Полная версия

Главная arrow География arrow БИОХИМИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Витамин РР (В5) - никотиновая кислота и никотинамид

(ниацин) — предохраняют от заболевания пеллагрой {pellagra (итал.) означает жесткая или шершавая кожа) и излечивают уже возникшее заболевание. Начальные стадии заболевания пеллагрой выражаются в воспалении слизистых оболочек желудочно- кишечного тракта, а последующие - в воспалении кожи (дерматитах) на участках тела, подверженных освещению солнцем. Поэтому он и назван витамином РР по начальным буквам слов preventive pellagra (итал.), что означает "предотвращающий пеллагру".

Никотиновая кислота - белое кристаллическое вещество с /пл = = 131-132 °С - является провитамином:

Собственно антипелларгическим действием обладает только амид никотиновой кислоты, который входит в состав важнейшего кофермента дегидрогеназ - никотинамидадениндинуклеотида и его производного - никотинамидадениндинуклеотидфосфата.

Некоторое количество никотиновой кислоты синтезируется в организме животных и человека из аминокислоты - триптофана. Этот синтез протекает при участии витамина В6. Таким образом, РР-авитаминоз развивается при неполноценном белковом питании (мало триптофана) и недостатке витамина В6. Поэтому пеллагру в настоящее время расценивают не как чисто РР-авитаминоз, а как полиавитаминоз, т. е. заболевание, вызванное отсутствием ряда витаминов и зависящее от количества триптофана в пище.

Источником витамина РР для человека служит пшеничный хлеб, печень и почки животных, картофель и многие другие продукты.

Витамин В6 - пиридоксин - сейчас рассматривают как сочетание трех индивидуальных веществ: пиридоксина, пиридоксаля и пиридоксамина:

Каждое из них обладает свойствами витамина, ибо в организме способно перейти в пиридоксальфосфат, который собственно и участвует в химических реакциях, связанных с деятельностью данного витамина:

Пиридоксальфосфат является коферментом в реакциях декар- боксилирования ряда аминокислот, а также в реакциях переамини- рования аминокислот с кетокислотами.

Отсутствие в пище пиридоксина сопровождается резким нарушением обмена белков, так как реакции переаминирования аминокислот с кетокислотами обеспечивают фонд свободных аминокислот, необходимых для биосинтеза белковых тел. Основным симптомом В6-авитаминоза является нарушение кроветворения и развитие различного рода дерматитов, которые не поддаются лечению никотиновой кислотой. У молодых наступает остановка роста. В последнее время обнаружено, что В6-авитаминоз сопровождается нарушением обмена липидов, что ведет к развитию атеросклероза.

Источником витамина В6 для человека являются говядина, рыба, горох, яичный желток и зеленые части растений. Так как витамин В6 очень широко распространен в продуктах питания, то в обычных условиях Вб-авитаминоз у человека не наблюдается.

Витамин В|2 - цианкобаламин - отличается большой сложностью химической структуры. Растительные объекты не содержат витамина Bi2. Основным его источником для человека служат мясо, молоко, яйца, но синтезируется он только микроорганизмами. Депо витамина Bj2 у человека находится в печени, где он накапливается в количестве нескольких миллиграммов. В переносе витамина В|2 через кишечную стенку принимает участие соединение белковой природы, специфически связывающее витамин, - так называемый внутренний фактор. Поэтому нарушение синтеза этого фактора приводит к В12-авитаминозу даже при наличии достаточного количества последнего в пище. Часть витамина В!2 поступает в организм человека и животного в результате деятельности микробов- симбионтов кишечного тракта.

Витамин Вс - птероилглутаминовая кислота - более известен под названием фолиевой кислоты, так как он содержится в значительных количествах в листьях (от лат. folium - лист). Выделено несколько фолиевых кислот, и сейчас каждому представителю этой группы витаминов дают точное название в соответствии с его химической структурой. Ниже представлена структура одной из фолиевых кислот - птероилмоноглутаминовой.

Остальные фолиевые кислоты отличаются от птероилмоноглутаминовой кислоты наличием большего или меньшего (от 3 до 6) числа остатков глутаминовой кислоты, присоединенных к концевому остатку глутаминовой кислоты в виде у-глутамилпептида.

Фолиевая кислота представляет собой игольчатые кристаллы желтого цвета, содержащие два моля кристаллизационной воды на один моль кислоты. Они стабильны на воздухе, разлагаются при 250 °С. Ограниченно растворимы в воде (25 мг/л), ледяной уксусной кислоте и спиртах, не растворимы в эфире, ацетоне, хлороформе. Вещество фотолабильно.

Если в пище животных (например, цыплят) недостает фолиевой кислоты, у них задерживается рост и нарушается кроветворение. Очень чувствительны к недостатку витамина Вс молочнокислые бактерии, для которых он является незаменимым ростовым фактором. Человек мало страдает от недостатка витамина Вс, так как фолиевая кислота синтезируется микрофлорой желудочно-кишечного тракта и всегда поступает в организм в достаточном количестве, но в случае развития этого авитаминоза у человека он может быть охарактеризован как анемия. В случае недостатка витамина Вс развиваются множественные нарушения деятельности органов пищеварения.

Названная кислота, будучи коферментом ряда ферментов, переносит одноуглеродные фрагменты при биосинтезе многих соединений: метальную группу при биосинтезе метионина и тимина, которые играют ведущую роль в обмене белков и нуклеиновых кислот (недостаток метионина лимитирует синтез белковых тел, отсутствие тимина и соответствующего ему нуклеотида - биосинтез ДНК, дефицит пуриновых оснований - новообразование ДНК и всех видов РНК).

Рассматриваемая кислота переносит перечисленные выше фрагменты, находясь в восстановленном состоянии в виде 5,6,7,8- тетрагидрофолиевой кислоты. Присоединение фрагментов идет по атому N, находящемуся в 5-м положении, при участии трифунк- ционального фермента - формил-метионилметилентетрагидро- фолатсинтетазы (молекулярная масса фермента из разных источников - 150 000... 225 000). Примером может служить перенос формильной группировки при биосинтезе формилметионил-тРНК, с присоединения которой к рибосоме начинается биосинтез белка.

При переносе метального радикала тетрагидрофосфатный комплекс взаимодействует с витамином В12.

Источниками фолиевых кислот для человека являются многие продукты, в том числе шпинат, цветная капуста, печень животных, хлеб. Особенно высоко содержание фолиевой кислоты в пивных и пекарских дрожжах.

Витамин Н - биотин - по своей химической природе является монокарбоновой кислотой гетероциклического строения:

Гетероциклическая часть молекулы состоит из имидазольного и тиофенового циклов, а боковая цепь представлена остатком валериановой кислоты. Бесцветные игольчатые кристаллы биотина (/ш, = 220 °С) хорошо растворяются в воде, ограниченно - в спиртах и трудно - в серном эфире. Биотин устойчив к действию молекулярного кислорода и H2SO4, но разрушается под влиянием Н2О2, бромной воды, НС1, HNO3 и щелочей.

Необходимость биотина для нормальной жизнедеятельности отражена в самом его названии (от греч. биос - жизнь). При недостатке этого витамина в организме человека наступает ряд патологических изменений: воспаление кожных покровов, выпадение волос, усиленное выделение жира сальными железами кожи.

Главная роль биотина состоит в том, что в виде кофермента он входит в состав фермента, ускоряющего реакции карбоксилирова- ния, например, пировиноградной кислоты (пирувата), связывающей взаимопревращение в организме углеводов и белков.

В процессе действия этого фермента возникает специфический комплекс биотина с С02, где оксид углерода (IV) переходит в активное состояние, в котором он способен внедриться в метильную группу пировиноградной кислоты. Соединение биотина с белком осуществляется через s-NH2-rpynny радикала лизина белковой молекулы и СООН-группу боковой цепи молекулы биотина. СОг присоединяется по атому N имидазольного цикла:

При такой структуре биотин-протеинового комплекса циклическая часть молекулы биотина, несущая активированную СООН-группу, обладает высокой степенью подвижности и передает карбоксил в точку присоединения субстрата на поверхности фермента.

Биотин участвует не только в фиксации СОг, но и осуществляет реакцию транскарбоксилирования, т. е. передачу карбоксильной группы от одного соединения к другому:

Участие биотина в реакции карбоксилирования и транскарбоксилирования важно и для синтеза жирных кислот. Биотин также причастен к синтезу белка, пуриновых оснований, РНК и ряда других важных соединений.

Источником витамина Н для человека являются печень и почки крупного рогатого скота, куриные яйца, молоко, томаты, соя, морковь, картофель, горох.

Витамин С - аскорбиновая кислота имеет следующее строение:

Кислотные свойства аскорбиновой кислоты, не имеющей, как видно из формулы, свободной карбоксильной группы, зависят от диссоциации водорода гидроксильной, расположенной у 3-го углеродного атома.

Витамин С представляет собой бесцветные кристаллы (/„л = = 192 °С), кислые на вкус, хорошо растворимые в воде и спирте, но не растворимые в бензоле, хлороформе, эфире и других растворителях жиров.

В бескислородной среде кристаллы аскорбиновой кислоты можно хранить годами, но в присутствии кислорода или в растворе, особенно щелочном, витамин С быстро разрушается. Процессу разрушения способствуют ионы железа и меди.

Аскорбиновая кислота легко отдает и принимает два атома водорода, переходя соответственно в дегидроаскорбиновую кислоту, и наоборот. Это важнейшее свойство лежит в основе механизма действия аскорбиновой кислоты в организме: она является участником окислительно-восстановительных систем и, следовательно, обеспечивает нормальное протекание жизненно важных процессов в тканях.

Окисление аскорбиновой кислоты в дегидроаскорбиновую кислоту сопровождается потерей двух протонов и двух электронов:

Промежуточные продукты, особенно радикал монодегидро- аскорбиновой кислоты, исключительно реакционно-способны и взаимодействуют со многими другими коферментами оксидоредуктаз: глутатионом, NAD, FAD, цитохромами. Непосредственно процесс окисления аскорбиновой кислоты ускоряется аскорба- токсидазой.

Аскорбиновая кислота широко распространена в природе, присутствуя буквально во всех тканях и органах животных, растений, а также в микроорганизмах. Чаще всего она находится в окисленной форме или в виде связанной аскорбиновой кислоты, так называемого аскорбигена. Последний отличается несколько более слабым физиологическим действием, но более устойчив к тем или иным физико-химическим воздействиям.

Биосинтез аскорбиновой кислоты в организме человека не происходит. При недостаточном поступлении витамина С с пищей у человека возникают аномалии, выражающиеся в повышении проницаемости и хрупкости кровеносных сосудов, вследствие чего возникают спонтанные кровоизлияния и характерные изменения костей и зубов: зубы быстро разрушаются, расшатываются и выпадают. В основе этих явлений лежат нарушения синтеза межклеточного белка - коллагена - вследствие ослабления его посттрансляционной модификации, выражающейся в торможении окисления радикалов пролина и лизина в радикалы оксипролина и оксилизина соответственно. В результате синтезируется нефибриллярный коллаген.

При оценке механизма действия аскорбиновой кислоты в настоящее время большое значение придают ее возможному участию в предохранении от окисления активных HS-групп белков, в том числе белков, обладающих биокаталитической активностью. Эту функцию выполняет восстановленная форма аскорбиновой кислоты. Аскорбиновая кислота выполняет также роль парного донора в некоторых монооксигеназных реакциях.

Источником витамина С для человека служат самые разнообразные продукты растительного происхождения. Особенно много его содержат плоды шиповника, черная смородина, облепиха, рябина, красный перец, лимоны, капуста.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>