biohimiyaverstka

Биотин (слева) и биоцитин (в центре), реакция карбоксилирования (справа)

В биотин-зависимых ферментах биотин ковалентно связан с a-аминогруппой лизинового остатка полипептидной цепи. Биотин и биоцитин являются переносчиком карбоксильных групп в реакциях ферментативного карбоксилирования. Справа приведен пример ферментативного карбоксилирования пирувата пируваткарбоксилазой.

При недостатке этого витамина у человека наблюдается ряд патологических изменений: воспаление кожных покровов, выпадение волос, усиление выделения жира сальными железами кожи (себорея). Предотвращение себореи послужило основанием для названия биотина антисеборейным витамином.

Потребность организма человека в биотине покрывается за счет биосинтеза его кишечными бактериями. Некоторая часть витамина Н поступает с пищей. Богаты биотином горох, соя, цветная капуста, грибы, яичный желток, печень.

91

1.6.2. Жирорастворимые витамины

Четыре жирорастворимых витамина (A, D, Е и K) в биологических системах образуются из молекул изопрена (метилбутадиена). Молекулы изопрена могут соединяться двумя способами: либо «голова к хвосту», либо «хвост к хвосту»:

Пока еще не совсем понятно, в чем состоят биологические функции жирорастворимых витаминов. Однако в их изучении уже достигнут значительный прогресс. Одной из важных особенностей жирорастворимых витаминов является то, что они могут запасаться в организме в больших количествах. Поэтому их отсутствие в пище может не проявляться на физиологическом уровне многие месяцы.

Ретинол (витамин А). Роль активного компонента в зрительном процессе играет окисленная форма витамина – ретиналь, который является кофактором зрительного пигмента родопсина:

OH

CH3

Ретинол (витамин А)

Ретиналь содержится также в бактериородопсине – светочувствительном пигменте галобактерий, получающих основное количество энергии за счет света, поглощаемого этим пигментом. При возбуждении светом зрительного пигмента родопсина цис-ретиналь поглощает световую энергию и изомеризуется полностью в транс-ре- тиналь. Этот процесс возбуждает нервный импульс. Пос-

92

кольку структура транс-ретиналя не соответствует конформации связывающего центра опсина (белка), ретиналь отщепляется от него. В результате действия двух ферментов, ретинальредуктазы и ретинолизомеразы, транс-ретиналь изомеризуется в цис-изомер и вновь связывается с опсином с образованием родопсина.

Все формы витамина А регулируют нормальный рост и дифференцировку клеток развивающегося организма, участвуют в фотохимическом акте зрения.

Признаком недостаточности витамина А является нарушение темновой адаптации и ночная слепота. Кроме того, возможна задержка роста в молодом возрасте, помутнение и размягчение роговицы.

Источником витамина А для человека служат прежде всего продукты животного происхождения. Наиболее богата им печень различных рыб, особенно трески и морского окуня. Много витамина А в печени, желтке яиц, сметане, цельном молоке. В растительных продуктах содержатся каротиноиды, являющиеся провитаминами А. Каротиноиды в организме превращаются в активные формы витамина А.

Кальциферол (витамин D) не обладает биологической активностью, но он служит предшественником 1,25-ди- гидроксихолекальциферола. Недостаток витамина D приводит к нарушению фосфорно-кальциевого обмена и процесса образования костей.

93

вень кальция и фосфатов в крови резко повышается, что приводит к кальцификации внутренних органов (легких, почек, сосудов и др.) и деминерализации костей.

Витамином D богаты продукты животного происхождения: печень, сливочное масло, молоко. Витамин D содержится также в дрожжах и растительных маслах.

Токоферол (витамин Е). Название витамина проиходит от греческих слов «токос» – потомство и «феро» – несу, что указывает на участие этого вещетсва в регуляции процесса размножения. Предполагается, что он участвует в защите липидов клеточных мембран от разрушающего действия кислорода, то есть является сильным природным антиоксидантом.

CH3

HO

Наибольшая концентрация токоферола наблюдается в жировой ткани, в печени и в скелетных мышцах. Витамин Е является одним из сильных природных антиоксидантов, препятствуя развитию цепных неуправляемых реакций пероксидного окисления ненасыщенных липидов в биологических мембранах и тем самым стабилизируя мембраны.

Гиповитаминоз токоферолов у человека практически не встречается. Источниками витамина Е являются растительные масла, капуста, салат, зерновые продукты.

Нафтохинон (витамин К). Существуют две формы витамина, различающиеся длиной боковой цепи. Витамин К2 содержится в основном в животных организмах. Витамин К1 имеет боковую цепочку из четырех изопреноидных единиц и встречается в растениях.

95

O

Витамин K2

Витамин К необходим для нормального образования белка плазмы крови протромбина, который является неактивным предшественником тромбина – фермента, превращающего белок плазмы крови фибриноген в фибрин

– нерастворимый волокнистый белок, способствующий формированию кровяного сгустка. Чтобы протромбин мог превратиться в тромбин, он должен связать ионы Ca2+. Для этого в молекуле протромбина содержится несколько остатков особой аминокислоты – карбоксиглутаминовой кислоты. Карбоксилирование остатков глутаминовой кислоты осуществляется ферментом, для действия которого необходим витамин К.

Источником витамина К является прежде всего растительная пища: капуста, тыква, томаты, зеленые части растений; из пищи животного происхождения богата этим витамином печень.

Убихинон (витамин Q) можно рассматривать как производное бензохинона с длинной изопреноидной цепью:

Убихинон-10 (содержит 10 изопреновых остатков)

96

Убихиноны являются коферментами оксидоредуктаз, которые катализируют процессы переноса атомов водорода и электронов. В связи с этим убихиноны могут находится в двух формах – окисленной и восстановленной.

Источником витамина Q являются ткани как животных, так и растений. Особенно богаты им сердечная мышца и печень.

Комплекс ненасыщенных кислот (линолевая, линоленовая, архидоновая) (витамин F)

Витамин F оказывает благоприятное воздействие на сердечно-сосудистую систему, препятствуя развитию атеросклероза и тромбозов; препятствует возникновению воспалительных процессов в организме. Из арахидоновой кислоты и других полиеновых кислот синтезируется около 20 различных простагландинов, оказывающих мощное влияние на обмен веществ. В частности, ряд простагландинов влияет на деятельность гладких мышц, сосудов, матки и других органов и тканей, в связи с чем их используют для лечения гипертонической болезни, облегчения родов, прерывания беременности и т. п.

Лучшими натуральными источниками витамина F являются растительные масла из завязи пшеницы, семени льна, подсолнечника, соевых бобов, арахиса, а также грецкий орех, миндаль, семечки подсолнуха.

97

Т а б л и ц а 8

Содержание некоторых витаминов в продуктах питания

98

Вопросы для самоконтроля

1.Какие соединения называются витаминами?

2.Что такое витамеры? Приведите примеры витаминов, существующих в виде нескольких витамеров.

3.Какие продукты питания являются источником жирорастворимых витаминов?

4.Приведите классификацию витаминов. Примеры.

5.Перечислите витаминоподобные вещества.

6.Дайте характеристику понятиям «авитаминоз», «гиповитаминоз», «гипервитаминоз».

99