1.2.2.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».

Рис. 5.19. Строение изопрена и два способа соединения молекул изопрена при димеризации.

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.

Витамин А

Витамин А (Рис. 5 .20) участвует в процессе зрения. Роль активного компонента в зрительном процессе играет окисленная форма витамина А — ретиналь (Рис. 5 .21), который является кофактором зрительного пигмента родопсина.

Рис. 5.20. Строение витамина А.

Ретиналь содержится также в бактериородопсине — светочувствительном пигменте галобактерий, получающих основное количество энергии за счет света, поглощаемого этим пигментом.

Рис. 5.21. Роль витамина А в зрительном процессе. При возбуждении светом зрительного пигмента родопсина (комплекс 11-цис-ретиналя и белка опсина) цис-ретиналь поглощает световую энергию и изомеризуется в полностью транс-ретиналь. Этот процесс возбуждает нервный импульс. Поскольку структура транс-ретиналя не соответствует конформации связывающего центра опсина, 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.

Витамин D

Недостаток витамина D (Рис. 5 .22) приводит к нарушению фосфорно-кальциевого обмена и процесса образования костей.

Сам по себе витамин D₃ не обладает биологической активностью, но он служит предшественником 1,25-дигидроксихолекальциферола (Рис. 5 .22). Витамин D₃ гидроксилируется в два этапа — сначала в печени, а затем в почках. Затем 1,25-дигидроксихоле-кальциферол переносится в другие органы и ткани, где он регулирует обмен кальция и фосфора.

Рис. 5.22. Витамин D₃ и его активная форма.

1.2.2.1.Витамин е

Точная биологическая функция витамина Е () пока не установлена. Предполагается, что он участвует в защите липидов клеточных мембран от разрушающего действия кислорода.

Рис. 5.23. Строение витамина Е.

1.2.2.2.Витамин к

Существуют две формы витамина К, различающиеся длиной боковой цепи. Витамин К₂ (Рис. 5 .24) содержится в основном в животных организмах. Витамин К₁ имеет боковую цепочку из четырех изопреноидных единиц и встречается в растениях.

Рис. 5.24. Витамин К₂ (менахинон).

Сравнительно недавно удалось установить биологическую функцию витамина К. Он 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. Что бы 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.