biohimiyaverstka
.pdfИсточником пантотеновой кислоты являются дрожжи, печень, яичный желток, зеленые части растений.
Никотиновая кислота (витамин B5, РР), в отличие от других витаминов, в небольшом количестве синтезируется в организме из аминокислоты триптофана.
Витамеры витамина B5 – никотиновая кислота и никотинамид:
COOH |
CONH2 |
N |
N |
Никотинамид |
Никотиновая |
|
кислота |
Никотиновая кислота является провитамином, а никотинамид обладает антипелларгическим действием, предохраняет от заболевания пеллагрой и излечивает уже возникшее заболевание.
Никотинамидный фрагмент этих коферментов является переносчиком гидрид-иона в реакциях окисления-вос- становления:
H |
CONH2 |
H H CONH2 |
H |
|
X + |
+ |
|
X |
|
|
+ |
H |
N |
N |
|
|
R |
R |
|
Один из атомов водорода субстрата отщепляется с двумя электронами связи и в виде гидрид-иона переносится на окисленную форму коферменты НАД+.
Источником витамина В5 являются мясные продукты, печень и многие растительные продукты.
Пиридоксин (витамин В6) представляет собой сочетание трех витамеров: пиридоксола, пиридоксаля и пиридоксамина, формулы которых представлены ниже:
81
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
H2C |
|
NH3 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
CH OH |
|
C |
|
O |
|
|
O |
- |
|
|
|
|
O |
- |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
H2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2 |
|
|
|
O- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
HO |
|
|
|
CH2OH HO |
|
|
|
|
C |
O |
|
P |
|
O- |
HO |
|
|
|
|
C |
O P |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
C |
|
N |
H3C |
|
N |
|
O |
|
|
H3C |
|
N |
|
|
O |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пиридоксин Пиридоксальфосфат Пиридоксаминфосфат
Пиридоксаль-зависимые ферменты катализируют многие реакции аминокислотного обмена, и в частности реакции трансаминирования:
HOOC |
|
|
|
|
H |
R |
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
COOH |
|
|
R |
|
|
|
C |
|
COOH |
|||||||||
|
|
|
|
C |
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
NH3 |
|
|
|
|
|
R |
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
O |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
NH3 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
H C O |
|
|
|
|
H C |
N |
|
H |
CH N |
|
CH |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Механизм реакций трансаминирования: альдегидная форма фермента трансаминазы взаимодействует с глутаминовой кислотой, которая служит универсальным донором аминогруппы с промежуточным образованием основания Шиффа. Таутомерное превращение этого продукта с последующим гидролизом приводит к образованию кетоглутаровой кислоты и аминоформы фермента. Затем аминоформа взаимодействует с другой кетокислотой и по обратной реакции переводит ее в аминокислоту.
Недостаточность в пище витамина В6 приводит к нарушениям белкового обмена, т. к. реакции переаминирования аминокислот с кетокислотами обеспечивают организм свободными аминокислотами, необходимыми для биосинтеза различных белков.
Пиридоксиновая недостаточность особенно ярко проявляется у детей. Она сопровождается повышенной возбудимостью центральной нервной системы и периодическими судорогами.
Источником витамина В6 для человека служат кишечные бактерии и пища. Богаты витамином В6 зерновые и бобовые, а также мясные продукты и рыба.
82
Цианокобаламин (витамин B12) имеет очень сложную химическую структуру, в его составе присутствует атом кобальта (Со):
|
|
|
|
|
|
OH |
OH |
|
||
|
|
|
|
|
H |
H |
|
H |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
CH2 O |
|
N |
N |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2CONH2 |
NH2 |
|||
NH |
COCH |
H |
H3C |
|
CH |
|
H |
|
||
|
|
|
|
|
CH2CH2CONH2 |
|||||
2 |
2 |
|
|
|
|
N |
3 |
|
||
|
|
|
|
N |
Co |
|
|
|
CH3 |
|
|
H3C |
|
|
|
N |
|
|
|||
|
|
H N |
|
|
H |
|
||||
NH2COCH2CH2 CH |
|
|
|
CH |
||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2COCH2 |
|
H3C |
|
|
|
|
|
3 |
||
|
|
|
|
|
CH2CH2CONH2 |
|||||
|
|
H |
|
CH2 |
|
|
CH3 |
|||
|
|
|
N |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
||
|
|
|
|
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CO |
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
OHO O |
H |
|
|||
|
|
|
|
NH |
CH2OH |
|||||
|
|
|
|
H |
|
|
|
|||
|
|
|
|
CH2 |
H |
H |
|
|
||
|
|
|
|
O |
|
|
||||
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
||
|
|
H3C |
O P |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основой витамина В12 и его коферментной формой является сложная корриновая циклическая система, схожая с порфириновой системой гема. С корриновой системой координирован ион кобальта. Ферменты, содержащие кофермент В12, обладают способностью осуществлять обмен между связанным с углеродом атомом водорода и группировкой, находящейся при соседнем атоме углерода.
83
Пример реакции обмена группами при соседних атомах углерода, катализируемой В12-зависимым ферментом метиласпартатмутазой:
|
|
H |
H |
|
|
|
|
|
H |
|
H |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
C |
|
C |
|
COOH |
|
|
|
H |
|
C |
|
C |
|
COOH |
||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
CHNH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
H |
H2NHC |
|
|
COOH |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
COOH |
|
|
|
|
|
|
|
-Метиласпарагиновая |
||||||||||
|
Глутаминовая кислота |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
кислота |
|
|
Кобамидные ферменты ускоряют важнейшие реакции углеводного, липидного и азотистого обменов.
Недостаток витамина В12 приводит к нарушению кроветворения в костном мозге, вследствие чего возникает анемия. Растения не содержат витамина В12. Его источником для человека являются мясо, молоко, яйца.
|
Оротовая кислота (витамин В13) оказывает стимули- |
||
|
H |
рующее влияние на белковый об- |
|
|
мен, благоприятно влияет на фун- |
||
O |
N |
O кциональное состояние печени, сни- |
|
|
|
||
|
|
|
жает риск развития ожирения пече- |
|
|
NH |
ни. Витамин В13 необходим для мета- |
|
|
болизма фолиевой кислоты и вита- |
|
|
|
|
|
|
|
|
мина В12, которые важны для нор- |
|
|
|
мального кроветворения, поэтому |
|
COOH |
||
|
оротовая кислота способствует сни- |
||
|
|
|
|
жению риска развития анемии. |
|||
|
Случаев недостаточности не описано, так как витамин |
В13 синтезируется организмом в достаточном количестве. Оротовая кислота содержится в дрожжах, печени, мо-
лочных продуктах.
Пангамовая кислота (витамин В15) обладает липотропными свойствами. Особое значение витамин В15 имеет в синтезе креатинфосфата. Снижает утомляемость мышц при физической работе, повышает устойчивость организма к кислородному голоданию.
84
H3C |
H2 |
O |
При недостатке пангамо- |
|
|
|
вой кислоты в организме мо- |
||
|
|
|
||
|
N C |
C |
|
гут отмечаться нервные рас- |
H3C |
|
O |
стройства, заболевания сер- |
|
|
|
|
|
дечно-сосудистой системы. |
Наибольшее содержание пангамовой кислоты обнаружено в семенах злаковых растений и в ядрах косточковых плодов.
Карнитин (витамин Вт или витамин В11) играет решающую роль в метаболизме жиров, в качестве кофермента. Он имеется почти во всех клетках организма, отвечает за окисление и транспорт жирных кислот для использования их в качестве источника энергии. Карнитин снижает накопление жира в мышечных тканях, способствуя тем самым снижению веса и формированию мышц. Его рекомендуют также при «синдроме хронической усталости», так как он улучшает общее самочувствие, повышает тонус и работоспособность.
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
O |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
H2 |
|
|
|
H2 |
|
|
|
H3C |
|
N |
|
C |
CH |
|
C |
|
C |
|||||
|
|
|||||||||||||
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
CH3 |
OH |
|||||||||||
|
|
|
|
|
Показателями недостатка карнитина в организме могут служить: хроническая усталость, ожирение, раздражительность, астения, нарушения работы сердца, повышение артериального давления, непереносимость физических нагрузок.
Мясо и молочные продукты являются основным пищевым источником карнитина.
Холин (витамин B4). Хотя холин и синтезируется в организме животных, тем не менее в определенных условиях создается его дефицит и развиваются симптомы холинавитаминоза, которые выражаются в жировом перерождении печени, кровоизлияниях в почках и других органах, сокращении объема синтеза протромбина, измене-
85
нии условно-рефлекторной деятельности.
Механизм действия холина хорошо выяснен. С одной стороны, он является партнером соответствующих акцепторов в реакциях переноса метильных групп при биосинтезе ряда важнейших соединений: метионина, пуриновых и пиримидиновых оснований и т. п.; с другой стороны, холин входит в качестве составной части в активную группу биокатализатора, ускоряющего синтез фосфолипидов. Кроме того, он представляет компонент ацетилхо-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лина, участвующего в |
проведении |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
нервного импульса. |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
CH3 |
Холин – витаминоподобное веще- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ство, обладающее мембранопротек- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Cl |
|
|
CH3 |
торным (защищает мембраны клеток |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
от разрушения и повреждения), ан- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тиатеросклеротическим |
(снижает |
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
уровень холестерина в крови), ноот- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ропным, антидепрессантным, успока- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ивающим действием. Холин улучшает метаболизм в нервной ткани, предотвращает образование желчных камней, нормализует обмен жиров и помогает снизить вес.
Особенно богат холином яичный желток. Хорошими источниками являются печень, почки, рыбные продукты, творог, сыр, нерафинированные растительные масла, бобовые, некоторые овощи (капуста, шпинат).
Липоевая кислота (витамин N) в качестве кофермента входит в состав ряда ферментов, регулирующих липидный
|
O |
и углеводный обмен, |
|||
|
оказывает липотроп- |
||||
|
|
|
|
ный эффект, то есть |
|
|
C |
предотвращает жи- |
|||
|
|
|
OH |
ровое перерождение |
|
|
|||||
|
S |
печени. |
|
||
|
Она влияет на об- |
||||
S |
мен |
холестерина, |
|||
|
|
|
|
улучшает функцию |
печени (уменьшает расходование важнейшего внутрипе-
86
ченочного антиоксиданта – глутатиона), что используют при некоторых заболеваниях печени (цирроз, гепатит), сахарном диабете. Также витамин N применяют при нарушении зрительных функций. Он положительно влияет на скорость основного обмена. Синтезируется в организме человека. Обычные дозировки вреда организму не приносят.
В относительно больших количествах липоевая кислота содержится в говяжьем мясе (особенно печени), молоке, зеленых частях растений, дрожжах, бобах, меньше ее в овощах, фруктах.
Метилметионин-сульфоний хлорид (витамин U)
оказывает противоязвенное действие на желудочно-ки- шечный тракт, объясняется это тем, что он является макроэргическим соединением и активным поставщиком метильных групп для химических процессов, связанных с регенерацией слизистых оболочек органов пищеварения. Защищает печень от жирового перерождения, облегчает течение аллергических заболеваний.
Витамин U, кроме капусты, содержится также в сырых желтках, свежем молоке, свекле, зелени петрушки, сельдерея.
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
H |
H2 |
|
H2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
||||||
HO |
|
C |
|
C |
|
C |
|
C |
|
|
|
|
|
S |
CH3 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Биофлавоноиды (витамин P). Витамин Р – это растительные биофлавоноиды, представляющие собой группу биологически активных веществ (рутин, катехины, кверцетин, цитрин, гесперидин, эриодиктиол, цианидин). Всего известно около 150 биофлавоноидов, обладающих сходными биологическими действиями. В 1936 году А. Сент-Дьердьи из кожуры лимона выделил действу-
87
ющее начало, уменьшающее ломкость, проницаемость капилляров у больных с геморрагическим диатезом и у цинготных морских свинок. Оно получило название витамин Р (от «permeability» – проницаемость).
Предполагают, что витамины группы Р участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, обеспечивая, таким образом, нормальный ход процессов биологического окисления в организме, т. е. являются эффективным антиоксидантом. Препятствуя активности свободных радикалов, биофлавоноиды повышают устойчивость организма к воздействию неблагоприятных внешних факторов, замедляют процессы старения.
|
|
|
|
OH |
|
HO |
|
|
O |
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
O |
|
|
OH |
|
O |
H |
O |
O |
CH2 |
|
OH CH3 |
|
|
O |
|
H |
H |
H |
||
H |
|
H |
||
H |
|
H |
OH |
|
OH |
OH |
OH |
|
H |
|
|
|
||
|
|
|
H |
OH |
Витамин Р находится обычно в тех же растительных продуктах, в которых встречается и аскорбиновая кислота. Особенно много витамина Р содержится в цитрусовых, черной смородине, плодах шиповника, щавеле, зеленом чае, салате. Немного меньше его присутствие в помидорах, винограде, капусте, петрушке, сливах, яблоках, ягодах. Также он содержится в гречихе, белой оболочке под кожурой цитрусовых. Данный витамин не вырабатывается нашим организмом и поэтому должен быть включен в ежедневный рацион питания.
88
Фолиевая кислота (витамин Bc) состоит из трех компонентов: птеридина, парааминобензойной и глютаминовой кислот. Коферментная форма фолиевой кислоты, тетрагидрофолат, является переносчиком одноуглеродных фрагментов:
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
CH3 |
|
|
C |
|
|
|
|
C |
|
|
|
C |
|
O |
|
|
C |
|
NH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Метильная |
|
|
H |
|
|
H |
|
|
|
H |
|
|
H |
|||||||||
|
|
Метенильная Формильная |
Формиминогруппа |
|||||||||||||||||||
Метиленовая |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
Фрагменты, переносимые тетрагидрофолатзависимыми ферментами
Двухвалентные фрагменты, такие как метиленовая и метенильные группы, связываются с тетрагирофолатом по N5 и N10 в циклический промежуточный продукт, а одновалентные (метильная группа) – только по N5.
|
|
|
N |
|
N |
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
OOCCH2CH2CH( OOC)NHCO |
HNH2C |
N |
|
N |
|
|
|
|
|
||||
|
Фолиевая кислота |
|
|
NH2 |
|
|
|
H |
|
|
|
||
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
N |
|
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
OOCCH2CH2CH( OOC)NHCO |
HNH2C |
N |
|
N |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
H |
|
NH2 |
|
|
Тетрагидрофолат |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
N |
|
N |
NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
OOCCH CH CH( OOC)NHCO |
N |
CH |
2 |
NH2 |
|
|
2 |
2 |
|
|
|
|
N5, N10 -Метилентетрагидрофолат
89
Аскорбиновая кислота (витамин С). Лечебное действие (предотвращает возникновение у людей цинги) ас-
HOH2C |
|
корбиновой кислоты |
известно |
|
HOHC |
O |
давно. Большинство животных и |
||
растений могут |
синтезировать |
|||
|
|
это соединение |
из |
глюкозы. |
|
OH |
Только люди и некоторые дру- |
||
HO |
гие позвоночные должны полу- |
чать ее с пищей. Аскорбиновая кислота играет роль кофермента в реакции гидроксилирования пролина до 4-гидроксипролина. Однако до настоящего времени не ясно, является ли это ее единственной или даже главной функцией.
Аскорбиновая кислота участвует в процессах превращения ароматических аминокислот с образованием некоторых нейромедиаторов, в синтезе кортикостероидов, в процессах кроветворения и в образовании коллагена – главного внеклеточного компонента соединительной ткани.
Недостаточность аскорбиновой кислоты приводит к заболеванию, называемому цангой. Это заболевание выражается в повышении проницаемости и хрупкости кровеносных сосудов, что приводит к подкожным кровоизлияниям. При недостатке витамина С снижается возможность использования запасов железа для синтеза гемоглобина в клетках костного мозга, что приводит к развитию анемии. На основе возникших биохимических нарушений развиваются внешние признаки проявления цинги: расшатывание и выпадение зубов, кровоточивость десен, отеки и боли в суставах, бледность (анемичность) кожных покровов, поражение костей.
Аскорбиновая кислота широко распространена в природе. Свежие фрукты и овощи являются основным источником аскорбиновой кислоты для человека. Особенно богаты ею плоды шиповника.
Биотин (витамин H) – гетероциклическое соединение, в структуре которого можно выделить имидазольный и тиофеновый циклы, боковая цепь представлена остатком валериановой кислоты.
90