Витамины и витаминоподобные соединения в биохимии обмена веществ человека

Из животных продуктов: печень, яйцо, мясо.

При термической обработке фолат разрушается. Его содержание может значительно снизиться. Поэтому крайне важно употреблять растительные продукты в сыром виде.

Синтезируется в значительных количествах кишечной микрофлорой.

Биологическая роль

Все биологические функции тетрагидрофолата в роли кофермента сводятся к переносу одноуглеродных фрагментов. Пятый и десятый атомы азота являются акцепторами и донорами для этих групп:

1. Перенос метильной группы. Тетрагидрофолат присоединяет метил и образует N⁵-метил-H₄-фолат.

2. Перенос формильной группы. В виде двух молекул:

3. Перенос формиминогруппы. N⁵-формимино-H

₄-фолат.

4. Перенос метиленовой группы. N⁵,N¹⁰-метилен-H₄-фолат.

5. Перенос метенильной группы. N⁵,N¹⁰-метенил-H₄-фолат.

Функции фолиевой кислоты:

– Участвует в обмене аминокислот. В частности, в синтезе заменимых аминокислот.

– Участвует в синтезе азотистых оснований.

– Принимает участие в синтезе белков и нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).

– Исходя из вышесказанного: необходим для нормального процесса кроветворения и для развития тканей с быстро делящимися клетками.

– Фолиевая кислота нужна для нормального протекания беременности, сперматогенеза.

Конкретные реакции рассматриваются при изучении соответствующих разделов. Рассмотрим только одну реакцию – это утилизация гомоцистеина. Эта аминокислота образуется в процессе метаболизма метионина. Будучи неутилизированной, она будет оказывать токсическое действие на клетки.

Простетическая группа фермента гомоцистеин-метил-трансферазы – витамин B₁₂ (подробнее в разделе про этот витамин).

Гиповитаминоз

– Нарушение кроветворения: мегалобластная анемия. Из-за нарушения синтеза ДНК, клетки не могут делиться, компенсаторная реакция – увеличение в размере.

– Лейкопения, тромбоцитопения – возникают по тем же причинам.

– Воспалительные заболевания слизистых ЖКТ.

– Неблагоприятное протекание беременности: преждевременные роды, дефекты плода, послеродовые кровотечения.

– Повышается риск возникновения онкологических заболеваний (из-за нарушения репликации ДНК).

– Накапливается гомоцистеин. Одно из проявлений этого – повреждение интимы сосуда, и как следствие – атеросклероз.

Витамин B₁₂. Кобаламин. Антианемический

Общие сведения

По своему химическому строению витамин B₁₂ является самым сложным среди витаминов. Центральное положение в его структуре занимает порфириноподобное кольцо.

Активностью витамина B₁₂ обладает несколько похожих соединений. На рисунке изображен цианокобаламин.

Примечательно, что связь между кобальтом и углеродом – это единственный пример ковалентной связи между углеродом и металлом в живой природе.

Источники

Прежде всего необходимо сказать, что для всасывания из ЖКТ витамина B₁₂ необходим гликопротеин под названием внутренний антианемический фактор (или фактор Касла). Он синтезируется и секретируется в просвет желудка париетальными клетками (которые, так же отвечают за выработку соляной кислоты).

Если фактор Касла – это внутренний фактор, то должен быть и внешний? Внешний фактор – это сам витамин B₁₂.

Первичный синтез этого витамина осуществляют только бактерии. Человек и другие животные получают его из пищи.

Наиболее богаты следующие продукты: морепродукты (моллюски, краб, рыба), печень, мясо, молоко. Этот витамин содержится в нужном количестве только в животных продуктах.

В растительных продуктах кобаламина содержится крайне мало, поэтому компенсировать ими потребность в витамине невозможно.

Бактерии микрофлоры кишечника тоже синтезируют кобаламин. Однако это происходит в нижних отделах кишечника и всасывания витамина не происходит

Биологическая роль

Существует два фермента у человека, использующих витамин В₁₂ в качестве простетической группы.

1. Витамин B₁₂ является простетической группой фермента гомоцистеин-метил-трансферазы.

Реакцию, которую катализирует этот фермент рассмотрена в разделе о фолиевой кислоте.

Нормальное протекание данной реакции – это не только необходимое условие утилизации гомоцистеина, но и способ удержать тетрагидрофолат в клетке. Вся проблема в том, что N⁵-метил-Н₄-фолат без особого труда проникает через мембрану клетки. Если реакция не будет протекать, то клетка будет лишаться фолиевой кислоты. Таким образом клетка начнет испытывать недостаток фолиевой кислоты, хотя в организме ее концентрация будет в норме.

В норме N⁵-метил-Н₄-фолат должен превращаться в H₄-фолат. Это обеспечивает реакция превращения гомоцистеина в метионин. Так в организме тетрагидрофолат регенерируется.

2. Витамин B₁₂ является простетической группой фермента метилмалонил-КоА-мутазы.

Этот фермент катализирует превращение метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА