Провитамины

Витамины не всегда поступают в организм в готовом, активном виде. В отдельных случаях вместо витаминов организм животных может удовлетворяться получением органических соединений, которые также в нем не синтезируются, однако в процессе обмена веществ способны переходить в витамин. Такие вещества называются провитаминами. Такими провитаминами являются каратиноиды, они широко распространены в растительном мире. Среди каратиноидов провитаминами являются соединения, содержащие в своей молекуле структурную часть ретинола, в который они переходят в процессах метаболизма.

Другую большую группу представляют стерины, содержащие двойные связи. Эти стерины при облучении кожи ультрафиолетовыми лучами солнечного или искусственного света переходят в кальциферолы (витамины группы D).

К провитаминам можно отнести никотиновую кислоту, переходящую в никотинамид.

Коферменты

Коферменты – органические природные соединения, необходимые для осуществления каталитического действия ферментов. Большинство ферментов состоят из белкового компонента (апофермента) и кофермента, имеющего сравнительно небольшую молекулярную массу. Сами по себе коферменты каталитически неактивны, так же, как и апоферменты без коферментов. Коферменты обладают как минимум двумя функциональными группами или реакционноспособными участками, обуславливающими специфическое связывание с апоферментом с одной стороны и с субстратом – с другой. Эти вещества, как правило, содержат системы сопряженных π-связей и (или) гетероатомы. Наличие гетероатомов в молекуле кофермента создает благоприятные условия для регулирования распределения электронной плотности в фермент-субстратных комплексах путем протонирования и депротонирования. Кофермент в ходе химической реакции способствует созданию необходимой электронной плотности на том или ином атоме реагирующей системы. В этом разделе будут рассмотрены коферменты, в состав которых входят как витамины, так и другие другие органические соединения, не относящиеся к витаминым.

Функции коферментов

1. Непосредственное участие в каталитическом процессе. Кофермент может работать как катализатор, который после каждого превращения субстрата регенерируется в исходное соединение. Такими кофакторами являются перидоксаль-5-фосфат, тиаминдифосфат, ФАД, ФМН, биотин и др. Либо кофермент выступает как косубстрат, при этом в процессе реакции он окисляется, а его перевод в исходную форму осуществляет уже другой фермент в сопряженной реакции.

2. Активация и перенос молекулы субстрата от одного фермента к другому. Кофермент взаимодействует с субстратом с образованием довольно прочного промежуточного соединения, которое взаимодействует с активным центром другого фермента, где и происходит окончательно превращение субстрата. Кофермент при этом регенерирует в свою исходную форму.

Классификация коферментов

По способам взаимодействия с апоферментом различают растворимые коферменты и простетические группы.

Растворимый кофермент присоединяется к молекуле фермента во время реакции, химически изменяется и затем снова освобождается. Первоначальная форма растворимого кофермента регенерируется во второй, независимой реакции.

Простетической группой называют кофермент, который прочно связан с апоферментом (обычно ковалентными связями) и во время реакции постоянно находится в активном центре фермента. После освобождения субстрата регенерация простетической группы происходит при взаимодействии с другим коферментом или субстратом.

По химической структуре коферменты подразделяются на три класса:

1. коферменты алифатического ряда (глутатион, липоевая кислота и др.)

2. коферменты гетероциклического ряда (пиридоксальфосфат, тетрагидрофолиевая кислота, нуклеозидфосфаты и их производные (КоА, ФМН, ФАД, НАД и др.), металлопорфириновые гемы и др.

3. коферменты ароматического ряда (убихиноны).

По функциональному признаку коферменты делятся на две группы:

1. окислительно-восстановительные коферменты

2. коферменты переноса групп.