12.Классификация коферментов по функциям, выполняемых в процессах ферментативного катализа. Характеристика коферментов, участвующих в переносе атомов водорода и электронов.

По функциям ферменты делятся на 3 группы:

1)Переносчики атомов водорода или электронов, и связанных с ферментами оксидоредуктаз (никотинамидные коферменты, флавиновые коферменты, липоевая кислота, аскарбиновая кислота, убихинон, ГЕМ и глутатион)

2)Коферменты, переносчики химических групп, связанных с ферментами класса трансфераз(кофермент А, тетрагидрофолиевая кислота, перидоксалевые коферменты)

3)Коферменты, катализирующие ферменты синтеза, изомеризациии и расщепления углерод-углеродных связей (коферменты класса лигаз, лиаз, изомераз)

Никотинамидные коферменты - коферментные формы ниацина (витамина PP). Н. к. - никотинамидадениндинуклеотид ( НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ) служат промежуточными акцепторами и переносчиками электронов и атомов водорода. Восстановленные формы НАД (НАДН) и НАДФ ( НАДФН) выступают в роли доноров электронов и протона. Считается, что НАД и НАДФ имеют разные функции. НАД участвует в катаболических процессах как окислитель, а восстановленная форма НАДФ ( НАДФН) - в анаболических процессах в качестве восстановителя. Акцепторами атомов водорода могут быть различные вещества - никотинамидные коферменты ( НАД и НАДФ), цитохромы, кислород, дисульфидные соединения и некоторые другие. Оксидоредуктазы являются трансферазами, ускоряющими перенос атомов водорода ( электронов) от одного вещества к другому, но в отличие от других трансфераз обладают рядом особенностей. 

Флавиновые коферменты принимают участие в большом числе окислительно-восстановительных реакций. Среди них: а) дегид-рогеназы, такие как NADH-дегидрогеназа, являющаяся частью дыхательной цепи; б) флавиноксидазы, например оксидаза D-ами-нокислот; в) флавиноксигеназы, часто участвующие в реакциях гидроксилирования. Особенно важная роль принадлежит флави-новым коферментам в дыхательной цепи. Они, по-видимому, акцептируют электроны с молекул типа NADH, которые считаются непременными участниками двухэлектронных переносов, и передают их на молекулы типа убихинонов и цитохромов, биологическая активность которых по природе своей радикальна. 

Аскорбиновая выполняет биологические функции восстановителя и кофермента некоторых метаболических процессов, является антиоксидантом. Биологически активен только один из изомеров — L-аскорбиновая кислота, который называют витамином C. Биологическая роль:

Образование коллагена, серотонина из триптофана, образование катехоламинов, синтез кортикостероидов.

Аскорбиновая кислота также участвует в превращении холестерина в желчные кислоты.

Витамин С необходим для детоксикации в гепатоцитах при участии цитохрома P450. Витамин С сам нейтрализует супероксид-анион радикал до перекиси водорода.

Восстанавливает убихинон и витамин Е. Стимулирует синтез интерферона, следовательно, участвует в иммуномодулировании. Переводит трёхвалентное железо в двухвалентное, тем самым способствует его всасыванию.

Тормозит гликозилирование гемоглобина, тормозит превращение глюкозы в сорбит.

Кофермент Q (убихинон) — это группа коферментов — бензохинонов, содержащих хиноидную группу и содержащих несколько изопрениловых групп. Убихинон — является компонентом цепи переноса электронов и принимает участие в окислительном фосфорилировании. Максимальное содержание убихинона в органах с наибольшими энергетическими потребностями, например, в сердце и печени.

Биологическая роль:

Кофермент Q принимает участие в реакциях окислительного фосфорилирования, является компонентом цепи переноса электронов в митохондриях. Ингибиторы работы убихинона останавливают реакции окислительного фосфорилирования.

Кофермент Q является компонентом цепи переноса электронов, принимает участие в переносе электронов с NADH-дегидрогеназного комплекса (комплекс I) и сукцинатдегидрогеназного комплекса (II) на комплекс III, и участвует таким образом в синтезе АТФ.

Также кофермент Q является антиоксидантом и, в отличие от других антиоксидантов, регенерируется организмом. Кроме того, кофермент Q восстанавливает антиоксидантную активность витамина Е — α-токоферола.

Глутатион - это трипептид γ-глутамилцистеинилглицин. Глутатион не является незаменимым веществом и может быть синтезирован из аминокислот L-цистеина, L-глутаминовой кислоты и глицина. Глутатион участвует в синтезе лейкотриенов и является кофактором фермента глутатионпероксидазы. Он также важен в качестве гидрофильной молекулы, которая присоединяется ферментами печени к гидрофобным токсическим веществам в процессе их биотрансформации с целью выведения из организма (в составе желчи). Как часть глиоксалазной ферментативной системы глутатион участвует в реакции детоксификации метилглиоксаля, токсического побочного продукта метаболизма. Глутатион является субстратом реакций конъюгирования и восстановления, катализируемых глутатион-S-трансферазой в цитозоле, микросомах и в митохондриях.