Перенос метильной группы витамин

1. Особенности обмена метионина

Метионин — незаменимая аминокислота. Она необходима для синтеза белков организма, участвует в реакциях дезаминирования, является источником атома серы для синтеза цистеина. Метионил-тРНК участвует в инициации процесса трансляции.

Метальная группа метионина — мобильный одноуглеродный фрагмент, используемый для синтеза ряда соединений. Перенос метильной группы метионина на соответствующий акцептор называют реакцией трансметилирования, имеющей важное метаболическое значение.

Метальная группа в молекуле метионина прочно связана с атомом серы, поэтому непосредственным донором этого одноутлеродного фрагмента служит активная форма аминокислоты.

Реакция активация метионина

Активной формой метионина является S-аденозилметионин (SAM) — сульфониевая форма аминокислоты, образующаяся в результате присоединения метионина к молекуле аденозина. Аденозин образуется при гидролизе АТФ (см. схему А).

Эту реакцию катализирует фермент метионин аденозилтрансфераза, присутствующий во всех типах клеток. Структура (-S + -CH₃) в SAM — нестабильная группировка, определяющая высокую активность метильной группы (отсюда термин «активный метионин»). Эта реакция уникальна для биологических систем, так как, по-видимому, является единственной известной реакцией, в результате которой освобождаются все три фосфатных остатка АТФ.

Отщепление метильной группы от SAM и перенос её на соединение-акцептор катализируют ферменты метилтрансферазы. SAM в ходе реакции превращается в S-аденозилгомоцистеин (SAT).

Примеры реакций трансметилирования

Синтез фосфатидилхолина из фосфатидилэтиноламина

Фосфатидилхолины (лецитины) — наиболее распространённая группа глицерофосфолипидов, участвующих в образовании мембран клеток и липопротеинов, в составе которых осуществляется транспорт липидов (см. раздел 8) (см. схему Б).

Карнитин — переносчик жирных кислот через мембрану митохондрий (см. раздел 8) (см. схему А на с. 501).

Креатин необходим для образования в мышцах высокоэнергетического соединения — кре-атинфосфата. Синтез креатина идёт в 2 стадии с участием 3 аминокислот: аргинина, глицина и метионина. В почках образуется гуанидинацетат при действии глицинамидинотрансферазы (см. схему Б на с. 501).

Затем гуанидинацетат транспортируется в печень, где происходит реакция его метилирования (см. схему В на с. 501).

Креатин с кровотоком переносится в мышцы и клетки мозга, где из него образуется высокоэнергетическое соединение — креатинфосфат. (см. схему А на с. 502).

Эта реакция легко обратима и катализируется ферментом креатинкиназой. Фермент локализован в цитозоле и митохондриях клеток, обладает органоспецифичностью. В норме активность его в крови очень мала. Обнаружено три изоферментные формы креатинкиназы (см. раздел 2).

Креатинфосфат играет важную роль в обеспечении энергией работающей мышцы в начальный период. В результате неферментативного дефосфорилирования, главным образом в мышцах, креатинфосфат превращается в креатинин, выводимый с мочой. Суточное выделение кре-атинина у каждого индивидуума постоянно и пропорционально общей мышечной массе (см. схему Б на с. 502).

Определение содержания креатина и креати-нина в крови и моче используется для характеристики интенсивности работы мышц в спортивной медицине и при некоторых патологических состояниях. Определение активности фермента креатинкиназы и его изоферментных форм в

крови используется в медицине для диагностики таких заболеваний, как инфаркт миокарда, миопатии, мышечные дистрофии и др.

Реакции трансметилирования используются также для:

синтеза адреналина из норадреналина;

синтеза анзерина из карнозина;

метилирования азотистых оснований в нук-леотидах и др. (см. раздел 10);

инактивации метаболитов (гормонов, медиаторов и др.) и обезвреживания чужеродных соединений, включая и лекарственные препараты (см. подразд. IX, раздел 12).

Реакции метилирования играют важную роль в организме и протекают очень интенсивно. Это вызывает большой расход метионина, так как он является незаменимой аминокислотой (в клетках метионин синтезироваться не может). В связи с этим большое значение приобретает возможность регенерации метионина с участием заменимых аминокислот (Сер, Гли). В результате отщепления метильной группы SAM превращается в S-аденозилгомоцистеин (SAT), который при действии гидролазы расщепляется на аденозин и гомоцистеин.

S-аденозилгомоцистеин + Н₂О → Аденозин + Гомоцистеин

Гомоцистеин может снова превращаться в ме тионин под действием гомоцистеинметилтранс феразы. Донором метильной группы в этом слу чае служит N 5 -метил-Н₄-фолат:

Промежуточным переносчиком метильной группы в этой реакции служит производное витамина В₁₂ — метилкобаламин, выполняющий роль кофермента.

Метионин — незаменимая аминокислота, однако может регенерироваться из гомоцистеина. Следовательно, незаменим именно гомоцистеин, но единственным его источником в организме служит метионин. В пище гомоцистеина крайне мало, поэтому потребности человека в метиони-не и гомоцистеине обеспечиваются только мети-онином пиши. Общая схема метаболизма метионина, связанная с обменом одноуглеродных фрагментов, представлена на рис. 9-27.

Первичным донором одноуглеродныхкфраг-ментов является серии. Образовавшийся N 5 ,N 10 -метилен-Н₄-фолат восстанавливается до N 5 -метил-Н₄-фолата, передающего метильную группу на кобаламин (витамин В₁₂). Метилкобаламин непосредственно участвует в регенерации метионина. Гомоцистеин может использоваться также для синтеза цистеина.

Источник

Витамины группы B — труженики метилирования: витамин B6

Все витамины группы В имеют сходные функции: обеспечение организма энергией, синтез нейромедиаторов, метаболизм белков и жиров, нервные функции, здоровье мозга и всего организма. При этом каждый из витаминов группы В имеет свои уникальные функции.

Все восемь витаминов группы В растворимы в воде. Вот они:

Между витаминами группы В есть взаимозависимость, которая делает оценку значения лишь какого-то одного из них не полной: так же, как ладонь имеет пять пальцев, витамины группы В действуют в совокупности. Мы группируем эти витамины по их взаимным связям и функциям.

Витамины-трудяги или вещества для метилирования: витамин В₆, метил В₁₂, фолаты, TMG (бетаин) и DMG (диметилглицин)

Витамины В₆ (пиридоксин), В₁₂ (кобаламин) и фолиевая кислота – это водорастворимые химические соединения, необходимыми для обеспечения организма энергией, развития и функционирования тканей мозга и нервной системы.

Они являются критически важными реагентами в реакции метилирования – важнейшем процессе, регулирующем синтез ДНК, расшифровку генов, выработку энзимов и нейромедиаторов, синхронизации работы нейронов и поддержании энергии клеток. Подробнее метилирование описывается в отдельной статье (сюда перевод раздела 33.2)

TMG (бетаин) и DMG (диметилглицин) – это доноры метильной группы, которые также участвуют в метилировании и поддерживают функции нейромедиаторов на нормальном уровне. Объединенное действие этих веществ оказывает глубочайшее влияние на мыслительные способности, способность к концентрации, вниманию, речи, развитию, а также помогает насытить клетки энергией. Все перечисленное крайне важно при СДВГ и аутизме.

Недостаточное метилирование называют гипометилированием, а избыточное – гиперметилированием. Те, у кого наблюдается гипометилирование, хорошо реагируют на прием витаминов группы В, особенно тех, которые участвуют в процессе метилирования. Те, у кого присутствует гиперметилирование, напротив, не переносят эти вещества, и в их присутствии демонстрируют избыточную активность и раздражительность.

Согласно некоторым данным, гипометилирование наблюдается у:

• Более 95% людей с аутизмом;
• Более 99% людей с СДВГ в виде вызывающего оппозиционного расстройства;
• У 20 – 30% людей с другими формами СДВГ.

Поскольку действие витаминов группы В связано между собой, мы обычно советуем прием специального комплекса витаминов группы В, к которому можно добавлять отдельные витамины в зависимости от того, какие симптомы демонстрирует пациент, и какие данные показывает лабораторный анализ.

Анализ на витамины В₆, В₁₂ и фолиевую кислоту должен осуществлять опытный врач. Уровни этих витаминов в сыворотке крови не являются надежными маркерами их дефицита и не снижаются до тех пор, пока дефицит не достигает экстремальных значений. Существуют специальные тесты метаболизма, которые позволяют дать более точный ответ на вопрос о работе этих витаминов в организме.

Витамин В₆ (пиридоксин)

Витамин В6 в естественном виде присутствует во многих видах продуктов питания. Всего есть шесть форм витамина В₆:

• пиридоксин (PN)
• пиридоксал (PL)
• пиридоксамин (PM)
• пиридоксамин-5-фосфат (PMP)\ъ
• пиридоксин-5-фосфат (PNP)
• активная форма — пиридоксал-5-фосфат (P₅P).

Большое количество витамина В₆ во фруктах, злаках и овощах представлено в формах с ограниченной эффективностью. Форма P₅P оказывает действие более чем на 100 энзимов, в особенности на те, действие которых зависит от магния.

Функции витамина В₆

• Помогает метаболизму аминокислот, углеводов и липидов
• Участвует в формировании гемоглобина и красных кровяных телец
• Участвует в регулировании гомоцистеина (вместе с магнием, витамином В₁₂ и фолиевой кислотой)
• Участвует в синтезе нейромедиаторов
• Помогает метаболизму стероидных гормонов
• Участвует в регулировании уровня глюкозы в крови (способствует синтезу глюкозы и расщеплению гликогена)
• Помогает настройке иммунной системы
• Принимает участие в формировании ниацина (витамина В₃)
• Играет значимую роль в синтезе клеточных кислот

Факторы, которые могут привести к дефициту витамина В₆

• Недостаточный прием
• Плохое пищеварение или усвоение
• Периоды больших энергетических затрат: воспалительный процесс, травма, рост, беременность, стресс
• Прием некоторых видов лекарств: оральных контрацептивов, изониазида, вальпроевой кислоты
• Болезни печени
• Избыток белка в пище (требует больших количеств В₆ и цинка)
• Курение (в том числе и пассивное)
• Прием кофеина и алкоголя
• Нахождение в неблагоприятной окружающей среде
• Болезни почек
• Аутоиммунные расстройства

Патологические состояния, связанные с дефицитом витамина В₆

• Нейропатия
• Боли в кистях (синдром запястного канала)
• Проблемы в экспрессии генов (переносе информации из ДНК в РНК и белки)

Симптомы, которыми сопровождается нехватка витамина В₆

• Себорейный дерматит
• Глоссит (воспаление языка), трещины в языке
• Хейлит (воспаление губ, трещины на месте их смыкания)
• Жжение в ступнях
• Раздражительность
• Смены настроения, депрессия, тревожность
• Потеря ориентации в пространстве
• Проблемы с концентрацией, интеллектуальной функцией, способностью к концентрации
• Задержки в развитии речи, проблемы в коммуникации
• Утомляемость
• Микроцитарная анемия (с возможной сопутствующей нехваткой железа и/или меди)
• Гиперактивность
• Воспалительные процессы
• Медленный, недостаточный рост
• Невралгия (боль в нервах) или парестезия (ощущения онемения и покалывания)
• Судороги в мышцах
• Большая подверженность инфекционным заболеваниям
• ПМС
• Гиперпигментация на коже
• Тошнота во время беременности
• Гомоцистеинемия

Витамин В₆, СДВГ и аутизм

В 1965 году доктор Бернард Римланд предложил использовать витамин В₆ в качестве средства для терапии аутизма. В те годы эта идея была отвергнута научным сообществом как нелепая, однако современная наука переосмыслила наследие доктора Римланда и в настоящее время пищевые добавки с витамином В₆ считаются одними из наиболее эффективных при лечении СДВГ и аутизма.

Итак, В₆ эффективен при лечении:

• Гиперактивности, возбудимости, самостимуляций, тревожности, навязчивых состояний и повторяющегося поведения

В₆ необходим для работы энзима, который превращает избыточную глутаминовую кислоту (глутамат) в успокаивающий нейромедиатор ГАМК. Дисбаланс между глутаминовой кислотой (глутаматом) и ГАМК часто наблюдается при аутизме и также может присутствовать и у детей с СДВГ. ГАМК может помогать в сглаживании указанных симптомов благодаря устранению дисбаланса.

• Для улучшения интеллектуальной функции, внимания, способности к концентрации, развития речи и обучаемости

Витамин В₆ (вместе с магнием) помогает интеллектуальным функциям мозга

• Депрессий, смены настроений и приступов ярости

Метаболизм нейромедиаторов (в особенности серотонина, ГАМК и дофамина) напрямую зависит от витамина В₆. Эти нейромедиаторы важны при СДВГ и аутизме.

Пищевые добавки с витамином В₆

Если мультивитаминный комплекс не обеспечивает полного насыщения нехватки витамина В₆ (его активной формы P₅P), может понадобиться прием дополнительных добавок только с этим витамином.

Общая дневная доза витамина В₆ получаемая из всех источников:

• Добавки принимаются каждый день с едой в середине дня.
• P₅P обладает более сильным действием, чем В₆, и обычно принимается в меньших дозах, чем «обычный» В₆.
• В₆ и P₅P действуют эффективнее, если принимаются вместе с магнием
• Если насыщенность организма сульфатами низка (как это бывает в случае непереносимости или чувствительности к фенолам), нужно избегать форму P₅P и использовать только В₆.
• Дозы выше рекомендованных можно принимать только под руководством опытного практикующего врача.
• Прием высоких доз только витамина В₆ может вызвать периферическую нейропатию, чего можно избежать, если принимать другие витамины группы В и магний.
• Начинаем прием с низкой дозировки и постепенно увеличиваем дозы.
• Прекращаем прием, если витамин плохо переносится.

Перевод из книги The ADHD and Autism Nutritional Supplement Handbook. Dana Godbout Laake, R.D.H., M.S., L.D.N., Pamela J. Compart, M.D.

Другие главы из этой книги:

Источник