NAD 在維持生物鐘節律方面發揮著重要作用，具體機制如下：
調控生物鐘基因的表達：生物鐘基因如 Period（Per）、Cryptochrome（Cry）等在細胞內形成反饋環路，調控著生物鐘的節律。NAD 通過其代謝產物或相關酶的作用參與這一過程。例如，NAD?依賴的去乙酰化酶 Sirt1 可以與生物鐘蛋白結合，對其進行去乙酰化修飾。在夜晚，Sirt1 活性較高，它使 Per 和 Cry 蛋白去乙酰化，促進它們進入細胞核，與 Clock - Bmal1 轉錄因子復合物相互作用，抑制自身基因的轉錄，從而形成一個負反饋調節環路，維持生物鐘基因表達的周期性。
參與細胞代謝與生物鐘的耦合：細胞的代謝狀態與生物鐘密切相關。NAD 作為細胞代謝中的關鍵輔酶，參與糖、脂肪和蛋白質等代謝過程。以糖代謝為例，NAD?在糖酵解和三羧酸循環中接受電子生成 NADH，為細胞提供能量。而生物鐘可以通過調節代謝基因的表達來影響代謝途徑，同時，代謝狀態也能反饋調節生物鐘。當 NAD 水平發生變化時，會影響細胞的代謝狀態，進而通過代謝信號通路傳遞給生物鐘系統，調整生物鐘的節律。例如，限時進食會改變機體的代謝節律，引起 NAD 水平的周期性變化，進而影響肝臟等組織中的生物鐘基因表達，使生物鐘與進食時間同步化。
調節細胞內氧化還原狀態：細胞內的氧化還原狀態對生物鐘節律也有影響。NAD?/NADH 比值是細胞內重要的氧化還原指標，其動態變化可以反映細胞的代謝和氧化應激狀態。在生物鐘的調控中，氧化還原信號可以作為一種信使，將細胞內的環境信息傳遞給生物鐘基因和相關蛋白。當 NAD?/NADH 比值發生改變時，會影響細胞內的氧化還原平衡，進而通過氧化還原敏感的信號通路調節生物鐘蛋白的活性和穩定性。例如，在氧化應激條件下，NADH 水平升高，NAD?/NADH 比值降低，這可能會導致生物鐘蛋白的氧化修飾增加，影響其功能，進而對生物鐘節律產生影響。而 NAD 通過維持細胞內合適的氧化還原狀態，有助于穩定生物鐘的節律。
