Витамины – как предшественники коферментов. Их роль в ферментативном катализе. примеры
Помимо витаминных препаратов в спортивной медицине применяются также некоторые их производные (коферменты).
биокаталитическая активнось, как правило, принадлежит не самим витаминам, а продуктам их биотрансформации — коферментам. Коферменты, соединяясь со специфическими белками, образуют ферменты — катализаторы биохимических реакций, лежащие в основе физиологических функций организма.
К числу коферментных препаратов витаминной природы относятся кокарбоксилаза (коферментная форма тиамина — витамин В1), пиридоксальфосфат. (витамин Вб), кобамамид (витамин В 12). Группа препаратов, созданных на основе витаминов, представлена пиридитолом (производное пиридоксина) — имеет мягкий стимулирующий эффект на ткани головного мозга; пантогамом (гомолог пантотеновой кислоты, содержащий гамма-аминомасляную кислоту); оксикобаламином (метаболит витамина В 12).
Кокарбоксилаза. Кофермент, образующийся в организме человека из поступающего извне тиамина. В спортивной медицине применяется для лечения перенапряжения миокарда и нервной системы, при печеночном синдроме, невритах и радикулитах. Эффект дает только внутривенное введение в дозе не менее 100 мг.
Оксикобаламин. Является метаболитом цианкобаламина (витамин В12). По фармакологическому действию близок витамину В 12, но по сравнению с ним быстрее превращается в организме в активную коферментную форму и дольше сохраняется в крови, так как более прочно связывается с белками плазмы и медленнее выделяется с мочой. Показания к применению такие же, как для В 12.
Карнитин. Витаминоподобное вещество, частично поступающее с пищей, частично синтезируемое в организме человека. Способствует окислению жирных кислот, синтезу аминокислот и нуклеиновых кислот. В спортивной медицине рекомендован для повышения работоспособности в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости для ускорения течения процессов восстановления. В скоростно-силовых видах спорта оказывает стимулирующее действие на рост мышц. Выпускается как L-карнитин (элькар, карнифит).
Бета-каротин. В организме превращается в витамин А, когда мы испытываем его нехватку. Бета-каротин, поступивший с едой, используется организмом как антиоксидант.
Лучшие источники: морковь, помидоры, кресс-салат, цветная капуста, шпинат, манго, тыква, дыня, абрикосы, а также другие фрукты и овощи с яркой окраской.
Содержание бета-каротина уменьшается при хранении продуктов на солнечном свету. Бета-каротин чрезвычайно стабилен при кулинарной обработке, и его количество может даже увеличиться. Это происходит потому, что бетакаротин высвобождается из клеток, когда при тепловой обработке овощей размягчаются клеточные стенки.
Суточная потребность для бета-каротина официально не установлена, однако многие ученые рекомендуют дозу примерно 15 мг в день для максимальной антиоксидантной защиты.
О токсичности этого пищевого соединения ничего не известно, хотя очень большие дозы придают коже желтоватый оттенок.
Источник
Витамины предшественники коферментов над
Водорастворимые витамины. I
А. Водорастворимые витамины. I
Витамин B 1 (тиамин) построен из двух циклических систем — пиримидина (шестичленный ароматический цикп с двумя атомами азота) и тиазола (пятичленныи ароматический цикл, включающий атомы азота и серы), соединенных метиленовой группой. Активной формой витамина Β 1 является тиаминдифосфат (ТРР), выполняющий функцию кофермента при переносе гидроксиалкильных групп («активированных альдегидов»), например, в реакции окислительного декарбоксилирования α-кетокислот (см. с. 136), а также в транскетолазной реакций гексозомонофосфатного пути (см. с. 154). При недостатке витамина Β 1 развивается болезнь бери-бери , признаками которой являются расстройства нервной системы (полиневриты), сердечно-сосудистые заболевания и мышечная атрофия.
Витамин B 2 — комплекс витаминов, включающий рибофлавин, фолиевую, никотиновую и пантотеновую кислоты. Рибофлавин служит структурным элементом простетических групп флавинмононуклеотида [ФМН (FMN)] и флавинадениндинуклеотида [ФАД (FAD)]. ФМН и ФАД являются простетическими группами многочисленных оксидоредуктаз (дегидрогеназ), где выполняют функцию переносчиков водорода (в виде гидрид-ионов). Специфические заболевания, связанные с дефицитом рибофлавина неизвестны. *
Молекула фолиевой кислоты (витамин B 9 , витамин В c , фолацин, фолат) включает три структурных фрагмента: производное птеридина, 4-аминобензоат и один или несколько остатков глутаминовой кислоты. Продукт восстановления фолиевой кислоты — тетрагидрофолиевая (фолиновая) кислота [ТГФ (THF)] — входит в состав ферментов, осуществляющих перенос одноуглеродных фрагментов (С 1 -метаболизм) (см. с. 406). Дефицит фолиевой кислоты встречается довольно часто. Первым признаком дефицита является нарушение эритропоэза (мегалобластическая анемия). При этом тормозятся синтез нуклеопротеидов и созревание клеток, появляются аномальные предшественники эритроцитов — мегалоциты. При остром недостатке фолиевой кислоты развивается генерализованное поражение тканей, связанное с нарушением синтеза липидов и обмена аминокислот.
В отличие от человека и животных микрοорганизмы способны синтезировать фолиевую кислоту de novo . Потому рост микроорганизмов подавляется сульфаниламидными препаратами, которые как конкурентные ингибиторы блокируют включение 4-аминобензойной кислоты в биосинтез фолиевой кислоты (см. с. 250). Сульфаниламидные препараты не могут оказывать воздействия на метаболизм жинотных организмов, поскольку они не способны синтезировать фолиевую кислоту.
Никотиновая кислота (ниацин) и нико тинамид (ниацинамид) (оба известны как витамин Β 5 , витамин РР) необходимы для биосинтеза двух коферментов — никотинамидадениндинуклеотида [ НАД + (NAD + )] и никотинамидадениндинуклеотидфосфата [ НАДФ + (NADP + )]. Главная функция этих соединений, состоящая в переносе гидрид-ионов (восстановительных эквивалентов), обсуждается в разделе, посвященном метаболическим процессам (см. с. 108). В животных организмах никотиновая кислота может синтезироваться из триптофана , однако биосинтез идет с низким выходом. Поэтому витаминный дефицит наступает лишь в том случае, если в рационе одновременно отсутствуют все три вещества: никотиновая кислота, никотинамид и триптофан. Заболевания. связанные с дефицитом ниацина, проД являются поражением кожи ( пеллагра ), расстройством желудка и депрессией.
Пантотеновая кислота (витамин B 3 ) представляет собой амид α,γ-дигидрокси-β,β-диметилмасляной кислоты (пантоевой кислоты) и β-аланина. Соединение необходимо для биосинтеза кофермента А [КоА (СоА)] принимающего участие в метаболизме мнотих карбоновых кислот (см. с. 110). Пантотеновая кислота также входит в состав простетической группы ацилпереносящего белка (АПБ) (см. с. 170). Поскольку пантотеновая кислота входит в состав многих пищевых продуктов, авитаминоз из-за дефицита витамина В 3 встречается редко.
До настоящего времени остается неясным, почему организм человека и многих животных испытывает потребность в витаминах. Предполагают, что у животных это связано с утратой вследствие мутаций некототорых стадий синтеза коферментов, в то время как такие стадии сохранились без изменений у микроорганизмов и растений. Во всяком случае наличие в пищевом рационе предшественников, необходимых для биосинтеза коферментов, а также готовых витаминов позволяет компенсировать дефекты эндогенного синтеза, вызванные такими мутациями.
* В ряде источников высказывается иная точка зрения. Считается, что дефицит рибофлавина вызывает расстройства пищеварения и нервной системы, хронические колиты и гастриты, общую слабость, различные кожные заболевания, снижает сопротивляемость организма. Витамин необходим для хорошего зрения. В конечном итоге дефицит рибофлавина влечет за собой сокращение продолжительности жизни. — Прим. перев.
Источник
22.Мультиферментные комплексы, проферменты изоферменты и их биохимическое значение.
Мультиферментные комплексы это надмолекулярные образования которые включают, несколько ферментов и коферментов. Они катализируют последовательные этапы реакции преобразования одного субстрата. Примером мультиферментов являются реакции окисли тельного декарбоксилирования αкетокислот (пирувата и αкетоглутарата) под влиянием пи руватдегидрогеназы и αкетоглутаратдегидрогеназы. Например пируватдегидрогеназный комплекс включает 3 фермента и использует 5 коферментов
Биологическое значение мультиферментных комплексов состоит в том, что благодаря их существованию облегчается перенос реагирующих веществ между отдельными фермен тами и коферментами, что ускоряет протекание реакций. Мультиферментные комплексы, как правило, формируются на мембранах путем самосборки.В олигомерах, катализирующих одну реакцию, выделяют изоферменты. Изоферменты – это ферменты, катализирующие одну реакцию, но отличающиеся друг от друга аминокислотным составом, последовательностью аминокислот, физико-химическими свойствами, локализацией в разных тканях.
Профермент — неактивный предшественник фермента. Другие названия: зимоген, проэнзим, энзимоген. Физиологический смысл проферментов заключается в том, чтобы ткани, продуцирующие ферменты, не подвергались воздействию этих самых ферментов. Поэтому акт продукции фермента (профермента) отделен от акта его активации — превращения в фермент. И поэтому проферменты, в основном, встречаются у протеолитических ферментов, расщепляющих белки, в отличие отлиполитических ферментов, расщепляющих жиры.
24.Витамины – как предшественники коферментов
Витамины — (от лат. vita — жизнь), низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, необходимые в незначительных количествах для нормального обмена веществ и жизнедеятельности живых организмов. Многие витамины — предшественники коферментов, в составе которых участвуют в различных ферментативных реакциях. Человек и животные не синтезируют витамины или синтезируют их в недостаточном количестве и поэтому должны получать витамины с пищей. Первоисточником витаминов обычно служат растения. Некоторые витамины образуются микрофлорой кишечника. Длительное употребление пищи, лишенной витаминов, вызывает заболевания (гипо- и авитаминозы). Многие витамины, используемые как лекарственные препараты, получают химическим или микробиологическим синтезом. Основные витамины: А1(ретинол), В1(тиамин), В2(рибофлавин), В3(пантотеновая кислота), В6(пиридоксин), В12(цианкобаламин), Вс(фолиевая кислота), С (аскорбиновая кислота), D (кальциферолы), Е (токоферолы), Н (биотин), РР (никотиновая кислота), К1(филлохинон).
По химическому строению и физико-химическим свойствам (в частности, по растворимости) витамины делят на 2 группы.
Жирорастворимые витамины: А, Д, Е, К, провитамин А (каротиноиды).
Водорастворимые витамины: В1, В2, В5, В6, В9, В12, С, Н, РР.
По физиологическому действию на человеческий организм классификация витаминов выглядит следующим образом:
антиоксиданты (витамины А, С, Е, каротиноиды);
прогормоны (витамин А и Д);
коферменты (витамины В6, В1, В2, РР, В5, В9, В12, витамин К, витамин Н).
Водорастворимые витамины при их избыточном поступлении в организм, будучи хорошо растворимыми в воде, быстро выводятся из организма.
Жирорастворимые витамины хорошо растворимы в жирах и легко накапливаются в организме при их избыточном поступлении с пищей. Их накопление в организме может вызвать расстройство обиена веществ, называемое гипервитаминозом, и даже гибель организма.
Номенклатура витаминов базируется на трех принципах :
1)По буквам латинского алфавита – А , B, C, D
2)По особенностям химического строения – тиамин, рибофлавин и др.
3)По болезни, развивающейся при отсутсвии данного витамина, с приставкой «анти» — антиневритный, антирахитный, антицинготный и др.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
Источник
Коферменты
Коферменты и кофакторы
Для проявления активности многих ферментов необходимы небелковые факторы.
Если они представлены органическими соединениями, то их называют коферментами.
Если они представлены неорганическими веществами, то их именуют кофакторами.
Это низкомолекулярные термостабильные соединения.
Коферменты располагаются в активном центре фермента.
Функции коферментов
участие в каталитическом превращении субстрата,
промежуточные переносчики групп от субстрата к ферменту,
присоединение кофермента или кофактора
стабилизирует структуру белка-фермента.
Химическое строение коферментов
производные водорастворимых витаминов,
производные нуклеотидов и других соединений.
Водорастворимые витамины как предшественники коферментов
должны присутствовать в пище и всасываться в тонком кишечнике в оптимальных количествах.
Витамины
Витамины — пищевые незаменимые факторы, которые, присутствуя в небольших количествах в пище
обеспечивают нормальное развитие организма животных и человека и адекватную скорость протекания биохимических и физиологических процессов.
Болезни при недостатке витаминов
– следствие нарушения обмена веществ из-за
снижения концентрации коферментов. Авитаминозы – болезни, возникающие при
полном отсутствии в пище или полном нарушении усвоения какого-либо витамина.
Гиповитаминозы — болезни, возникающие 
из-за недостаточного поступления или
неполного усвоения какого-либо витамина.
Причины авитаминозов и гиповитаминозов
— отсутствие витамина в пище,
— недостаточное, неполноценное питание,Эндогенные:
— повышенная потребность при некоторых физиологических и патологических состояниях (беременность, лактация, токсикоз, кахексия),
— усиленный распад витаминов в кишечнике из-за развития в нём микрофлоры,
— 
нарушение всасывания витаминов при заболеваниях кишечника,
— болезни печени и поджелудочной железы,
алкоголизм, 
врождённые нарушения обмена и функций витаминов.
Источник