PQQ 简介
吡咯喹啉醌（Pyrroloquinoline quinone，简称 PQQ）是一种氧化还原酶的辅酶，它在自然界中广泛存在于微生物、植物和动物体内。其化学结构独特，含有醌式结构和吡咯环，这种结构赋予了 PQQ 卓越的氧化还原特性，使其能够在细胞的能量代谢等多种生理过程中发挥关键作用。
PQQ 激活细胞能量工厂（线粒体）的机制
（一）促进线粒体生物发生
1、激活关键转录因子
PQQ 能够激活过氧化物酶体增殖物激活受体 γ 共激活因子 1 - α（PGC - 1α）。PGC - 1α 是线粒体生物发生的关键调节因子，它可以协调众多基因的表达，从而促进线粒体的生成。
当 PQQ 与细胞内的相关受体结合后，通过一系列信号转导通路，刺激 PGC - 1α 的表达和活性。例如，在细胞实验中，添加 PQQ 后可以观察到 PGC - 1α 的 mRNA 和蛋白质水平显著升高，这表明 PQQ 能够有效地启动线粒体生物发生的程序。
2、调节线粒体基因表达
激活后的 PGC - 1α 会与多种转录因子相互作用，调节线粒体 DNA（mtDNA）编码基因和核 DNA（nDNA）编码的线粒体相关基因的表达。这些基因包括参与电子传递链、三磷酸腺苷（ATP）合成以及线粒体蛋白转运等过程的关键基因。
通过上调这些基因的表达，PQQ 促使细胞合成更多的线粒体蛋白，加速线粒体的复制和组装，增加细胞内线粒体的数量。这就像为细胞的能量工厂增添了更多的生产线，为细胞提供更充足的能量。
（二）增强线粒体呼吸链功能
1、稳定呼吸链复合物结构
线粒体呼吸链由多个蛋白质复合物（复合物 I - IV）组成，它们协同工作，将电子传递与质子泵出相结合，为 ATP 的合成创造电化学梯度。PQQ 可以与呼吸链中的复合物相互作用，特别是对复合物 I 有稳定作用。
复合物 I 是呼吸链的起始点，也是最容易受到损伤的部分。PQQ 能够结合到复合物 I 的特定亚基上，防止其在氧化应激等不利条件下发生结构改变和功能失活。这种稳定作用确保了电子能够顺利地从烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）传递到辅酶 Q，维持呼吸链的正常运转。
2、提高电子传递效率
除了稳定结构，PQQ 还可以提高呼吸链中电子的传递效率。它可能通过改变复合物的构象或者调节其周围的微环境，促进电子在各个复合物之间的快速转移。
高效的电子传递意味着质子能够更快速地被泵出线粒体内膜，从而增强电化学梯度，驱动 ATP 合成酶（复合物 V）合成更多的 ATP。在细胞能量代谢过程中，ATP 的充足供应是细胞各种生理功能正常运行的基础。
（一）能量供应方面
1、提高细胞能量水平
由于 PQQ 促进线粒体生物发生和增强呼吸链功能，细胞内 ATP 的生成量显著增加。ATP 是细胞的 “能量货币”，它为细胞的各种耗能活动提供动力，如细胞的主动运输、肌肉收缩、蛋白质合成等。
例如，在肌肉细胞中，充足的 ATP 供应可以保证肌肉在运动时能够持续收缩，提高肌肉的耐力和力量；在神经细胞中，足够的 ATP 能够维持神经冲动的传导，保障大脑和神经系统的正常功能。
2、优化细胞能量代谢
PQQ 不仅增加了 ATP 的产量，还能优化细胞的能量代谢过程。它可以调节细胞内能量代谢相关酶的活性，如丙酮酸脱氢酶（PDH）和柠檬酸合酶（CS）等。
PDH 是连接糖酵解和三羧酸循环的关键酶，CS 是三羧酸循环的起始酶。PQQ 通过调节这些酶的活性，使细胞能够更有效地利用葡萄糖等营养物质，将其转化为 ATP。
这有助于细胞在不同的营养状态和能量需求下，灵活地调整能量代谢途径，提高能量利用效率。
1、清除自由基
PQQ 本身是一种强大的抗氧化剂，其氧化还原特性使其能够直接清除自由基。在细胞的能量代谢过程中，尤其是在线粒体中，会产生大量的活性氧（ROS），如超氧阴离子自由基（）、羟自由基（・OH）和过氧化氢（）等。
PQQ 的醌式结构可以接受或提供电子，与这些自由基发生反应，将其转化为无害的物质。例如，PQQ 能够将超氧阴离子自由基还原为过氧化氢，然后通过细胞内的抗氧化酶（如过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶）进一步分解过氧化氢，从而减轻自由基对细胞的氧化损伤。
2、激活内源性抗氧化系统
除了直接清除自由基，PQQ 还可以激活细胞内的抗氧化酶系统。它能够上调超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH - Px）和过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶的活性。
SOD 可以将超氧阴离子自由基转化为过氧化氢，GSH - Px 和 CAT 则进一步将过氧化氢分解为水和氧气。通过激活内源性抗氧化系统，PQQ 增强了细胞的自我防御能力，减少氧化应激对细胞的损害，尤其是对线粒体的保护，进一步维持了细胞能量代谢的稳定。
PQQ 在健康和疾病中的潜在应用
（一）在健康领域的应用
1、营养补充剂方面
PQQ 可以制成营养补充剂，如胶囊、片剂或口服液等形式。对于那些希望提高身体活力、增强运动表现或者改善大脑功能的人群来说，PQQ 补充剂可能是一个选择。
在一些保健品中，PQQ 通常与其他营养成分（如辅酶 Q10、维生素等）组合使用，以发挥更好的保健效果。例如，与辅酶 Q10 一起使用时，它们可以协同增强线粒体功能，提高细胞的能量供应，对于改善心血管系统和神经系统的健康可能有积极的作用。
2、美容护肤领域
在皮肤细胞中，PQQ 可以通过激活线粒体，提高细胞的能量代谢，促进胶原蛋白和弹性纤维的合成。这有助于改善皮肤的质地，减少皱纹，增强皮肤的弹性。
同时，PQQ 的抗氧化作用可以清除皮肤细胞中的自由基，保护皮肤免受紫外线和环境污染等因素的伤害，延缓皮肤衰老。因此，PQQ 在一些高端护肤品中也开始得到应用。
（二）在疾病治疗中的潜在作用
1、神经退行性疾病方面
在神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病）中，线粒体功能障碍是一个重要的病理机制。PQQ 通过激活神经元中的线粒体，增加 ATP 的供应，可能有助于改善神经元的功能。
同时，PQQ 的抗氧化作用可以减轻氧化应激对神经元的损伤，抑制神经炎症的发生。虽然目前还不能完全治愈这些疾病，但 PQQ 在辅助治疗和延缓疾病进展方面可能具有一定的潜力。
2、心血管疾病方面
对于心血管疾病，PQQ 可以改善心肌细胞的线粒体功能，增强心肌的能量供应，提高心脏的收缩和舒张功能。它还可以通过抗氧化和抗炎作用，减轻血管内皮细胞的损伤，预防动脉粥样硬化的发生和发展。
在一些动物实验和初步的临床试验中，PQQ 已经显示出对心血管疾病的积极影响，但还需要更多的研究来确定其确切的治疗效果和安全性。