Путем присоединения нуклеотида коферментную форму образует витамин

Молекула фолиевой кислоты слагается из: птеридинового кольца (с группами 2-амино и 4-гидрокси), остатка парааминобензоловой кислоты и пептидной группы, образованной из 1-7 (10) глютамиловых радикалов, связанных между собой в положении гамма.

Собственно фолиевая кислота — это птероилмоноглютамовая кислота, которая для приобретения коферментной активности подвергается восстановлению (под воздействием дегидрофолат-редуктазы) в тетрагидрофолиевую кислоту (FH4), после предварительного прохождения через полувосстановленную форму (диги-дрофолиевую кислоту — FH2).

Термин фолиевокисловые соли применяется для обозначения совокупности производных фолиевой кислоты. В пищевых продуктах и клетках организма большинство фолиевокислых солей находится в виде полиглютаматов, которые, в целях поглощения или использования в качестве коферментов подвергаются предварительному «разъединению » специфическими ферментами («конъюгазы»).

Коферментная активность фолиевой кислоты (в форме FH4) заключается в переносе отдельных единиц «активного углерода», которые, без затруднения, либо связываются либо отдаются во время реакций метаболизма нуклеиновых кислот или аминокислот. К тому же, путем реакций интерконверсии (Nystrom), фолиевые коферменты преобразуются из одних, в другие, тем самым создавая, поистине, биохимические кругообороты фолиевокислой соли; при этом существует возможность управления ею наиболее необходимыми реакциями (Nystrom).

Химическая структура фолиевой кислоты и ее полиглютаматов

В процессе синтеза пуриновых нуклеотидов фолиевые коферменты участвуют в 2 из 12 реакций образования пуринового ядра (с включением С8 и С2). В отношении пиримидиновых нуклеотидов фолиевая кислота участвует в образовании тимидилата (нуклеотид ДРНК) путем метилирования уридилата. При этой реакции происходит частичное окисление FH4 в FH2, которая, затем, преобразуется в FH4 под воздействием FHa-редуктазы.

В обмене аминокислот фолиевые коферменты участвуют в процессах интерконверсии гликолъ-серин (реакция, зависящая от пиридоксалфосфата), катаболизма гистидина (преобразования формиминоглютамовой кислоты) (FIGlu) в глютамовую кислоту (что выявляется реакцией нагрузки гистидином), равно как и в биосинтезе метионина путем метилирования гомоцистеина с помощью другой переносящей системы, зависящей от В12; эта реакция объясняет мегалобластоз, наблюдаемый при недостатке витамина В12.

Дозировка фолиевокислых солей в принципе проводится бактериологическими методами, измеряющими рост, зависящих от них, микроорганизмов при контакте с исследуемым материалом (L. Casei; для «дифференцированной» дозировки — S. faecalis и P. cerevisiae); применяются также методы «радиоизотопного разведения» (Waxman и сотр.).

Движение фолиевой кислоты (фолиевокислых солей) в организме

Поскольку в отличие от многих микроорганизмов, организм человека не способен синтезировать фолиевокислые соли, он находится в зависимости от их подвоза с пищей. Это обеспечивается рядом пищевых продуктов растительной и животной природы, среди которых наибольшим содержанием фолиевокислых солей отличаются спаржа, цветная капуста, шпинат, салат, арбуз, лимон, грибы, пивные дрожжи, печенка, почки и др.

Смешанный режим питания может содержать от 100 до 2000 мкг (Chanarin и сотр.) — в среднем 600—700 мкг. фолиевокислых солей в сутки, при этом большинство в виде полиглютаматов, из которых лишь часть поступает в организм, в пригодном для него состоянии. При нормальных условиях наименьшая суточная потребность оценивается в 50—100 мкг; при более высоком расходе или нарушении поглощения отмечается рост количества до 500 мкг в сутки и даже более.

Схематическое изображение метаболических систем фолиевокислых солей (видоизменение по Nystrom).
Различаются системы: «синтеза пуринов» (а, а’), «синтеза ДНК» (b) и «синтеза метионина» с восстановлением «активной фолиевокисловои соли» (с); системы (кругообороты), питающиеся за счет подвоза с пищей и клеточных запасов [в частности посредством системы (с)] связаны между собой внутриконверсионными реакциями с проявлением тяготения к форме метил-FН4; изображены основные реакции переноса и внутриконверсии с соответствующими ферментами. Ферменты: 1—формиминотрансфераза; 2 — циклодезаминаза; 3 — GAR-трансформилаза; 4— циклогидролаза; 5 — AIGAR-трансформилаза; 6 — фермент, активирующий муравьинокислую соль; 7 — серингидроксиметилтрансфераза; 8 — тимидилатсинтетаза; 9 — N5, N10-метенил-FН4-дегидрогеназа; 10— N5, N10-метилеи-FН4-редуктаза; 11—витамин В12-траясамилаза; 12 — конъюгазы; 13 — FH2 — редуктаза.

Поглощение фолиевокислой соли происходит в двенадцатиперстной и проксимальной части тощей кишках, посредством механизма активного переноса. При введении большого количества фолиевокислая соль проходит через кишечную клетку с помощью пассивной диффузии. В настоящее время доказано, что поглощаются лишь моноглютамовые формы (Bernstein и сотр.), в то время как полиглютаматы требуют предварительного разъединения кишечными конъюгазами (на активность которых влияют физиологические или патологические активирующие и ингибирующие факторы).

Видимо в процессе поглощения или прохождения через печень происходит метилирование фолиевой кислоты.

Перенос плазмой осуществляется постредством нестойкого связывания с глобулинами и beta-липопротеидами. Восстановленная фолиевая кислота быстро захватывается клетками (на уровне FН2-редуктазы), причем дальнейшее преобразование в активные формы протекает весьма медленно (быстрее при недостаточности). Норма фолиевокислой соли в сыворотке равняется 6—20 нг/мл, причем в большинстве случаев (более 90%) в виде метил-FH4.

Запас фолиевокислой соли в организме оценивается примерно в 6—10 мг, при этом основное хранилище печень (Chanarin и сотр.). В кровяных клетках так же отмечается значительная концентрация фолиевокислых солей (160—640 нг/мл массы эритроцитов), при том, кроветворение видимо располагает преимущественным режимом в случае фолиевого дефицита. Клеточная фолиевокислая соль представляется в виде сочетанного метил-FН4 и переходит в активную форму по мере, метаболических потребностей соответствующих клеток.

Удаление фолиевокислых солей осуществляется, в основном, через почки (примерно 40 нг/сутки), несмотря на то, что наибольшее фильтруемое количество подвергается ретрорезорбции через канальцы. Как и в отношении витамина В12 существует активное кишечно-печеночное движение фолиевокислых солей, в пределах которого теряется небольшая доля, удаляемая с фекалиями (Bertino и сотр.).

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Витамин РР,(ниацин, антипеллагрический витамин)

Пищевые источники: дрожжи, печень, почки, рис, черный хлеб, картофель и др. Витамин РР может синтезироваться из триптофана.

Биологическая роль: путем присоединения нуклеотида образует два кофермента НАД + и НАДФ + , оба кофермента являются переносчиками атомов водорода, причем НАД + участвует в окислительном катаболизме, а НАДФН в восстановительных биосинтезах и реакциях гидроксилирования. Эти коферменты входят в состав дегидрогеназ, редуктаз, гидроксилаз.

Недостаточность витамина РР приводит к развитию заболевания «пеллагра», для которого характерны 3 основных признака: дерматит, диарея, деменция (приобретенное снижение интеллекта). Дерматит развивается на участках кожи, доступных действию солнечных лучей(лицо, шея, тыльная поверхность кистей рук).

Витамин В₆ (пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин)

Пищевые источники: печень, молоко, дрожжи, пшеница, морковь, некоторое количество витамина синтезируется кишечной микрофлорой.

Биологическая роль связана с образованием путем фосфорилирования кофермента пиридоксальфосфат. Пиридоксалевые ферменты играют ключевую роль в обмене аминокислот: реакциях переаминирования, декарбоксилирования, участвуют в специфических реакциях метаболизма отдельных аминокислот, необходимы для биосинтеза гема, УМФ.

Недостаточность витамина В₆ у детей проявляется повышенной возбудимостью нервной системы, периодическими судорогами, что связано, возможно, с недостаточным образованием тормозного медиатора ГАМК, специфическими дерматитами. У взрослых признаки гиповитаминоза наблюдаются при длительном лечении туберкулеза изониазидом (антивитамином В₆). При этом возникают поражения нервной системы (полиневриты), дерматиты.

Витамин Н (биотин)

Источники: содержится почти во всех продуктах животного и растительного происхождения. Наиболее богаты витамином печень, почки,молоко, желток яйца, достаточное количество витамина синтезирует кишечная микрофлора.

Биологическая роль: биотин необходим для реакций карбоксилирования. С участием биотина происходит образование малонил-КоА из ацетил-КоА в биосинтезе жирных кислот и синтез оксалоацетата из пирувата в глюконеогенезе.

Недостаточность витамина Н встречается очень редко, т.к. кишечная микрофлора синтезирует достаточное количество витамина. Картина авитаминоза проявляется при дисбактериозах кишечника, либо при введении в рацион большого количества сырого яичного белка, содержащего авидин (антивитамин Н). При недостаточности биотина развивается специфический дерматит, проявляющийся покраснением и шелушением кожи, а также обильной секрецией сальных желез (себорея). У животных наблюдается выпадение шерсти, поражение ногтей, усталость, сонливость и депрессия.

Фолиевая кислота

Источники: значительное количество витамина содержится в дрожжах, зеленых частях растений, печени, почках, мясе. Витамин также синтезируется кишечной микрофлорой.

Биологическая роль: фолиевая кислота путем присоединения водорода при участии фолатредуктазы образует коферментную форму – тетрагидрофолат (ТГФК), который является переносчиком одноуглеродных фрагментов: метильных, формильных и других групп. Этот кофермент необходим при синтезе пуриновых нуклеотидов и тимина, при ресинтезе метионина, необходим для пролиферации:

· развитие эмбриона (предупреждение патологии, поэтому назначение витамина обязательно в первом триместре беременности),

· кроветворение (предупреждение мегалобластической анемии),

· обновление слизистой тонкого кишечника,

· при заживлении ран, травм, участков некроза,

При недостаточности фолиевой кислоты развивается мегалобластическая анемия, лейкопения, задержка роста. Также наблюдают нарушение обновления слизистой тонкого кишечника, медленное заживление ран, травм.

В медицине широко применяют антифолиевые лекарства. Для лечения лейкозов и опухолей используют ингибиторы фолатредуктазы, нарушающие образование ТГФК из фолата (метотрексат). Сульфаниламиды и ПАСК, являясь структурными аналогами ПАБК (компонента фолиевой кислоты), по типу конкурентного ингибирования тормозят синтез фолиевой кислоты бактериями, что позволяет использовать их как бактериостатические средства.

Витамин В₁₂ (кобаламин)

Источники: В₁₂ – единственный, витамин, синтезируемый исключительно микроорганизмами, ни растения, ни ткани животных этой способностью не наделены. Основные пищевые источники витамина: печень, почки, мясо, рыба, молоко, яйца. В значительных количествах депонируется в печени.

Биологическая роль: витамин В₁₂ служит источником образования двух коферментов: метилкобаламина и дезоксиаденозилкобаламина. Метил-В₁₂ необходим при ресинтезе метионина, в ходе этого процесса кофермент переносит СН₃-группу от ТГФК, при этом ТГФК освобождается для переноса других одноуглеродных фрагментов, необходимых в синтезе нуклеотидов. Дезоксиаденозилкобаламин как кофермент участвует в реакции изомеризации метилмалонил-КоА до сукцинил-КоА, который может использоваться для биосинтеза гема. Метилмалонил-КоА образуется при метаболизме жирных кислот с нечетным числом атомов углерода, аминокислот с разветвленной углеродной цепью и боковой цепи холестерина.

Недостаточность витамина связана в основном с нарушением его всасывания. Для всасывания необходим внутренний фактор Касла, синтезируемый обкладочными клетками желудка. Гиповитаминоз может развиться при атрофическом и анацидном гастрите, а также после тотального удаления желудка при хирургических операциях. Основным проявлением авитаминоза является пернициозная анемия, для которой характерно снижение количества эритроцитов в кровотоке, увеличение их размера. Помимо нарушения кроветворной функции, для авитаминоза В₁₂ специфично также расстройство деятельности нервной системы (фуникулярный миелоз), объясняемое токсичностью метилмалонил-КоА.

Источник

Витамин В3 (PP, ниацин, антипеллагрический)

Название витамина PP дано от итальянского выражения preventive pellagra – предотвращающий пеллагру.

Источники

Хорошим источником являются печень, мясо, рыба, бобовые, гречка, черный хлеб. В молоке и яйцах витамина мало. Также синтезируется в организме из триптофана – одна из 60 молекул триптофана превращается в одну молекулу витамина.

Суточная потребность

Строение

Витамин существует в виде никотиновой кислоты или никотинамида.

Две формы витамина РР

Его коферментными формами являются никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и фосфорилированная по рибозе форма – никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ).

Строение окисленных форм НАД и НАДФ

Биохимические функции

Перенос г идрид-ионов Н – (атом водорода и электрон) в окислительно-восстановительных реакциях.

Механизм участия НАД и НАДФ в биохимической реакции

Благодаря переносу гидрид-иона витамин обеспечивает следующие задачи:

1. Метаболизм белков, жиров и углеводов. Так как НАД и НАДФ служат коферментами большинства дегидрогеназ, то они участвуют в реакциях

Пример биохимической реакции с участием НАД

2. НАДН выполняет регулирующую функцию, поскольку является ингибитором некоторых реакций окисления, например, в цикле трикарбоновых кислот.

3. Защита наследственной информации – НАД является субстратом поли-АДФ-рибозилирования в процессе сшивки хромосомных разрывов и репарации ДНК.

4. Защита от свободных радикалов – НАДФН является необходимым компонентом антиоксидантной системы клетки.

5. НАДФН участвует в реакциях

ресинтеза тетрагидрофолиевой кислоты (кофермент витамина B9) из дигидрофолиевой после синтеза тимидилмонофосфата,
восстановления белка тиоредоксина при синтезе дезоксирибонуклеотидов,
для активации «пищевого» витамина К или восстановления тиоредоксина после реактивации витамина К.

Гиповитаминоз B3

Причина

Пищевая недостаточность ниацина и триптофана. Синдром Хартнупа.

Клиническая картина

Проявляется заболеванием пеллагра (итал.: pelle agra – шершавая кожа) как синдром трех Д:

дерматиты (фотодерматиты),
диарея (слабость, расстройство пищеварения, потеря аппетита).
деменция (нервные и психические расстройства, слабоумие),

При отсутствии лечения заболевание кончается летально. У детей при гиповитаминозе наблюдается замедление роста, похудание, анемия.

Антивитамины

Производное изоникотиновой кислоты изониазид, используемый для лечения туберкулеза. Механизм действия точно не выяснен, но по одной из гипотез – замена никотиновой кислоты в реакциях синтеза никотинамидаденин-динуклеотида (изо-НАД вместо НАД). В результате нарушается протекание окислительно-восстановительных реакций и подавляется синтез миколевой кислоты, структурного элемента клеточной стенки микобактерий туберкулеза.

Источник