2.5. Коферменты и витамины

Ферменты могут быть как простыми, так и сложными белками. Сложные ферменты состоят из белковой части – апофермента и небелковой – кофермента. Апофермент определяет специфичность фермента. Кофермент стабилизирует апофермент, участвует в катализе, входит в состав активного центра ферментов.

Коферменты представлены веществами органической природы – нуклеотидами, витаминами.

Классификация коферментов.

Классификация коферментов основана на принадлежности их к определенному классу ферментов. Только класс гидролаз не имеет коферментов.

Коферменты оксидоредуктаз: НАД, НАДФ, ФАД, ГЕМ, кофактор-витамин С.

НАД – никотинамидадениндинуклеотид. Этот кофермент включает два нуклеотида, которые соеденены фосфодиэфирной связью. Первый представлен адениловой кислотой (АМФ), второй содержит амид никотиновой кислоты + рибоза + остаток фосфорной кислоты.

аденин – рибоза – фосфат

|

О

|

никотинамид – рибоза - фосфат

Активная часть НАД – амид никотиновой кислоты (витамин РР). Дегидрогеназы содержащие НАД, отщепляют от субстрата водород, при этом субстрат окисляется, а НАД восстанавливается. Например:

S H₂ + НАД ^{ДЕГИДРОГЕНАЗА} S_ox + НАДН₂

СООН СООН

| |

С

^НАД

НОН ^{МАЛАТ ДГ} С = О

| |

С Н₂ СН₂

| |

Соон надн2 соон

малат щук

ФАД – флавинадениндинуклеотид.

ФАД включает два нуклеотида: АМФ и ФМН (флавинмононуклеотид)

аденин – рибоза – фосфат

|

О

|

изоаллоксазин – рибитол – фосфат

В₂

Биологическая роль: ФАД-кофермент флавиновых ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции (тканевое дыхание, дезаминирование аминокислот, распад жирных кислот, пуриновых и пиримидиновых оснований и.т.д.)

ФМН и ФАД содержат витамин В₂ (рибофлавин).

Коферменты трансфераз: HS КоА, ПФ, АТФ.

ПФ – пиридоксальфосфат. ПФ образуется путем фосфорилирования перидоксаля при участии АТФ.

Биологическая роль ПФ:

Участвует в реакциях трансаминирования аминокислот, катализируемых трансаминазами (трансферазы). Трансаминирование осуществляется путём обмена кетогруппы в  - кетокислотах на аминогруппу в аминокислотах, в результате чего образуется новая кетокислота и новая аминокислота.

HS КоА – коэнзим А.

По химической природе представляет сложное органическое соединение, в состав которого входит пантотеновая кислота (витамин В₃).

Биологическая роль:

HS КоА переносит ацильные и ацетильные остатки:

//

O

//

O

RCOOH + HSKoA RC ~ SКoA (ацил-КоА)

CH₃COOH + HSKoA CH₃ C ~ SкoA (ацетил-КоА)

АТФ – аденозинтрифосфат.

Аденин – рибоза – р – о ~ р – о ~ р

АТФ – это высокоэргическое соединение, энергия макроэргических связей (~) которых может использоваться при различных синтезах, сокращении мышц, активном транспорте, нервном возбуждении и.т.д.

Как коферемент, АТФ участвует во многих реакциях:

1. Перенос ортофосфата

глюкоза + АТФ глюкозо-6-фосфат + АДФ

Mg⁺⁺

2. Перенос пирофосфата

тиамин + АТФ тиаминпирофосфат + АМФ

3. Перенос аденилата (при активации аминокислот в биосинтезе белка)

А МК + АТФ амилоациладенилат

Коферменты лиаз: ТДФ, ПФ.

ТДФ – тиаминдифосфат, является производным витамина В₁ (тиамин).

Биологическая роль:

1. Участвует в декарбоксилировании кетокислот (ПВК, -кетоглутаровая кислота).

2. Участвует в неокислительной ветви пентозного цикла в составе транскетолаз.

ПФ – пиридоксальфосфат.

Биологическая роль:

1. Является коферментом декарбоксилаз аминокислот. Эти ферменты осуществляют отщепление СО₂ от карбоксильной группы аминокислот, при этом образуются высокоактивные биогенные амины (-аминомаслянная кислота, дофамин, серотонин).

2. Участвует в синтезе ГЕМа.