Вопрос 69. Какое строение имеет молекула биотина? Какова его биологическая роль?
Ответ: В начале двадцатого века было установленно, что в дрожжевом экстрактк печени и желтке куриного яйца содержится витамин, отличающийся от уже известных к тому времени витаминов. Он стимулировал рост дрожжей и азотфиксирующих бактерий. Этот витамин назвали биотином (от греческого bios – жизнь) или коэнзимом R. Названия: биотин, витамин Н, коэнзим R, относятся к одному и тому же индивидуальному веществу. Некоторые белки, прежде всего гликопротеин авидин, способны связывать биотин с образованием нерастворимого в воде комплекса. Этот комплекс не подвергается расщеплению в пищеварительном тракте, поэтому биотин не всасывается, хотя и содержится в пищевых продуктах.
В основе строения биотина лежит тиофеновое кольцо, к которому присоединена молекула мочевины, а боковая цепь представлена валериановой кислотой:
Биотин может связываться с аминокислотой лизин, образуя биологически активный биоцитин. Сложные природные белки, содержащие биотин, при попадании в организм расщепляются с образованием биоцитина, который подвергается гидролизу с образованием биотина и лизина.
Биотин содержится почти во всех продуктах животного и растительного происхождения. Наиболее богаты им печень, почки, молоко, желток яйца. В обычных условиях человек получает достаточное количество биотина в результате бактериального синтеза в кишечнике. Суточная потребность в биотине у человека примерно 0,25 мг.
Биотин выполняет коферментную функцию в составе карбоксилаз.
В организме биотин используется в образовании малонил- КоА , в синтезе пуринового кольца, а также в реакции карбоксилирования пирувата с образованием оксалоацетата. Клинические проявления недостаточности биотина у человека изучены мало, поскольку бактерии кишечника обладают способностью синтезировать этот витамин в необходимых количествах. Поэтомо картина авитаминоза проявляется при дисбактериозах кишечника, например, после приема больших количеств антибиотиков или сульфаниламидных препаратов, вызывающих гибель микрофлоры кишечника, либо после введения в рацион большого количества сырого яичного белка. В яичном белке содержится гликопротеин авидин, который соединяется с биотином и препятствует всасыванию биотина из кишечника. Авидин состоит из четырех идентичных субъединиц, содержащих по 128 аминокислот; каждая субъединица связывает по одной молекуле биотина.
При недостаточности биотина у человека развиваются явления специфического дерматита, характеризующегося покраснением и шелушением кожи, а также обильной секрецией сальных желез (себорея). При авитаминозе витамина Н наблюдается также выпадение волос и шерсти у животных, поражение ногтей, часто отмечают боли в мышцах, усталость, сонливость и депрессию.
Вопрос 70. Что представляет собой витамин Вс? Каково его влияние на жизнедеятельность организма?
Ответ: Витамин Вс (фолиевая кислота) (от латинского folium – лист) был выделен из зеленых листьев растений в 1941 г. Первые сведения о витамине Вс были получены в 1940 г. в опытах с цыплятами. Буква «с» в обозначении витамина происходит от английского слова chicken – цыпленок.
Молекула фолиевой кислоты включает три структурных остатка: птеридина, пара-аминобензойной кислоты и L- глутаминовой кислоты.
В молекуле может содержаться от 3 до 6 остатков глутаминовой кислоты в зависимости от источника получения витамина. Фолиевая кислота – игольчатые кристаллы желтого цвета (кристаллогидрат с двумя молекулами воды), устойчива на воздухе, растворяется в воде (ограниченно), уксусной кислоте, спиртах; при длительных воздействиях света разрушается.
Витамин Вс содержится в зеленых растениях, дрожжах, печени, почках, мясе, других продуктах животного происхождения.
Суточная потребность организма человека в фолиевой кислоте составляет около 2 мг.
Фолиевая кислота может синтезироваться в кишечнике человека и животных. Восстановленная фолиевая кислота служит субстратом для синтеза коферментов, участвующих в реакциях переноса одноуглеродных радикалов различной степени окисленности: метильных, оксиметильных, формильных и других. Коферменты участвуют в синтезе пуриновых нуклеотидов, в обмене глицина и серина.
Признаком авитаминоза витамина Вс является нарушение кровотечения, развитие различных форм малокровия (макроцитарная анемия), лейкопения и задержка роста. При недостатке фолиевой кислоты обнаруживается восстановление эпителия, особенно в ЖКТ, что обусловленно недостатком пуриновых и пиримидиновых основания для синтеза ДНК в постоянно делящихся клетках слизистой оболочки. Авитаминоз фолиевой кислоты редко проявляется у человека и животных, так как этот витамин в достаточном количестве синтезируется кишечной микрофлорой. Развитие авитаминоза могут вызывать сульфаниламидные препараты. Эти препараты – структурные аналоги парааминобензойной кислоты; они препятствуют синтезу фолиевой кислоты. Производные птеридина (аминоптерин и метотрексат) тормозят рост почти всех организмов, нуждающихся в фолиевой кислоте. Эти лекарства применяются для лечения онкологических больных.