Общие витамины и соответствующие коферменты

Тиамин
То есть витамин В1. Его коферментной формой в организме является тиаминпирофосфат (TPP) (рис. 1 [Структурная формула тиаминпирофосфата (TPP)]).
Тиаминпирофосфат ранее был известен как декарбоксилаза. Он играет важную роль в метаболизме глюкозы у животных, например, в декарбоксилировании пирувата. В отсутствие ТПП метаболический промежуточный продукт пируват не может плавно декарбоксилироваться и накапливается в крови и тканях, что приводит к симптомам нейропатии. TPP также является коферментом других ферментов, таких как оксидаза кетокислот и транскетолаза. Ферментативная реакция, катализируемая ТФП, также требует присутствия ионов магния.
никотинамид
Это предшественник коферментов ряда ферментов.
Давно известно, что ниацинамид может предотвратить пеллагру. В 1904 году стало известно, что спиртовое брожение не может осуществляться без вещества, называемого коферментом I. В 1933 году этот кофермент I был выделен. В 1934 немецкий биохимик О. Варбург выделил сходное с коферментом I вещество, названное коэнзимом II, и подтвердил, что никотинамид входит в состав этих двух коферментов. Уточнено, что по химическому составу коэнзим I представляет собой никотинамидадениндинуклеотид (НАД), а химический состав кофермента II — никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ).
Ферменты, которые используют НАД и НАДФ в качестве коферментов, называются пиридиннуклеотидными (или никотинамидными нуклеотидами) связанными дегидрогеназами. Эти ферменты катализируют окислительно-восстановительные реакции внутри клеток. Вообще говоря, дегидрогеназы, связанные с НАД, обычно связаны с дыхательными процессами, а дегидрогеназы, связанные с НАДФ, - с реакциями биосинтеза.
Коэнзим I
(НАД)
Химическое название — никотинамидадениндинуклеотид или никотинамиддифосфат, который у млекопитающих существует в двух состояниях: окисленном (НАД+) и восстановленном (НАДН). Это важный кофермент в окислительно-восстановительных реакциях человека. Между тем, это единственный субстрат НАД+--зависимой АДФ-рибозилтрансферазы, которую in vivo можно разделить на три типа: 1. АДФ-рибозилтрансфераза или полирибозилтрансфераза (PARP); 2. Циклическая АДФ-рибозосинтаза (cADPR-синтаза); 3. Сиртуины лизиндеацетилазы III типа. Эти ферменты расщепляют коэнзим I (НАД+) как субстрат на АДФ-рибозу и никотинамид (Nam) и выполняют различные физиологические функции в разных клетках [3].
Рибофлавин
Витамин В2 участвует в образовании двух коферментов, которые являются основными компонентами внутриклеточной окислительно-восстановительной системы. Это флавинмононуклеотид (ФМН) и флавинадениндинуклеотид (ФАД).
FMN и FAD представляют собой серию флавинсвязанных оксидоредуктаз или коферментов, называемых флавопротеинами, которые также можно рассматривать как кофакторы на основании их прочного связывания с ферментными белками. Некоторым из этих ферментов в дополнение к FMN или FAD требуются кофакторы металлов, такие как ионы железа или молибдена. Поэтому их называют металлофлавопротеинами. Эти ферменты катализируют ряд обратимых или необратимых окислительно-восстановительных реакций в клетках.
пиридоксаль
Пиридоксаль, пиридоксамин и пиридоксин вместе называются витамином B6 (структурная формула «изображение класса=» на рисунке 3 [Структурная формула витамина]). Витамин В6 участвует в образовании двух коферментов, а именно пиридоксальфосфата и пиридоксаминофосфата.
Ферменты, которым в качестве коферментов требуется пиридоксальфосфат или пиридоксаминофосфат, особенно важны в метаболизме аминокислот, катализируя трансаминирование, декарбоксилирование и рацемизацию.
липоевая кислота
Липоевая кислота существует в виде смеси двух структурных форм: дисульфида с закрытым кольцом и восстановления с открытой цепью. Эти две формы могут быть преобразованы друг в друга посредством цикла окисления-восстановления. Обычно он не существует свободно, а скорее ковалентно связывается с группой ε - NH2 остатков лизина в его карбоксильной группе с молекулами фермента (такими как ацетилтрансфераза дигидролипоевой кислоты) посредством амидных связей. Фермент, катализирующий образование тиоамидных связей, требует участия АТФ. Липоевая кислота является ацильным носителем, который служит коферментом пируватдегидрогеназы и глициндекарбоксилазы. Он существует в пируватдегидрогеназе и альфа-кетоглутаратдегидрогеназе и играет роль в сопряжении ацила и переносе электронов во время окисления и декарбоксилирования альфа-кетокислот.
Липоевая кислота может играть антиоксидантную роль в водо-растворимых и водо-нерастворимых средах, улучшать всасывание глюкозы скелетными мышцами животных и эритроцитами, улучшать метаболизм глюкозы, защищать нервные клетки у пациентов с диабетом и снижать частоту нейропатии. Кроме того, он также имеет определенные преимущества при других хронических заболеваниях, таких как сердечно-сосудистые заболевания, заболевания печени и почек, а также оказывает определенное терапевтическое воздействие на неврологические расстройства, вызванные алкоголем (этанолом) или химическими токсичными веществами. [5]
биотин
Играет кофакторную роль в качестве кофактора для некоторых ферментов. Он ковалентно связан со специфическим остатком лизина белка деубиквитина через амидную связь и аминогруппу ε-. ε - N-биотинил-L-лизин называется биотином.
Ферменты, которым требуется биотин, могут катализировать включение (карбоксилирование) или перенос диоксида углерода, поэтому фиксация биотина и диоксида углерода тесно связана. Аденозинтрифосфат (АТФ) и ионы магния также необходимы для карбоксилирования, а биотин играет важную роль в биосинтезе белка и трансаминировании.
пантотеновая кислота
Первоначально выделен как фактор роста дрожжей. Из-за широкого присутствия в организмах ее называют пантотеновой кислотой. Коферментной формой пантотеновой кислоты является коэнзим А (КоА или КоАСГ), который является вспомогательным фактором ферментативного ацетилирования. Его биологическое значение заключается в его роли переносчика или донора ацильных групп, особенно в метаболизме жирных кислот.
фолиевая кислота
Поскольку он был впервые выделен из листьев шпината, он получил такое название.
Коферментной формой фолата является тетрагидрофолат, который служит промежуточным переносчиком для ферментативного переноса одной углеродной группы (например, формильных групп) и играет роль в биосинтезе пуриновых, сериновых, глициновых и метильных групп. Кроме того, фолат незаменим и в биосинтезе ядерных белков.
Витамин В12
В 1920-х годах было обнаружено, что кормление пациентов печенью животных может лечить пернициозную анемию, что указывает на наличие в печени фактора, эффективного при лечении пернициозной анемии. Витамин В12 выделен и очищен, а также выяснена его структура. Витамин B12 имеет в своей структуре систему корриновых колец и содержит ионы кобальта и цианидную группу (CN), поэтому он также известен как цианокобаламин. Чистый раствор витамина B12 имеет красный цвет, что также характерно для типичных соединений кобальта. При использовании в качестве кофермента CN в витамине B12 заменяется 5'- дезоксиаденозиновой группой, которая называется коэнзимом B12. Это нестабильное соединение, которое превращается в витамин B12 в присутствии цианида или под воздействием света. Если в формуле вместо группы CN черного тела используется 5'- дезоксиаденозиновая группа, это структурная формула кофермента B12.