放能量，驱动 ATP 合成，为细胞生命活动（如分裂、物质运输、酶促反应）提供直接能量来源。
这一功能是生物化学研究中能量代谢通路解析的核心研究对象，常用于线粒体功能检测、代谢紊乱机制探究等实验。
氧化还原反应的辅酶与电子供体
作为强还原性辅酶，NADH 为多种氧化还原酶（如醇脱氢酶、醛脱氢酶）提供还原当量（氢原子与电子），参与生物体内关键物质的合成与转化：
在脂肪酸合成中，为乙酰辅酶 A 的还原反应供能；
在核苷酸合成中，参与核糖核苷酸向脱氧核糖核苷酸的转化；
在抗氧化防御系统中，可通过还原谷胱甘肽、维生素 C 等物质，清除细胞内活性氧（ROS），减轻氧化应激损伤。
该特性使其成为酶学研究、体外生物催化反应中的常用试剂，用于优化酶促反应效率。
医药研发与临床辅助应用
改善线粒体功能障碍相关疾病：针对线粒体脑病、肌病、帕金森病等因线粒体能量代谢异常引发的疾病，外源性补充 NADH 可通过增强呼吸链活性、提升 ATP 水平，缓解乏力、运动障碍等症状；
神经保护作用：NADH 可促进神经细胞内多巴胺合成，减少氧化应激对神经元的损伤，常用于神经系统疾病的辅助治疗研究；
抗衰老研究：NADH 水平随年龄增长下降，补充 NADH 可提升细胞能量代谢效率、延缓细胞衰老，是抗衰老药物研发的重要靶点分子。
生物技术与工业应用
在体外合成生物学领域，NADH 可作为人工代谢通路的电子供体，驱动目标产物（如高附加值化学品、药物中间体）的生物合成；在生物传感器研发中，可基于 NADH 的氧化还原特性，构建检测葡萄糖、乳酸等代谢物的生物传感器。
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