- •Лекция № 2 Химия белков
- •Лекция №3 Физико – химическое свойства белков
- •Лекция №4 Классификация белков. Простые и сложные белки. Нуклеопротеиды. Хромопротеиды.
- •Свойства днк
- •Лекция №5 Сложные белки. Гликопротеиды (углеводнобелковые комплексы), липопротеды (липид-белковые комплексы) и фосфопротеиды.
- •Гликолипиды
- •Строение мембран
- •Белки мембран
- •Общие свойства мембран
- •Функция мембран
- •Лекция 6: Ферменты, их роль в обмене веществ
- •Лекция№7 Механизм ферментативного катализа.
- •Лекция 8 Витамины – как коферменты
- •Лекция 9
- •Лекция 10:
- •Гипофиз,
- •Эндокринные железы
- •Лекция № 12. Биологическое окисление.
- •Лекция 13 Окислительное фосфорилирование. Хемиоосмотическая теория окислительного фосфорилирования
- •Лекция №14 Обмен и функции углеводов. Общая схема источников и путей расходования глюкозы. Анаэробный распад углеводов, судьба молочной кислоты
- •3 Фаза обмена углеводов- Метаболизм.
- •Лекция №15
- •Синтез гликогена
- •Лекция № 16 Прямое окисление углеводов. Нарушения углеводного обмена. Сахарный диабет. Гликогенозы
Лекция 8 Витамины – как коферменты
План лекции:
Классификация витаминов
Строение и биологическая роль витаминов
3. Витамины – как коферменты.
Цель лекции: Изучение витаминов, как коферментов
Впервые витамины были обнаружены Казимиром Функом. Это витамин В1. Вещество было выделено из экстракта оболочек риса , и так как содержало аминогруппу, он был назван витамином (жизненно важный амин).
Позже оказалось, что не все витамины содержат аминогруппу, но название осталось.
Витамины – это низкомолекулярные вещества, которые присутствуют в небольшом количестве в пище и обеспечивают нормальное протекание биохимических процессов.
Нарушение нормального процесса обмена часто связаны с недостаточным поступлением витаминов в организм, полным отсутствием в пище или нарушениями их всасывания. В результате развиваются авитаминозы, болезни возникающие в результате полного отсутствия в пище витамина.
Гиповитаминозы – недостаточное поступление с пищей или нарушение их всасывания. У человека чаще всего встречается именно эта форма заболевания. И реже встречаются гипервитаминозы, в результате черезмерного употребления жирорастворимых витаминов A,Д, Е, К, которые накапливаются в организме.
Витамины являются коферментами, которые входят в состав сложных ферментов.
Образование кофермента.
В итамины всасывание в кровь → в органы → образование кофермента → +апофермент (белковая часть) → холофермент.
Чем отличаются витамины от кофермента?
Витамины |
Кофермент |
Витамин В1 тиамин |
Тиамин пирофосфат, ТПФ |
Витамин В2 –рибофлавин |
Флавинадениндинуклеотид, ФАД |
Витамин В3 – амид никотиновой кислоты |
никотинамидадениндинуклеотид НАД |
Наряду с витаминами в организм поступают провитамины, которые под действием различных факторов могут переходить в активное состояние.
Например, каротин, провитамин А, в печени под действием каротиназы превращается в витамин А. или у нас под кожей находятся стерины, под действием ультрафиолетовых лучей переходит в активный витамин Д. Ряд витаминов под действием кишечной микрофлоры синтезируются витамины в кишечнике. Это витамиы В2, В3, В5, В6. На синтез витаминов губительно действуют антибиотики.
Антивитамины – это структурные аналоги витаминов, которые блокируют активный центр фермента, и вызывают конкурентное торможение. Например, антивитамином парааминобензойной кислоты являются сульфониламиды, рибофлавина – акрихин.
Классификация витаминов.
↙ ↘
Водорастворимые жирорастворимые А, Д, Е, К.
В1, В2, В3, В5, В6, В12, Р, С,
Фолиевая кислота.
Каждый витамин имеет тройное название: буквенное, химическое и по биологическому эффекту.
Например витамин В1 – тиамин, антиневритный.
Витамин В1, состоит из пиримидинового и тиазолового колец, соедененых между собой. Наличие S в тиазоловом кольце и аминогруппы в пиримидиновом кольце дало основание назвать вещество тиамином.
Суточная потребность – 1.2 – 1.8 мг(2-3мг)
Пищевые источники: оболочка злаковых (рис, пшеница, черный хлеб, дрожжи).
Биологическое действие.
Витамин В1 входит в состав кофермента ТПФ – тиаминпирофосфата, входит в состав мультиэнзима, который участвует в окислительном декарбоксилировании пирувата.
C6H12O6
↓
CH3
| ТПФ (вит В1)
2 C=O CH3COSKoA
| CO2
COOH
При недостатке ТПФ в организме накапливается пируват, а кетогруппа (С=О) очень токсична для нервной ткани. В результате накопления пирувата развиваются невриты, полиневриты. Отсутствие витамина В1 приводит к заболеванию бери-бери, сопровождающееся полиневритами, параличами.
Это заболевание было обнаружено у народов, питающихся полированным рисом вместо хлеба.
Витамин В2 - рибофлавин, антидерматитный.
Суточная потребность – 1.8 – 2.5 мг
Пищевые источники: молоко, яйца, сыр, черный хлеб, свежие овощи, мясо.
Биологическое действие:
Витамин В2 является коферментом ФМН- флавинмононуклеотид и ФАД – флавинадениндинуклеотид.
ФАД – является коферментом дегидрогеназы, участвующих в окислительно-восстановительных реакциях, переносят протоны и электроны водорода от окисляемого субстрата к кислороду. А так как субстратами являются продукты окисления белков, жиров, углеводов, то будут страдать все обмены при недостатке витамина В2 и приведет к дерматиту.
Витамин В3 – пантотеновая кислота.
Суточная потребность: 3-5мг.
Пищевые источники: От греческого слова пантотеновая кислота «повсюду», т.е. этот витамин содержится во всех продуктах, но больше всего в печени, яичных желтках, дрожжах и зеленных растениях.
Биологическая роль:
Пантотеновая кислота входит в состав кофермента А, или коэнзима А (КоА).
Название «коэнзим А» ( кофермент ацилирования) связанно с тем, что это соединение участвует в ферментативных реакциях, катализирующих как активирование, так и перенос ацетильного радикала.
Коэнзим А участвует в реакциях обмена углеводов и липидов, входит в состав мультиэнзима в виде фосфопантотеина.
Витамин В5 – никотиновая кислота или амид никотиновой кислоты, антипеллагрический.
Этот витамин известен как РР
Суточная потребность: (15 -25 мг).
Пищевые источники: рис, хлеб, мясо, картошка, печень, морковь. В кишечнике витамина В5 синтезируется из аминокислоты триптофана.
Биологическая роль:
Витамин В5 входит в состав коферментов НАД или НАДФ, являющихся коферментами дегидрогеназы ,участвующих в окислительно-восстановительных реакциях.
При недостатке витамина В3 (у людей питающихся только кукурузной мукой – в ней отсутствует триптофан, из которой синтезируется в кишечнике Витамин В3) развивается заболевание пеллагра.
Для пеллагры характерны 3 симптома:
1 дерматит – воспаление кожи;
2 диарея – расстройство ЖКТ;
3 деменция – изменение со стороны ЦНС.
Витамин В6 – пиридоксин , антидерматитный.
Суточная потребность: 2 -3 мг.
Пищевые источники: хлеб, горох, фасоль, картофель, мясо, почки, печень.
Биологическое действие: Витамин В6 – пиридоксин входит в состав кофермента фосфопиридоксаля, фосфопиридоксамина.
Фосфопиродаксаль входит в состав сложного фермента – трансаминаз, и участвует в переносе аминогруппы на кетокислоту с образованием новой аминокислоты.
CH3 COOH CH3 COOH
| | | |
HCNH2 + C=O C=O + HC NH2
| | | |
COOH CH2 COOH CH2
| |
CH2 CH2
| |
COOH COOH
Аланин альфакетоглютаровая к-та пируват глутаминовая к-та
Фосфопиридоксаль входит в состав декарбоксилаз, участвует в декарбоксилировании аминокислот, с образованием биогенных аминов. При недотатке вит. В6 развиваются дерматиты.
Витамин С – аскорбиновая к-та, антискорбутный.
Суточная потребность: 50 – 75мг
Легко окисляется, сохраняется в кислой среде.
Пищевые источники: свежие овощи, фрукты, зелень, большое кол-во в облепихе, шиповнике, смородине и лимоне.
Биологическое действие: главное свойство АК легко окисляться и восстанавливаться. Вместе с ДАК, дигидроаскарбиновой к-той в клетках образуют окислительно-восстановительную пару с редокс - потенциалом+0,139. Благодаря этой способности АК участвует в реакциях гидроксилирования при синтезе коллагена (основного белка соединительной ткани),
п ролин→(АК) оксипролин- коллаген
лизин (АК)→оксилизин
при синтезе стероидных гормонов. АК относится к антиоксидантам.
Недостаток АК в пище вызывает заболевание цинга или скорбут. Главное проявление авитаминоза обусловлены нарушением образования коллагена в соединительной ткани. Вследствие этого наблюдается разрыхление десен, расшатывание зубов, кровоточивость десен.
Американский ученый Л. Полинг рекомендовал использовать для профилактики и лечения простудных заболеваний большие дозы витамина С.
Витамин Р – биофлавиноиды, витамин проницаемости.
Суточная потребность: не установлена.
Пищевые источники: те же продукты в которых содержится витамин С, большое количество в чае, особенно в зеленом.
Биологическое действие:
Биороль витамина Р заключается в стабилизации межклеточного вещества соединительной ткани и уменьшение проницаемости капилляров.
Гиповитаминозы характеризуются повышенной кровоточивостью десен, точечными подкожными кровоизлияниями, общей слабостью.
Витамин Н - биотин
Суточная потребность: 10 мкг
Пищевые источники: желток яйца, молоко, печень, почки.
Биологическое действие:
Биотин выполняет коферментную функцию в составе карбоксилаз: он участвует в образовании активной формы СО2.
В организме биотин используется в образовании малонилКоА из ацетилКоА, в синтезе пуринового кольца. При недостатке биотина развиваются явления дерматита, выпадение волос, поражение ногтей.
Витамин Вс или В9 – фолиевая к-та.
Суточная потребность: 50 - 200мкг
Пищевые источники: дрожжи, печень, почки, мясо.
Биологическое действие:
Фолиевая кислота является субстратом для синтеза коферментов, участвующих в реакциях метилирования в 1) образовании холина; 2) метилирования урацила; 3) в синтезе пиримидиновых и пуриновых оснований.
Недостаток фолиевой к-ты приводит к нарушению кроветворения (анемия, лейкопения).
Витамин В12 –цианкобаламин, антианемический.
Суточная потребность: 1 -2мкг
Пищевые источники: печень, почки.
Биологическое действие:
Витамин В12 является источником образования 2 коферментов: метилкобаламина в цитоплазме и дезоксиаденозилкобаламина в митохондриях. Метил В!2 – кофермент участвующий вместе с фолиевой к-той в синтезе и переносе метильных груп, в синтезе гема, синтезе жирных кислот, стимулирует выработку эритроцитов костным мозгом.
Витамин В12 всасывается в кишечнике соединяясь с гастромукоидом, который вырыбатывается дном желудка, так называемым «внутренним фактором Кастля».
Недостаток витамина В12 приводит к заболеванию макроцитарная анемия.