Коферментные функции витаминов примеры

ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФИЦИТА ВИТАМИНОВ В ОРГАНИЗМЕ

Витамины — незаменимые факторы питания. Их запасы в ор­ганизме крайне невелики (за исключением ретинола), поэтому они в необходимых количествах должны поступать с пищей. От содержания витаминов в рационе зависит общая направленность обмена веществ и состояние здоровья (табл. 3).

Одной из часто встречающихся причин повышения потребности организма в витаминах является изменение нормального соотно­шения в пищевом рационе основных усвояемых веществ. Увеличе­ние доли углеводов повышает потребность в витамине В₁, белка — в витамине В₆, растительных масел — в витамине Е и липотропных факторах. Снижение потребления белка (ниже установленных фи­зиологических норм) увеличивает потребность в большинстве ви­таминов, так как затрудняется их утилизация, построение фермен­тов, в которые они входят.

Усиленные физическая и нервная нагрузки приводят к значи­тельным изменениям обменных процессов, что сопряжено с повы­шенным расходом витаминов.Потребность в витаминах возрастает во время пребывания в высокогорье, при воздействии на организм пониженной и повышен­ной температур воздуха в крайних климатических зонах. Особенно это относится к людям, не акклиматизировавшимся к данному кли­мату.

Витамины поступают в организм с различными продуктами питания; для предупреждения дефицита витаминов и специфиче­ских нарушений обмена они должны поступать систематически и в определенных количествах (табл.3).

Потребность организма взрослого человека в витаминах и их основные источники в питании

В настоящее время количественно определена потребность в 10 витаминах, которая зависит от многих причин. Наиболее существенной причиной считают физическую напряженность труда. Потребность в витаминах К, Р, липоевой и пантотеновой кислотах, биотине, а также в витаминоподобных веществах (оротовой кислоте, витамине В₁₅, холине, парааминобензойной кислоте, инозите и карнитине) определена ориентировочно. Более точно разработаны рекомендации по их использованию с целью направленного воздействия на обмен веществ, что отражено в специальных инструкциях, регламентирующих сроки и дозы применения, в том числе и в спортивной практике.

Источник

КОФЕРМЕНТНАЯ ФУНКЦИЯ ВИТАМИНОВ

Витамины играют важную роль в обмене веществ. В настоящее время известны не только те реакции, для нормального течения которых необходим тот или иной витамин, но и ферменты, в со­став коферментов которых входят витамины (табл. 14). Описано более 100 таких ферментов.

Недостаточное поступление витаминов с пищей, нарушение их всасывания и усвоения, повышенная потребность организма в них могут приводить к специфическим для каждого витамина наруше­ниям обмена веществ и физиологических функций, снижению ра­ботоспособности. Длительный дефицит поступления витаминов вызывает специфические заболевания (гиповитаминозы и авитаминозы).

Таблица Важнейшие коферменты, в состав которых входят витамины

Реакции, катализируемые ферментами

РР (никотиновая кислота)

Перенос атомов водорода в процессе тканевого дыхания и биосинтеза с одного субстрата на другой

Перенос атомов водорода с суб­страта на кислород

Перенос ацетильных или ацильных радикалов (остаток уксусной и жирных кислот)

Перенос одноуглеродистых соединений в процессе биосинтеза (нуклеиновых кислот и др.)­

Окислительное декарбоксилирование кетокислот (пировиноградной, α-кетоглютаровой). Окисление глюкозы в пентозном цикле.

Переаминирование и декарбоксилирование аминокислот и ряд других реакций белкового и аминокислот­ного обмена

Коэнэим В₁₂ (кобамидный

Перенос и образование лабильных метильных групп и другие реакции биосинтеза

ПРИЧИНЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДЕФИЦИТА ВИТАМИНОВ В ОРГАНИЗМЕ

Витамины — незаменимые факторы питания. Их запасы в ор­ганизме крайне невелики (за исключением ретинола), поэтому они в необходимых количествах должны поступать с пищей. От содержания витаминов в рационе зависит общая направленность обмена веществ и состояние здоровья (табл. 3).

Одной из часто встречающихся причин повышения потребности организма в витаминах является изменение нормального соотно­шения в пищевом рационе основных усвояемых веществ. Увеличе­ние доли углеводов повышает потребность в витамине В₁, белка — в витамине В₆, растительных масел — в витамине Е и липотропных факторах. Снижение потребления белка (ниже установленных фи­зиологических норм) увеличивает потребность в большинстве ви­таминов, так как затрудняется их утилизация, построение фермен­тов, в которые они входят.

Усиленные физическая и нервная нагрузки приводят к значи­тельным изменениям обменных процессов, что сопряжено с повы­шенным расходом витаминов.Потребность в витаминах возрастает во время пребывания в высокогорье, при воздействии на организм пониженной и повышен­ной температур воздуха в крайних климатических зонах. Особенно это относится к людям, не акклиматизировавшимся к данному кли­мату.

Витамины поступают в организм с различными продуктами питания; для предупреждения дефицита витаминов и специфиче­ских нарушений обмена они должны поступать систематически и в определенных количествах (табл.3).

Потребность организма взрослого человека в витаминах и их основные источники в питании

Основные источники витаминов в питании

0,6мг на 4000 кДж

Зерновые продукты, не освобожден­ные от периферических частей и обо­лочек. Другие растительные и живот­ные продукты

0,7 мг на 1000 кДж

Молоко, молочные продукты, яица, мясо, овощи

Никотиновая кислота (РР)

6,6 мг на 1000 кДж

Печень, яйца, хлеб ржаной, говядина, сыр, молоко, картофель

Мясо, рыба, картофель, капуста, крупы, хлеб пшеничный

фолиевая кислота (Вс)

Печень, зелень (петрушка, шпинат, салат, лук зеленый), говядина, яйца

Мясные и рыбные продукты, яйца, творог

Аскорбиновая кислота (С)

Картофель, капуста, другие овощи, фрукты, ягоды

1 мг ретиноловых

Печень, молоко, рыба, сливочное масло, яйца, сыр

Витамин D (кальцифе- ролы)­

Рыба, рыбные продукты, молоко, масло сливочное

Витамин Е токоферолы

Растительные масла, маргарин, крупы, яйца, печень

В настоящее время количественно определена потребность в 10 витаминах, которая зависит от многих причин. Наиболее существенной причиной считают физическую напряженность труда. Потребность в витаминах К, Р, липоевой и пантотеновой кислотах, биотине, а также в витаминоподобных веществах (оротовой кислоте, витамине В₁₅, холине, парааминобензойной кислоте, инозите и карнитине) определена ориентировочно. Более точно разработаны рекомендации по их использованию с целью направленного воздействия на обмен веществ, что отражено в специальных инструкциях, регламентирующих сроки и дозы применения, в том числе и в спортивной практике.

4. Витаминоподобные вещества

В эту группу входят различные химические соединения, которые частично синтезируются в организме и обладают витаминным действием. Однако некоторые из них могут выполнять и специфические функции или самостоятельно или входя в состав других веществ.

Витамин В₄ (холин)- Его недостаток вызывает специфичные расстройства липидного обмена. Содержится в значительных количествах в мясе, различных злаках. Поступая через биологические мембраны в клетки, он принимает участие в биосинтезе ацетилхолина и фосфотидов и поставляет подвижные метильные группы -СН₃ при различных реакциях трансаминирования.

Витамин В₈ (инозит) — Недостаток вызывает задержку роста у молодняка, облысение и специфические расстройства нервной системы. У человека, заболевания связанные с витамином В₈ не установлены.

Оротовая кислота — витамин В₁₃. К витаминам эта кислота относится условно, так как авитаминоз описан только у грызунов и кур. Она является предшественником урацила и цитозина, т. е. может использоваться при биосинтезе пиримидиновых нуклеотидов. С целью стимулирования биосинтеза нуклеиновых кислот и как лечебное средство при нарушениях белкового обмена оротовая кислота применяется в лечебной практике.

Пангамовая кислота — витамин В₁₅. Эта кислота относится к витаминам также условно (неизвестна потребность в ней организма человека и животных). Однако она обнаружена в продуктах питания и обладает рядом ценных свойств, благодаря чему препарат витамина В₁₅ применяются в медицине и спортивной практике. Витамин представляет собой эфир глюконовой кислоты и димецилглицина. Благодаря наличию метильных групп, соединенных с азотом («лабильных» метильных групп), он оказывает положительное влияние на липидный обмен. Витамин В₁₅ стимулирует тканевое дыхание, повышает эффективность использование кислорода тканями, особенно при его недостатке различного происхождения, стимулирует продукцию стероидных гормонов коры надпочечников. Как лечебное средство используется при угрозе жирового перерождения печени, атеросклерозе, состояниях, сопровождающихся кислородным голоданием.

Витамин N (липоевая кислота) – содержится в растительных и животных тканях. Выполняет роль кофермента окислительного декарбоксилирования ПВК и альфа-кетоглутаровой кислоты, как сильный восстановитель снижает потребность в витаминах Е и С, предотвращая их быстрое окисление.

Витамин U (метилметионинсульфоний, противоязвенный фактор) – содержится в овощах, особенно много в капусте, разрушается при варке. Является донором метильных групп, вследствие чего выполняет роль липотропного фактора, используемого при лечении и профилактике жирового перерождения печени. Обладает антигистаминными свойствами, противоязвенной активностью. Применяется при лечении язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки, гастритов.

Источник

22.Кофакторы ферментов: ионы металлов и коферменты. Коферментные функции витаминов (на примере витаминов в6, рр, в2).

Большинство ферментов для проявления ферментативной активности нуждается в низкомолекулярных органических соединениях небелковой природы (коферментах) и/или в ионах металлов (кофакторах).

Кофакторывыполняют функцию стабилизаторов молекулы субстрата, активного центра фермента и конформации белковой молекулы фермента, а именно третичной и четвертичной структур. В некоторых случаях ионы металла служат «мостиком» между ферментом и субстратом. Они выполняют функцию стабилизаторов активного центра, облегчая присоединение к нему субстрата и протекание химической реакции. В ряде случаев ион металла может способствовать присоединению кофермента. Перечисленные выше функции выполняют такие металлы, как Mg2+, Mn2+, Zn2+, Co2+, Мо2+. В отсутствие металла эти ферменты активностью не обладают. Такие ферменты получили название «металлоэнзимы». Схематично данный процесс взаимодействия фермента, субстрата и металла можно представить следующим образом:

Кофермент, локализуясь в каталитическом участке активного центра, принимает непосредственное участие в химической реакции, выступая в качестве акцептора и донора химических группировок, атомов, электронов. Кофермент может быть связан с белковой частью молекулы ковалентными и нековалентными связями. В первом случае он называется простетической группой (например, FAD, FMN, биотин, липоевая кислота). Вместе с тем известны примеры, когда кофермент присоединяется к ферменту нековалентными связями настолько прочно, что не диссоциирует от белковой молекулы, например тиаминдифосфат. Во втором случае кофермент взаимодействует с ферментом только на время химической реакции и может рассматриваться в качестве второго субстрата. Примеры — NAD+, NADP+. Апофермент обеспечивает специфичность действия и отвечает за выбор типа химического превращения субстрата. Один и тот же кофермент, взаимодействуя с различными апоферментами, может участвовать в разных химических превращениях субстрата. Например, пиридоксальфосфат в зависимости от того, с каким апоферментом взаимодействует, участвует в реакциях трансаминирования или декарбоксилирования аминокислот.

Химическая природа коферментов, их функции в ферментативных реакциях чрезвычайно разнообразны. Традиционно к коферментам относят производные витаминов, хотя помимо них есть значительный класс небелковых соединений, принимающих участие в проявлении каталитической функции ферментов.

К коферментам относят следующие соединения:

гемы, входящие в состав цитохромов, каталазы, пероксидазы, гуанилатциклазы, NO-синтазы и являющиеся простетической группой ферментов;

нуклеотиды — доноры и акцепторы остатка фосфорной кислоты;

убихинон, или кофермент Q, участвующий в переносе электронов и протонов в ЦПЭ;

фосфоаденозилфосфосульфат, участвующий в переносе сульфата;

S-аденозилметионин (SAM) — донор метильной группы;

глутатион, участвующий в окислительно-восстановительных реакциях.

Витамин РРвходит в состав кофермента НАД + и НАДФ + , который принимает участие в ферментативных реакциях по последовательному механизму. Две ферментативные реакции, катализируемые ферментами Е1 и Е2, сопряжены друг с другом посредством кофермента NAD+, служащего в каждом из этих случаев субстратом. Для первого фермента субстратом служит окисленная форма NAD, в качестве второго субстрата выступает донор водорода — пример последовательных реакций, продуктом — восстановленная форма NAD, для фермента Е2 — наоборот.

Витамин В₅ – принимает участие в синтезе кофермента А (Ацетил-КоА). Кофермент А (КоА) —коферментацетилирования; один из важнейших коферментов; принимает участие в реакциях переносаацильных групп.МолекулаКоА состоит из остаткаадениловой кислоты, связанной пирофосфатной группой с остаткомпантотеновой кислоты, соединённой пептидной связью с остаткомβ-меркаптоэтаноламина.

С КоА связан ряд биохимических реакций, лежащих в основе окисленияисинтезажирных кислот, биосинтеза жиров, окислительных превращений продуктов распада углеводов. Во всех случаях КоА действует в качестве промежуточного звена, связывающего и переносящего кислотные остатки на другие вещества. При этом кислотные остатки в составе соединения с КоА подвергаются тем или иным превращениям, либо передаются без изменений на определённые метаболиты.

Витамин В₂ – принимает участие в формировании кофактора ФАД и ФМН. Флавинадениндинуклеотид —кофактор, принимающий участие во многих окислительно-восстановительных биохимических процессах. FAD существует в двух формах — окисленной и восстановленной, его биохимическая функция, как правило, заключается в переходе между этими формами. FAD может быть восстановлен до FADH2, при этом он принимает два атома водорода. Молекула FADH2 является переносчиком энергии и восстановленныйкоферментможет быть использован каксубстратв реакцииокислительного фосфорилированиявмитохондрии. Молекула FADH2 окисляется в FAD, при этом выделяется энергия, эквивалентная (запасаемая в форме) двум молям ATФ.

Источник