Лекция 8 Витамины – как коферменты

План лекции:

1. Классификация витаминов

2. Строение и биологическая роль витаминов

3. Витамины – как коферменты.

Цель лекции: Изучение витаминов, как коферментов

Впервые витамины были обнаружены Казимиром Функом. Это витамин В₁. Вещество было выделено из экстракта оболочек риса , и так как содержало аминогруппу, он был назван витамином (жизненно важный амин).

Позже оказалось, что не все витамины содержат аминогруппу, но название осталось.

Витамины – это низкомолекулярные вещества, которые присутствуют в небольшом количестве в пище и обеспечивают нормальное протекание биохимических процессов.

Нарушение нормального процесса обмена часто связаны с недостаточным поступлением витаминов в организм, полным отсутствием в пище или нарушениями их всасывания. В результате развиваются авитаминозы, болезни возникающие в результате полного отсутствия в пище витамина.

Гиповитаминозы – недостаточное поступление с пищей или нарушение их всасывания. У человека чаще всего встречается именно эта форма заболевания. И реже встречаются гипервитаминозы, в результате черезмерного употребления жирорастворимых витаминов A,Д, Е, К, которые накапливаются в организме.

Витамины являются коферментами, которые входят в состав сложных ферментов.

Образование кофермента.

В итамины всасывание в кровь → в органы → образование кофермента → +апофермент (белковая часть) → холофермент.

Чем отличаются витамины от кофермента?

Витамины	Кофермент
Витамин В1 тиамин	Тиамин пирофосфат, ТПФ
Витамин В2 –рибофлавин	Флавинадениндинуклеотид, ФАД
Витамин В3 – амид никотиновой кислоты	никотинамидадениндинуклеотид НАД

Наряду с витаминами в организм поступают провитамины, которые под действием различных факторов могут переходить в активное состояние.

Например, каротин, провитамин А, в печени под действием каротиназы превращается в витамин А. или у нас под кожей находятся стерины, под действием ультрафиолетовых лучей переходит в активный витамин Д. Ряд витаминов под действием кишечной микрофлоры синтезируются витамины в кишечнике. Это витамиы В_2, В₃, В₅, В₆. На синтез витаминов губительно действуют антибиотики.

Антивитамины – это структурные аналоги витаминов, которые блокируют активный центр фермента, и вызывают конкурентное торможение. Например, антивитамином парааминобензойной кислоты являются сульфониламиды, рибофлавина – акрихин.

Классификация витаминов.

↙ ↘

Водорастворимые жирорастворимые А, Д, Е, К.

В₁, В₂, В₃, В₅, В₆, В₁₂, Р, С,

Фолиевая кислота.

Каждый витамин имеет тройное название: буквенное, химическое и по биологическому эффекту.

Например витамин В1 – тиамин, антиневритный.

Витамин В₁, состоит из пиримидинового и тиазолового колец, соедененых между собой. Наличие S в тиазоловом кольце и аминогруппы в пиримидиновом кольце дало основание назвать вещество тиамином.

Суточная потребность – 1.2 – 1.8 мг(2-3мг)

Пищевые источники: оболочка злаковых (рис, пшеница, черный хлеб, дрожжи).

Биологическое действие.

Витамин В₁ входит в состав кофермента ТПФ – тиаминпирофосфата, входит в состав мультиэнзима, который участвует в окислительном декарбоксилировании пирувата.

C₆H₁₂O₆

↓

CH₃

| ТПФ (вит В₁)

2 C=O CH₃COSKoA

| CO₂

COOH

При недостатке ТПФ в организме накапливается пируват, а кетогруппа (С=О) очень токсична для нервной ткани. В результате накопления пирувата развиваются невриты, полиневриты. Отсутствие витамина В₁ приводит к заболеванию бери-бери, сопровождающееся полиневритами, параличами.

Это заболевание было обнаружено у народов, питающихся полированным рисом вместо хлеба.

Витамин В₂ - рибофлавин, антидерматитный.

Суточная потребность – 1.8 – 2.5 мг

Пищевые источники: молоко, яйца, сыр, черный хлеб, свежие овощи, мясо.

Биологическое действие:

Витамин В₂ является коферментом ФМН- флавинмононуклеотид и ФАД – флавинадениндинуклеотид.

ФАД – является коферментом дегидрогеназы, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, переносят протоны и электроны водорода от окисляемого субстрата к кислороду. А так как субстратами являются продукты окисления белков, жиров, углеводов, то будут страдать все обмены при недостатке витамина В2 и приведет к дерматиту.

Витамин В3 – пантотеновая кислота.

Суточная потребность: 3-5мг.

Пищевые источники: От греческого слова пантотеновая кислота «повсюду», т.е. этот витамин содержится во всех продуктах, но больше всего в печени, яичных желтках, дрожжах и зеленных растениях.

Биологическая роль:

Пантотеновая кислота входит в состав кофермента А, или коэнзима А (КоА).

Название «коэнзим А» ( кофермент ацилирования) связанно с тем, что это соединение участвует в ферментативных реакциях, катализирующих как активирование, так и перенос ацетильного радикала.

Коэнзим А участвует в реакциях обмена углеводов и липидов, входит в состав мультиэнзима в виде фосфопантотеина.

Витамин В5 – никотиновая кислота или амид никотиновой кислоты, антипеллагрический.

Этот витамин известен как РР

Суточная потребность: (15 -25 мг).

Пищевые источники: рис, хлеб, мясо, картошка, печень, морковь. В кишечнике витамина В₅ синтезируется из аминокислоты триптофана.

Биологическая роль:

Витамин В₅ входит в состав коферментов НАД или НАДФ, являющихся коферментами дегидрогеназы ,участвующих в окислительно-восстановительных реакциях.

При недостатке витамина В₃ (у людей питающихся только кукурузной мукой – в ней отсутствует триптофан, из которой синтезируется в кишечнике Витамин В₃) развивается заболевание пеллагра.

Для пеллагры характерны 3 симптома:

1 дерматит – воспаление кожи;

2 диарея – расстройство ЖКТ;

3 деменция – изменение со стороны ЦНС.

Витамин В₆ – пиридоксин , антидерматитный.

Суточная потребность: 2 -3 мг.

Пищевые источники: хлеб, горох, фасоль, картофель, мясо, почки, печень.

Биологическое действие: Витамин В₆ – пиридоксин входит в состав кофермента фосфопиридоксаля, фосфопиридоксамина.

Фосфопиродаксаль входит в состав сложного фермента – трансаминаз, и участвует в переносе аминогруппы на кетокислоту с образованием новой аминокислоты.

CH₃ COOH CH₃ COOH

| | | |

HCNH₂ + C=O C=O + HC NH₂

| | | |

COOH CH₂ COOH CH₂

| |

CH₂ CH₂

| |

COOH COOH

Аланин альфакетоглютаровая к-та пируват глутаминовая к-та

Фосфопиридоксаль входит в состав декарбоксилаз, участвует в декарбоксилировании аминокислот, с образованием биогенных аминов. При недотатке вит. В₆ развиваются дерматиты.

Витамин С – аскорбиновая к-та, антискорбутный.

Суточная потребность: 50 – 75мг

Легко окисляется, сохраняется в кислой среде.

Пищевые источники: свежие овощи, фрукты, зелень, большое кол-во в облепихе, шиповнике, смородине и лимоне.

Биологическое действие: главное свойство АК легко окисляться и восстанавливаться. Вместе с ДАК, дигидроаскарбиновой к-той в клетках образуют окислительно-восстановительную пару с редокс - потенциалом+0,139. Благодаря этой способности АК участвует в реакциях гидроксилирования при синтезе коллагена (основного белка соединительной ткани),

п ролин→(АК) оксипролин- коллаген

лизин (АК)→оксилизин

при синтезе стероидных гормонов. АК относится к антиоксидантам.

Недостаток АК в пище вызывает заболевание цинга или скорбут. Главное проявление авитаминоза обусловлены нарушением образования коллагена в соединительной ткани. Вследствие этого наблюдается разрыхление десен, расшатывание зубов, кровоточивость десен.

Американский ученый Л. Полинг рекомендовал использовать для профилактики и лечения простудных заболеваний большие дозы витамина С.

Витамин Р – биофлавиноиды, витамин проницаемости.

Суточная потребность: не установлена.

Пищевые источники: те же продукты в которых содержится витамин С, большое количество в чае, особенно в зеленом.

Биологическое действие:

Биороль витамина Р заключается в стабилизации межклеточного вещества соединительной ткани и уменьшение проницаемости капилляров.

Гиповитаминозы характеризуются повышенной кровоточивостью десен, точечными подкожными кровоизлияниями, общей слабостью.

Витамин Н - биотин

Суточная потребность: 10 мкг

Пищевые источники: желток яйца, молоко, печень, почки.

Биологическое действие:

Биотин выполняет коферментную функцию в составе карбоксилаз: он участвует в образовании активной формы СО₂.

В организме биотин используется в образовании малонилКоА из ацетилКоА, в синтезе пуринового кольца. При недостатке биотина развиваются явления дерматита, выпадение волос, поражение ногтей.

Витамин В_с или В₉ – фолиевая к-та.

Суточная потребность: 50 - 200мкг

Пищевые источники: дрожжи, печень, почки, мясо.

Биологическое действие:

Фолиевая кислота является субстратом для синтеза коферментов, участвующих в реакциях метилирования в 1) образовании холина; 2) метилирования урацила; 3) в синтезе пиримидиновых и пуриновых оснований.

Недостаток фолиевой к-ты приводит к нарушению кроветворения (анемия, лейкопения).

Витамин В₁₂ –цианкобаламин, антианемический.

Суточная потребность: 1 -2мкг

Пищевые источники: печень, почки.

Биологическое действие:

Витамин В12 является источником образования 2 коферментов: метилкобаламина в цитоплазме и дезоксиаденозилкобаламина в митохондриях. Метил В_!2 – кофермент участвующий вместе с фолиевой к-той в синтезе и переносе метильных груп, в синтезе гема, синтезе жирных кислот, стимулирует выработку эритроцитов костным мозгом.

Витамин В₁₂ всасывается в кишечнике соединяясь с гастромукоидом, который вырыбатывается дном желудка, так называемым «внутренним фактором Кастля».

Недостаток витамина В₁₂ приводит к заболеванию макроцитарная анемия.