Dinukleotid je vrsta molekule koja se nalazi u živim organizmima i sastoji se od dva međusobno povezana nukleotida. Pojedinačni nukleotidi su podjedinice koje tvore deoksiribonukleinsku kiselinu (DNK) i ribonukleinsku kiselinu (RNA), molekule koje sadrže genetske informacije organizma. Određene vrste dinukleotida, kao što je nikotinamid adenin dinukleotid (NAD+), igraju važnu ulogu u metabolizmu.
Kemijski, nukleotid se sastoji od nekoliko komponenti. Mora sadržavati molekularnu komponentu zvanu dušična baza, zajedno sa šećerom koji sadrži pet ugljikovih atoma. Ove dvije komponente zajedno se nazivaju nukleozid. Nukleotid također mora sadržavati fosfatnu skupinu, koja je sklop atoma fosfora i kisika.
Dva nukleotida koja čine dinukleotid mogu se međusobno povezati u različitim konfiguracijama. Dio komponente šećera na jednom nukleotidu može se vezati za fosfatnu skupinu na drugom nukleotidu. Alternativno, moguće je da se fosfatne skupine dvaju nukleotida međusobno povežu. NAD+ nastaje na potonji način.
NAD+ je važan dinukleotid jer djeluje kao koenzim u metaboličkim reakcijama. Koenzimi se vežu na proteine i omogućuju im pravilno funkcioniranje kataliziranjem kemijskih reakcija. Glavna uloga NAD+ je prijenos elektrona s jednog spoja na drugi.
Kao i drugi dinukleotidi, NAD+ se sastoji od dvije nukleotidne strukture. Jedan nukleotid sadrži dušičnu bazu zvanu adenin, koja se također nalazi u DNA i RNA. Dušična baza drugog nukleotida je nikotinamid, također poznat kao niacin – vitamin B.
U metaboličkim reakcijama NAD+ prihvaća elektrone iz drugih kemijskih spojeva. Kada se to dogodi, NAD+ molekula se smanjuje ili gubi svoj pozitivni naboj dobivanjem negativno nabijenog elektrona. Modificirani spoj naziva se NADH. NADH tada može pridonijeti elektronu drugim spojevima, djelujući kao redukcijski agens. Kada donira elektron, on se oksidira, pretvarajući se natrag u NAD+.
Budući da se NADH može lako transformirati u NAD+, i obrnuto, ta dva spoja postoje u uravnoteženom omjeru u ovim reakcijama oksidacije i redukcije, odnosno redoks. Oni mogu nositi elektrone bez da se troše ili trajno mijenjaju u procesu. Međutim, moguće je da se dinukleotid NAD+ konzumira u drugim nemetaboličkim vrstama reakcija. U svojoj ulozi u modificiranju proteina, na primjer, NAD+ se konzumira. Ova konzumacija zahtijeva sintezu novog NAD+ i unos komponenti NAD+ u obliku niacina, odnosno vitamina B3.