лекция 9 общая биохимия

1.

Лекция 9
Витамины 2

2.

Водорастворимые витамины:
6) фолиевая кислота (Вс, реже В9 )
7) В12 (кобаламин)
8) С (аскорбиновая кислота)
9) P (полифенолы, биофлавоноиды)
10) Инозит и его фосфорный эфир - фитин
11) H (биотин)
Жирорастворимые витамины:
1)
Витамин А
2)
Витамин D
3)
Витамин Е
4)
Витамин К
Витаминоподобные
вещества

3.

ВИТАМИН Вс (от chiсkhen – цыленок) –
фолиевая кислота (follium – лист)
(антианемический фактор)
(1940-1941)
(число остатков глутамата может быть от 1 до 7, соединяются
через аминогруппу и карбоксильную группу бокового
радикала)
ФК + НАДФН+Н+ ↔ ДГФК + НДФН + ;
ДГФК + НАДФН+Н+ ↔ ТГФК + НДФН +
фолатредуктаза
5,6,7,8 – тетрагидрофолиевая кислота (ТГФК)
- кофермент С1-трансфераз

4.

ВИТАМИН Вс (от chiсkhen – цыленок) –
фолиевая кислота (follium – лист)
(антианемический фактор)
(1940-1941)
(число остатков глутамата может быть от 1 до 7, соединяются
через аминогруппу и карбоксильную группу бокового
радикала)
ФК + НАДФН+Н+ ↔ ДГФК + НДФН + ;
ДГФК + НАДФН+Н+ ↔ ТГФК + НДФН +
фолатредуктаза
5,6,7,8 – тетрагидрофолиевая кислота (ТГФК)
- кофермент С1-трансфераз

5.

ВИТАМИН Вс (от chiсkhen – цыленок) –
фолиевая кислота (follium – лист)
(антианемический фактор)
(1940-1941)
(число остатков глутамата может быть от 1 до 7, соединяются
через аминогруппу и карбоксильную группу бокового
радикала)
ФК + НАДФН+Н+ ↔ ДГФК + НДФН + ;
ДГФК + НАДФН+Н+ ↔ ТГФК + НДФН +
Рабочая часть в реакциях
- этилендиаминовая группировка
фолатредуктаза
5,6,7,8 – тетрагидрофолиевая кислота (ТГФК)
- кофермент С1-трансфераз

6.

Биохимическая роль фолиевой кислоты:
ТГФК - кофермент
• Переносит С1-остатки в различных состояниях окисления в составе С1-трансфераз (КФ 2.1…).
С1-фрагменты присоединяются к атомам азота.
Переносимый ТГФК С1-фрагмент нужен в синтезе
пуринов и пиримидинов, метионина и многих др. реакциях.
Участвует в процессах кроветворения и деления клеток
(регулирует эритропоэз, тромбоцитопоэз, лейкопоэз)
пурин
АВИТАМИНОЗ: анемия
СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ: 0,1 – 0,2 мг
ИСТОЧНИКИ: салат, шпинат и другие овощи;
яичный желток, печень, сыр, микроорганизмы

7.

В12 – кобаламин – антианемический
(выделен в 1948)
Корриновая система
Дороти Ходжкин расшифровала структуру (в 1955) - Нобелевская премия (1964)

8.

Схема строения молекулы В12
R = ОН - оксикобаламин (В12)
СН3 - метилкобаламин
5’-дезоксиаденозин – дезоксиаденозил кобаламин
Учим схему

9.

Биохимическая роль:
кобамидные коферменты
метилкобаламин и дезоксиаденозилкобаламин
1)
Реакции переноса CH3-группы (трансметилирования)
(работают в паре с ТГФК (фолиевой кислотой)
2) Внутримолекулярный перенос Н в реакциях изомеризации

10.

Суточная потребность В12 0,003мг
Недостаточность В12:
- анемия из-за ухудшения кроветворной функции
- нарушения со стороны НС
- резкое снижение кислотности желудочного сока, ацидоз тканей
ИСТОЧНИКИ: мясо-молочные продукты, яйца.
Синтезируется только микроорганизмами, в том числе – кишечной микрофлорой
(если есть Со)

11.

Для усвоения витамина В12 нужны белки:
«Внутренний фактор Касла» и транскобаламины
Транскобаламины:
I – гаптокоррин, TCN I (связывает В12 в ротовой полости);
II – плазматический, TCN2 – переносит в крови;
III – внутренний фактор Касла,
gastric intrinsic factor (GIF) – всасывание из желудка и кишечника
Заболевания:
- Гастрогенный авитоминоз – отсутствие или недостаточное количество внутреннего фактора Касла

12.

Витамин С – аскорбиновая кислота (антицинготный)
Почтовая марка, посвященная
рекомендациям Линда
Производное углеводов
(лактон гексоновой кислоты,
содержащей диенольную группу)
Выделен из лимона С. Цильва, 1918-1925
Из капусты и др. .– А. Сент-Дьёрдьи, 1928-1930
Установлено строение, хим. синтез – Т.Рейхштейн, Е. Хёрст и В. Хеуорс

13.

Биохимическая роль витамина С:
1) кофактор в ферментах пролилгидроксилаза, аскорбатоксидаза и др.
Участие в синтезе коллагена
Окисленный пролин = оксипролин
Окисленный лизин = оксилизин
Необходимы для поддержания структуры коллагена
Пролилгидроксилаза
лизилгидроксилаза
Реакция идет для аминокислот в
составе коллагена

14.

Биохимическая роль витамина С:
2) кофактор в ферментах синтеза гормонов (норадреналина, кортикостероидов)
3) Участие в обмене липидов
4) Участвует в окислительно-восстановительных процессах, прежде всего вместе с
витамином Р

15.

Недостаточность витамина С
Суточная потребность в витамине С
для человека – 70-120 мг
Большинство животных способно к синтезу аскорбиновой кислоты, а
человек, морские свинки, фруктоядные летучие мыши и гориллы - нет
Симптомы авитаминоза – в основном результат синтеза дефектного
коллагена (пункты 1 и 2):
1) Повышенная ломкость капилляров
2) Болезненность и разрыхленность десен
3) Общие симптомы повышенной утомляемости,
Восприимчивость к инфекциям, снижение аппетита
Кровоизлияния
на коже
при цинге
Источники:
шиповник, болгарский
перец, черная смородина,
лук, квашеная капуста

16.

Витамины P – группа соединений (полифенолы, биофлавоноиды)
Permeability - проницаемость
Флавоноиды
(рутин, катехины, антоцианы)
Суточная потребность - ?
Источники: окрашенные (синие, красные) плоды и ягоды (голубика, черешня, черная
смородина, темный виноград и др.).
Синтезируются в растениях по ШИКИМАТНОМУ ПУТИ
1) Снижают проницаемость соединительной ткани, сосудов, ингибируя гиалуронидазу. Блокируют некоторые металлы, чем
изменяют активность некоторых других ферментов
2) Окислительно-восстановительные процессы, совместно с вит.С (“Аскорутин”)
3) Способствуют выделению кортикостероидов (предохраняют от окисления адреналин, он стимулирует гипофиз, гипофиз
стимулирует секрецию кортикостероидов)

17.

Витаминоподобные соединения

18.

Инозит – витаминоподобное в-во
(биос I, раньше – вит.В8)
В природе наиболее распространен
мио-инозит (цис-1,2,3,5-транс-4,6циклогексангексол).
Его биосинтез – из глюкозы,
у человека возможен
(3/4 необходимого).
Другие инозиты образуются из
мио-инозита путем
эпимеризации.

19.

Биохимическая роль:
1) структурная - в мембранах в виде фосфатидилинозитолдифосфата (ФИФ2)
2) Вторичный посредник (мессенджер) в передаче сигналов в клетках
(инозитол-фосфатный путь)

20.

Недостаточность инозита, источники
У человека недостаточность очень редко.
У животных – плешивость,
нарушения НС и работы
желудочно-кишечного тракта.
Суточная потребность
1 – 1,5 г!
Источники: мясо, растения и др.

21.

Витамин H – биотин (биос II, от bios – жизнь)
Haut (нем.) - кожа
1916 – сырой яичный белок токсичен.
Дрожжи и печень в пище – снятие
1935 – вит.Н выделен как соединение (Ф. Кёгль),
Специфический ростовой фактор для дрожжей и азотфиксирующих бактерий
1942 – строение (В. Дю Виньо),
1944-1945 – химический синтез
Авидин, связавший биотин.
Авидин – гомотетрамер, поэтому может связать до 4 молекул биотина.

22.

Биохимическая роль вит Н
– простетическая группа в биотиновых ферментах
1) реакции β-карбоксилирования или фиксация СО2, сопряженная с гидролизом АТФ –
синтез карбамоилфосфата (орнитиновый цикл), синтез ЩУК (глюконеогенез)
2) реакции транскарбоксилирования без участия АТФ
Участие в синтезе аминокислот, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот

23.

Недостаточность биотина
СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ 0,1 – 0,3 мг
ИСТОЧНИКИ
- синтез микрофлорой кишечника (вполне достаточно)
- печень, почки, яичный желток
- рисовые отруби, пшеничная мука
- цветная капуста, бобы
Покраснение и шелушение кожи
Выпадение волос (шерсти, перьев)
Красные отечные “очки” вокруг глаз
Изменения походки и типичная поза с
согнутой спиной
Личинки НАСЕКОМЫХ !

24.

Жирорастворимые витамины
1) А
2) D
3) E
4) К
Депо – печень.
Способны накапливаться.
!При передозировке проявляют
токсичность

25.

Вит. А – группа веществ
(ретиноиды и провитамины А)
Ретинол – циклический спирт с боковой цепью из 2х
изопренов и первичной ОН-группы. Нестабилен, разлагается
кислородом воздуха и на свету, в организме окисляется до
ретиналя и ретиноевой кислоты.
Ретиноиды (в тканях животных в виде сложных
эфиров – форме, защищающей от разрушения):
• - ретинол (витамин A1),
• - дегидроретинол (витамин A2),
• - ретиналь (альдегид витамина A1),
• - ретиноевая кислота.
Депо витамина — печень (90%), почки, жировая
ткань, надпочечники.
Открыт в 1913: роль в питании сливочного масла, желтка куриных яиц (на примере мышей, Висконсинский (Э.
Макколлум, М. Дэвис) и Йельский (Т. Осборн, Л. Мендель) ун-тах.
Описана структура в 1931 году (П. Каррер, Нобелевская премия 1937), кристаллизован в 1937 (Г. Холмс, Р. Корбет),
в 1946 - хим. синтез (Д. А. ван Дорп, Й. Ф. Аренс).
Роль витамина A в зрении открыта биохимиком Дж. Уолдом ( Нобелевская премия, 1967).

26.

Биохимическая роль вит.А
Ретиналь - компонент зрительного пигмента родопсина. (Знать механизм работы)
Ретинол – в составе клеточных мембран, в антиоксидантной защите организма,
необходим для роста, дифференциации и сохранения функций эпителиальных и костных
тканей, для размножения.
Ретиноевая кислота в 10 раз активнее ретинола при влиянии на клеточную
дифференциацию, но менее активна при влиянии на размножение
В крови витамин A соединяется со связывающим белком (БСР), обеспечивающим растворимость
ретинола, защиту от окисления и транспорт в различные ткани. Витамин, не связанный с белком,
токсичен. Комплекс (витамин A + БСР) соединяется с белком транстиретином, препятствующим
фильтрации витамина в почках. По мере использования вит. A отсоединяется от этих белков и идет в
ткани. Ретиноевая кислота соединяется с альбумином.
В клетках органов-мишеней есть специальные цитозольные рецепторы, распознающие и
связывающие комплекс вит.А+БСР.

27.

Провитамины (предшественники вит. А)
— растительные каротиноиды: каротины и ксантофиллы
– производные изопрена
.
Не для кошек!
(нет фермента)
Провитамины не могут полностью заменить
ретинол, так как в витамин A превращается их
ограниченное количество
Каротины
(α- и γ- дадут 1 молекулу ретинола, β- - 2 молекулы)
β-каротин расщепляется 15-15'-монооксигеназой.
Ретинолдегидрогеназа образует ретинол.
Вит. B12, повышает активность монооксигеназы (синтез ускоряется в 1,5—2 раза).
Количество β-каротина 8-25 мг на 100 г: морковь красный перец, зелёный лук, салат, тыква.

28.

Недостаточность вит. A
поражения эпителия,
ухудшение зрения,
нарушение смачивания роговицы,
снижение иммунной функции,
диарея
Мужчине - 0,9 мг/сут,
женщине 0,7 мг/сут.
Ксерофтальмия
Передозировка опасна! Для взрослых — не более 3 мг/cут.
Выводится медленно: за 21 день из организма исчезает всего 34 % введённой дозы, поэтому может накапливаться.
Печень белого медведя, акулы и др. – случаи смертельного исхода (1597 года, плавание Геррита де Веера)

29.

Витамин D – антирахитный, группа кальциферолов
стероидной природы
1924 – получен
препарат против
рахита из растительных масел
после УФ
Возможен синтез в коже человека под действием УФ-облучения

30.

Биохимическая роль – в основном в виде 1,25-дигидроксивитамина D
(1,25-диоксикальциферола)
Для превращения в активную
форму важны печень и
почки.
• Транспорт через мембраны,
распределение, регуляция
Ca и P.
• Может активировать
специальные белки –
факторы, усиливающие
синтез мРНК белков
гомеостаза Ca и P.

31.

Недостаточность вит. D
Суточная потребность: от 0,01 до 0,025 мг (500–
1000 ME)
Рахит (от греч. ῥάχις — позвоночник)
1) размягчение костей, нарушение их
морфогенеза. У взрослых - остеопороз
2) гипотония мышц
3) замедление развития
Существует также рахит, связанный с
генетическими дефектами:
дефектом синтеза в почках 1,25дигидроксивитамина D
генетическая резистентность рецепторов
органов-мишеней вит. D.
Источники: РЫБИЙ ЖИР, грибы, сливочное масло,
мясо + “кварцевание”.
Возможен гипервитаминоз (резкое похудание, остановка роста, подъем температуры и давления, боли в
суставах, судороги.

32.

Витамин Е (группа токоферолов) – антистерильные
вещества
α -Токоферол – от греч. tokos – потомство, phero – несу.
Химизм: ароматическое кольцо 6-оксихромана с боковой полиизопреноидной цепью.
Разные токоферолы отличаются числом и расположением СН3-групп в бензольном
кольце.

33.

Биохимическая роль вит. Е - антиоксидант
Противостоит окислению липидов, способствует тканевому дыханию
Участвуют в обмене селена (входящего в глутатионпероксидазу)
Роль в метаболизме убихинонов
Суточная
потребность - около
5 мг
Источники:
растительные
масла, салат, капуста,
семена злаков; мясо,
икра, сливочное масло, яичный желток и др.
Авитаминоз: невынашивание плода при беременности, поражения плаценты,
дегенерация семенников, малоподвижность сперматозоидов;
Дегенерация мышц и спинного мозга (параличи), снижение продолжительности жизни эритроцитов

34.

Витамин К – филлохиноны (К1-ряд)
и менахиноны (К2-ряд)
Суточная потребность
не установлена.
Лечебные дозы заведомо выше -12-15 мг/сут.
Схема строения:
Источники:
крапива, шпинат, капуста
Филлохинон
Менахинон
(n=6,7 или 9)

35.

Биохимическая роль витамина К
Стимулирует биосинтез не менее 14 человеческих Gla-белков - факторов свертывания крови
В этом участвует ферменты
γ-глутамилкарбоксилаза, II
протеиназа протромбина – зимогена тромбина
VII (ускорителя превращения протромбина),
IX (тромбопластинового компонента плазмы),
X (фактора Стюарта)
а также
белков C, S, Z,
остеокальцина (он же - Gla-белок кости).
Глу
ɣ-карбоксиглу
Недостаточность у взрослых редко
Замедляется свертывание крови,
Обильные подкожные и внутримышечные кровоизлияния