Взяти участь
Поспішайте взяти участь в акції «Методичний тиждень 2.0».
Головний приз 500грн + безкоштовний вебінар.
До визначення переможців залишилось:
3
Дня
3
Години
16
Хвилин
30
Секунд
Предмети »

Біохімічна роль вітамінів та вітаміноподібних сполук

Курс:«Google сервіси в роботі вчителя»
Левченко Ірина Михайлівна
16 годин
700 грн
190 грн
Свідоцтво про публікацію матеріала №DX542055
За публікацію цієї методичної розробки Кісільова Марина Вікторівна отримав(ла) свідоцтво №DX542055
Завантажте Ваші авторські методичні розробки на сайт та миттєво отримайте персональне свідоцтво про публікацію від ЗМІ «Всеосвіта»
Перегляд
матеріалу
Отримати код

32

Біохімічна роль вітамінів та вітаміноподібних сполук

Зміст

Вступ

1. Загальна характеристика вітамінів………………………………………...….5

2. Роль жиророзчинних вітамінів у метаболізмі…..…………………………….6

3. Значення водорозчинних вітамінів у функціонуванні ферментів………...12

4. Біохімічні функції вітаміноподібних сполук…...…………………………...26

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

Актуальність.

Відповідно до наукових даних, здоров’я людини в основному (на 60-70%) залежить від способу життя й екології, на 23-32% — від генетичної спадковості і дуже мало (на 7-8%) — від лікарської допомоги. Тому кожна людина, дотримуючись здорового способу життя, особливо ж — правильно харчуючись, здатна зменшити негативний вплив екологічних чинників, оптимально використовувати свій генетичний потенціал. Зважаючи на це, слід зазначити, що для підтримання нормальної життєдіяльності організму крім білків, жирів, вуглеводів, мінеральних речовин і води для організму потрібні вітаміни. Вітаміни – це природні біологічно активні сполуки, різні за хімічною структурою та механізмом біологічної дії, які відіграють специфічну роль в клітинному обміні у надзвичайно малих концентраціях і за рідкісним винятком не синтезуються в організмі [15].

Визначено, що в порівнянні з серединою XX століття вміст вітамінів у продуктах харчування знизився в середньому приблизно на 50%. Це пов’язують з інтенсивним землеробством і виснаженням грунтів, із селекцією овочів і фруктів на користь підвищення зеленої маси і красивого зовнішнього вигляду.

Встановлено, що 89% населення навіть влітку відчувають дефіцит вітаміну С, 43% мають дефіцит вітаміну B1, 44% – вітаміну B2, 68% – вітаміну B6, 22% – вітаміну B12.

У 39% жінок виявляється дефіцит фолієвої кислоти (одна з основних причин недоношеності і каліцтв майбутніх дітей), 45% страждають від нестачі β-каротину (провітаміну А), у 21% недостатність вітаміну Е [13].

Вітаміни абсолютно необхідні для нормального росту і розвитку організму, повноцінного функціонування і своєчасного поновлення всіх органів і тканин, ефективного здійснення обміну речовин.

Значення вітамінів у підтриманні життєдіяльності організму людини важко переоцінити. Саме тому вітаміни є об’єктом широкого дослідження вчених, адже у вивченні цього питання ще багато чого залишається невизначеним. Саме тому біохімічна роль вітамінів і вітаміноподібних сполук є актуальною темою для досліджень у біохімії.

Мета: проаналізувати роль вітамінів і вітаміноподібних сполук в обміні речовин та енергії в організмі людини.

Завдання:

  1. З’ясувати роль вітамінів в організмі людини.

  2. Охарактеризувати класифікацію вітамінів.

  3. Дослідити роль жиророзчинних вітамінів у метаболізмі.

  4. Проаналізувати значення водорозчинних вітамінів у функціонуванні ферментів.

  5. Розглянути біохімічні функції вітаміноподібних сполук.

Об’єкт дослідження: біохімія вітамінів і вітаміноподібних сполук.

Предмет дослідження: роль вітамінів і вітаміноподібних сполук у біохімічних процесах в організмі людини.

1. Загальна характеристика вітамінів

Вітаміни – це група органічних речовин різноманітної хімічної природи, біологічно активних у досить малих кількостях.

Вітаміни – це низькомолекулярні речовини, що забезпечують нормальний плин біохімічних і фізіологічних процесів в організмі. Вони не є джерелами енергії чи будівельним матеріалом для організму, але абсолютно необхідні для життєвих функцій.

Більшість вітамінів в організмі не синтезується, джерелом їх, звичайно, є зовнішнє середовище (харчові продукти рослинного й тваринного походження, мікроорганізми – нормальні мешканці ШКТ). Сучасна наукова інформація свідчить про виключно різноманітну участь вітамінів в процесі забезпечення життєдіяльності людського організму. Так у малих кількостях вітаміни здійснюють регулюючу дію на клітинні функції і біохімічні процеси подібно каталізаторам або ензимам, забезпечуючи правильне використання поживних речовин. В якості специфічних речовин, разом із гормонами та ензимами, утворюють єдине ціле – групу біокаталізаторів і відіграють велику роль у процесах обміну в організмі: у клітинному диханні, впливають на функції ендокринних залоз, підсилюють імунобіологічні процеси та стійкість організму до інфекційних захворювань. Значення їх в процесі життєдіяльності організму дуже велике. Вітаміни у великій мірі забезпечують нормальне функціонування нервової системи, м’язів та інших органів і багатьох фізіологічних систем. Від рівня вітамінної забезпеченості залежить рівень розумової і фізичної працездатності, витривалості і стійкості організму до впливу несприятливих чинників зовнішнього середовища, включаючи інфекції і дії токсинів [12].

Нині відомо понад 20 вітамінів, які мають безпосереднє значення для здоров’я людини. Усі вітаміни різноманітні за хімічною будовою і властивостями.

Вітаміни класифікуються на 2 групи за розчинністю:

  • водорозчинні (легко розчиняються у воді);

  • жиророзчинні (розчиняються у жирах та засвоюються у кишечнику за допомогою ліпідів).

Кожний вітамін зазвичай бере участь у багатьох реакціях, тому може мати багато функцій [15].

2. Роль жиророзчинних вітамінів у метаболізмі

Жиророзчинні вітаміни група природних біосинтетично споріднених сполук. Ці сполуки нездатні розчинятися у воді, яка складає біля 80 % маси живої тканини, тому виключне значення для протікання процесів засвоєння, транспорту та реалізації біологічної дії цієї групи сполук мають специфічні для кожного вітаміну вітамінозв’язуючі білки, які беруть участь у розчиненні у водній фазі внутрішньоклітинного середовища жиророзчинних вітамінів.

Група складається з чотирьох вітамінів: вітамін А (антиксерофталічний), вітамін D (антирахітичний), вітамін Е (вітамін розмноження), вітамін K (антигеморагічний) [10].

Вітамін А (ретинол) був відкритий в 1940 р. і названий фактором росту, так як з його видаленням при екстракції корму гризунів жиророзчинниками спостерігалась зупинка росту і загибель мишей.

Вітамін А – циклічний ненасичений одноатомний спирт, що складається з β-іононового кільця і бічного ланцюга з двох залишків ізопрену і первинної спиртової групи:

Вітамін А

Біологічно активними формами вітаміну А в організмі людини і тварин є ретинол (вітамін А – спирт), ретиналь (вітамін А – цис-, транс-альдегіди), ретиноєва кислота та їх ефіропохідні. Більшість похідних вітаміну А знаходяться в організмі в трансконфігурації і лише в сітківці ока утворюються цис-ізомери. Кожний із цих різновидів вітаміну А має біологічну активність та відіграє певну роль у забезпеченні окремих ланок метаболізму:

1.Регулює нормальний ріст і диференціацію клітин організму, що розвивається (ембріона, молодого організму);

2.Регулює ділення та диференціацію тканин, які швидко проліферують – хряща, кісткової тканини, сперматогенного епітелію та плаценти, епітелію шкіри та слизових, перешкоджає їх ороговінню;

3.Бере участь у процесах біологічного окислення, завдяки наявності в молекулі подвійних зв’язків, які забезпечують перенесення водню та кисню в клітині, гальмує аномальну активацію процесу пероксидації ліпідів;

4. Відіграє важливу роль у підтриманні адекватного імунного та гематологічного стану організму, беручи участь у синтезі специфічних та неспецифічних факторів захисту (імуноглобулінів, інтерферону, лізоциму та ін.), а також факторів згортання крові та інших речовин глікопротеїнової природи.

5.Однією з важливих та найбільш вивчених функцій вітаміну А є його участь в утворенні світлочутливих пігментів сітківки ока (зорового пурпуру), які забезпечують процеси світло- та кольоросприйняття. У мембрані паличок знаходиться складний білок хромопротеїнової природи – родопсин, у колбочках – йодопсин. Обидва пігменти складаються з білка опсину і 11-цис-ретиналя. Кванти світла, які поглинаються родопсином (або йодопсином), викликають фотоізомеризацію 11-цис-ретиналя в 11-транс-ретиналь, після чого відбувається дисоціація комплексу транс-ретиналя й опсину, і пігмент знебарвлюється. Фотоізомеризація і наступна дисоціація комплексу призводять до місцевої деполяризації мембрани і виникнення електричного імпульсу, який розповсюджується по нервовому волокну до зорових аналізаторів.

Потім відбувається повільна або швидка регенерація вихідного пігменту.

Схема перетворення родопсину в сітківці ока [3, 19].

Вітамін D (кальциферол) групове позначення похідних стеролів рослинного і тваринного походження, які характеризуються антирахітичною дією. Відомо більше 6 вітамерів вітамінy D, із яких найбільш активними для людини і тварин вважаються вітамін D2 (ергокальциферол) і вітамін D3 (холекальциферол). Ергокальциферол синтезується в наземних рослинах, морських водоростях, а також фіто- та зоопланктоном із попередника (провітаміну) – ергостерину. Шкіра людини і тварин продукує лише вітамін D3 із провітаміну 7-дегідрохолестерину.

Вітамін D3 можна розглядати як прогормон, так як він перетворюється на 1,25(ОН)2-D3, діючий аналогічно стероїдних гормонів. Так, проникаючи в клітини-мішені, він зв’язується з білковими рецепторами, які мігрують у ядро клітини. У ентероцитах цей гормон-рецепторний комплекс стимулює транскрипцію і-РНК, яка несе інформацію на синтез білка-переносника іонів кальцію. Ймовірно, вітамін відповідає також за синтез Са2+-АТФ-ази в різних клітинах.

У кишечнику всмоктування кальцію здійснюється як шляхом полегшеної дифузії (за участю кальційзв’язуючого білка), так і шляхом активного транспорту (за допомогою Са2+-АТФ-ази). Одночасно прискорюється і всмоктування фосфору.

У кістковій тканині 1,25(ОН)2-D3 стимулює процес демінералізації (синергічно з паратирином).

У нирках активація вітаміном 1,25(ОН)2-D3 кальцієвої АТФ-ази мембран ниркових канальців приводить до збільшення реабсорбції іонів кальцію; зростає і реабсорбція фосфатів.

Кальцитріол бере участь в регуляції росту і диференціації клітин кісткового мозку. Він володіє антиоксидантною та антиканцерогенною дією [19].

Вітамін Е (токофероли, антистерильний вітамін) – група вітамінів, здатних запобігати розвитку безпліддя у тварин та підтримувати функцію розмноження.

Вітамін Е та його аналоги являють собою похідні хроману, що складається з кільця бензолу і γ-дегідропірану. В основі хімічної будови токоферолів лежить спирт токол (у ядрі хроману водень біля С6 заміщений на –ОН-групу, а в положенні С2 – на метильну групу і боковий ізопреноїдний ланцюг – С16Н33) – 2-метил-2-(4’,8’,12’-триметилтридецил)-6-хроманол:

Токофероли відрізняються один від одного кількістю і розташуванням метильних груп у бензольному кільці і позначаються літерами грецького алфавіту – α, β, γ, δ. Найбільш активним є α-токоферол, який містить 3 метильні групи в 5, 7 і 8 положеннях хроманового ядра.

За загальноприйнятими сучасними уявленнями головна функція токоферолів полягає в тому, що вони служать антиоксидантами відносно ненасичених ліпідів. Завдяки наявності в молекулі лабільного атома водню α-токоферол взаємодіє з пероксидними радикалами ліпідів, відновлюючи їх у гідропероксиди і перериваючи, таким чином, ланцюгову реакцію пероксидації:

Утворений вільнорадикальний продукт токоферолу є малоактивним і вступає в реакцію рекомбінації з утворенням димерних і тримерних форм α-токоферолу і α-токоферилхінону, які підлягають екскреції. Як антиоксидант α-токоферол виявляє також наступну дію:

1.Гальмує процеси агрегації тромбоцитів за рахунок обмеження процесу утворення ендоперекисів, попередників простагландинів;

2.Попереджує окислення вітаміну А, що забезпечує збереження його біологічних властивостей;

3.Захищає від окислення сульфгідрильні групи різних білків, у тому числі ферменти, захищає залізо, яке входить до складу гемпротеїнів;

4.Бере участь у процесах тканинного дихання як можливий переносник електронів, або опосередковано, через захист тіолових ферментів (зокрема КоА-SН) від окислення і завдяки впливу на синтез і збереження убіхінону, цитохромів, залізосірчаних білків [3, 19].

Вітамін К (нафтохінони, антигеморагічний вітамін, вітамін коагуляції). Вітамін К за хімічною природою є хіноном з боковим ізопреноїдним ланцюгом. Існує два ряди вітаміну К: філохінони К1-ряду і менахінони – вітаміни К2-ряду.

В організмі вітамін К3 і його похідні перетворюються на вітаміни К2-ряду.

Основною активною формою вітаміну К є менахінон МК-4, який утворюється в тканинах з нафтохінонів рослинного і бактеріального походження [2, 3].

Найбільш вивчена функція вітаміну К – його зв’язок із процесом згортання крові. Він необхідний для синтезу в печінці білкових факторів коагуляції: протромбіну (фактор II), проконвертину (фактор VII), фактора Крістмаса (IX), фактора Стюарта (X). Вітамін К сприяє включенню додаткових карбоксильних груп у залишок глутамату в молекулі попередника протромбіну. Таким чином завершується синтез “повної” молекули протромбіну. Приєднання додаткових груп –СОО– є необхідним для оптимального зв’язування Са2+, який активізує перетворення протромбіну в тромбін:

Припускають, що роль вітаміну К у цьому процесі зводиться або до транспорту НСО3--іонів, що включаються в γ-положення залишку глутамінової кислоти, або до активації водню біля γ-вуглецевого атома глутамінової кислоти, або до активації одного з ензимів реакції карбоксилювання [1, 6].

Отже, жиророзчинні вітаміни – важливі компоненти мембранних систем. Вітаміни A, D – потужні антиоксиданти.

3. Значення водорозчинних вітамінів у функціонуванні ферментів

Водорозчинні вітаміни відрізняються від жиророзчинних не тільки високою здатністю розчинятися у воді (гідрофільністю), але й значно вищою швидкістю обміну. Ці вітаміни, як правило, не накопичуються в організмі у великих кількостях. До складу даної групи входять наступні вітаміни: В1 (тіамін), B2 (рибофлавін), B3 (пантотенова кислота), В5 (нікотинова кислота), B6 (піридоксин), B9 (фолієва кислота), B12 (кобаламін), С (аскорбінова кислота).

Вітамін B1 став першим вітаміном, який був виділений в кристалічному вигляді К. Функом в 1912 р.

Тіамін

Вітамін B1 знаходиться в різних органах і тканинах як у формі вільного тіаміну, так і в формі його фосфорних ефірів: тіамінмонофосфата (ТМФ), тіаміндифосфата (ТДФ) і тіамінтрифосфата (ТТФ).

ТТФ синтезується в мітохондріях за допомогою фермента ТПФ-АТФ-фосфотрансферази:

ТПФ + АТФ ТДФ + АМФ

Основною коферментною формою (60-80 % від загального внутрішньоклітинного вмісту) є ТПФ.

ТТФ відіграє важливу роль в метаболізмі нервової тканини [8, 19].

Вітамін B1 в формі ТПФ є складовою частиною ферментів, які каналізують реакції прямого і окислювального декарбоксилювання кетокислот.

1.ТПФ бере участь в реакції прямого декарбоксилювання піровиноградної кислоти (ПВК). При декарбоксилюванні ПВК за допомогою піруватдекарбоксилази утворюється ацетальдегід, який під дією алкогольдегідрогенази перетворюється в етанол. ТПФ є незамінним кофактором піруватдекарбоксилази.

2.ТПФ бере участь в реакціях окислювального декарбоксилювання ПВК. Окислювальне декарбоксилування ПВК каталізує піруватдегідрогеназа. В склад піруватдегідрогеназного комплексу входять декілька структурно зв’язаних ферментних білків і коферментів.

Окислювальне декарбоксилювання α-кетоглутарату каталізує α-кетоглутаратдегідрогеназа. Цей фермент є складовою частиною циклу Кребса. Будова і механізм дії α-кетоглутаратдегідрогеназного комплексу схожі з піруватдегідрогеназою (ТПФ каталізує початковий етап перетворення кетокислоти).

ТПФ приймає участь в окислювальному декарбоксилюванні кетакислот з розгалуженим вуглеводневим скелетом (продукти дезамінування валіну, лейцину, ізолейцину).

3. ТПФ – кофермент транскетолази – фермента пентозофосфатного шляху окислення вуглеводів.



4. Вітамін B
1 приймає участь в в синтезі ацетилхоліну, каналізуючи в піруватдегідрогеназній реакції у творення ацетил-КоА – субстрата ацетилювання холіну.

[3, 4].

Вітамін B2 являє собою метильоване похідне трициклічної сполуки ізоаллоксазину і спирту рибітолу:

[7].

Біологічні форми вітаміну B2 у тканинах представлені вільним рибофлавіном, фосфорильованими похідними вітаміну – флавінмононуклеотидом (ФМН) і флавінаденіндинуклеотидом (ФАД) і в невеликих кількостях продуктами окислення – люміфлавіном і люміхромом (у сітківці ока).

Основне значення вітаміну B2 полягає в тому, що він входить в склад флавінових коферментів – ФМН і ФАД. Роль цих коферментів полягає в наступному:

1.ФМН і ФАД – коферменти оксидаз, що переносять електрони і Н+ з окислюваного субстрату на кисень. Такими є ферменти, які беруть участь в розпаді амінокислот (оксидази D- і L-амінокислот), біогенних амінів (моно- і диаміноксидази), нуклеотидів (ксантиноксидаза).

2. ФМН і ФАД – проміжні переносники електронів і протонів в дихальному ланцюзі: ФМН входить до складу I-го комплексу ланцюга тканинного дихання, ФАД – до складу II-го комплексу.

3. ФАД – кофермент піруват- і кетоглутаратдегідрогеназних комплексів (поряд з ТПФ та іншими коферментами ФАД здійснює окислювальне декарбоксилювання відповідних кетокислот), а також єдиний кофермент сукцинатдегідрогенази (фермента циклу Кребса).

4. Дегідрування КоА-похідних жирних кислот за участю ФАД-залежного фермента ацил-КоА-дегідрогенази [9, 11].

Вітамін В3 досить поширений в природі, звідси і його назва – пантотенова кислота. Вітамін відкритий Р. Вільямсом в 1933 р.

Пантотенова кислота

Пантоєва кислота β-Аланін

Коферментні формами вітаміну В3, що утворюються в цитоплазмі клітин, є: 4’-фосфопантетеїн, дефосфо-КоА і КоА-SH.

Фосфопантетеїн є активною субодиницею АПБ (ацилпереносного білка) синтази жирних кислот – представника класу так званих фосфопантетеїнпротеїнів.

Дефосфо-КоА – кофермент цитратліази і N-ацетилтрансферази.

КоА-SH – головний кофермент клітини, за участю якого протікають численні реакції метаболізму:

  • активація ацетату (утворення ацетил-КоА – СН3-СО ~ S-KoA). Ацетил-КоА є субстратом для синтезу жирних кислот, холестерину і стероїдних гормонів, ацетилхоліну. З нього починаються реакції головного метаболічного шляху клітини – циклу Кребса.

  • ацетил-КоА приймає участь у реакціях знешкодження (ацетилювання біогенних амінів і чужорідних сполук).

  • активація жирних кислот (утворення ацил-КоА). Ацил-КоА використовується для синтезу ліпідів, окислюючись, він служить також джерелом енергії.

  • Транспорт жирних кислот у мітохондріях.

  • Окислювальне декарбоксилювання кетокислот – піровиноградної (при цьому утворюється ацетил-КоА) і α-кетоглутарової (при цьому утворюється сукцініл-КоА, який використовується в реакціях синтезу гема гемоглобіну і простетичної групи цитохромів) [3, 5].

Вітамін В5 (нікотинова кислота, ніацин, вітамін РР). За хімічною природою вітамін В5 є нікотиновою кислотою (піридин-3-карбонова кислота), яка в організмі легко перетворюється в нікотинамід:

Участь ніацину в регуляції біохімічних процесів здійснюється через його коферментні форми – НАД (нікотинамідаденіндинуклеотид) і НАДФ (нікотинамідаденіндинуклеотидфосфат) [9].

Функції, виконувані цими коферментами, можна умовно розділити на три групи:

1.Функція переносників водню в окислювально-відновлювальних реакціях. НАД і НАДФ є коферментами дегідрогеназ, які беруть участь у всіх етапах окислення вуглеводів, жирних кислот, гліцерину, амінокислот, включаючи перетворення субстратів у циклі Кребса.

Найважливіша біологічна функція нікотинамідних коферментів пов’язана з їх участю у тканинному диханні, спряженому з синтезом АТФ. Крім того, відновлена форма НАДФ використовується як донор водню в синтетичних відновлювальних реакціях (синтез жирних кислот, стероїдів тощо).

2.Субстратна функція (для синтетичних реакцій). НАД є субстратом для ДНК-лігазної реакції, обов’язкової при реплікації і репарації. Він необхідний також для синтезу полі-АДФ-рибози, яка є одним із регуляторів матричного синтезу нуклеїнових кислот, а у зв’язку із цим – і біосинтезу білків.

3.Регуляторна функція в якості алостеричного ефектору певних ферментів циклу Кребса, глюконеогенезу, пентозного шунту.

[12, 19].

Вітамін В6 (піридоксин, адермін). Термін піридоксин об’єднує три близькі речовини – піридоксол, піридоксаль і піридоксамін. Вони є похідними піридину:

В організмі всі три форми вітаміну можуть переходити одна в одну:

Основною метаболічно активною формою вітаміну В6 є фосфорний ефір піридоксалю – піридоксаль-5-фосфат (ПАЛФ). Обмежену біологічну активність виявляє піридоксамін-5-фосфат (ПАМФ), що бере участь тільки в реакціях переамінування:

Біохімічні функції піридоксальфосфату:

1.Транспортна: участь у процесі активного перенесення деяких амінокислот через клітинні мембрани.

2.Каталітична: піридоксальфосфат є простетичною групою ряду ферментів, які каталізують найважливіші процеси білкового обміну, зокрема, перетворення амінокислот шляхом переамінування (кофермент амінотрансфераз), декарбоксилювання (кофермент декарбоксилаз), десульфування і рацемізації.

Зазначені реакції приводять до утворення δ-амінолевулінової кислоти (ДАЛК), каталізуються ферментом δ-амінолевулінатсинтазою.

Піридоксальфосфат бере участь у знешкодженні біогенних амінів (кофермент амінооксидаз), у синтезі складних білків гемпротеїнів (кофермент синтетази δ-амінолевулінової кислоти), метаболізмі амінокислоти триптофану (перетворення її в нікотинову кислоту і серотонін), глікогенолізі (кофактор фосфорилаз) тощо.


[14, 16].

Вітамін Вс, В9, В10 (фолієва кислота, фолацин). Молекула фолієвої кислоти складається з трьох компонентів: похідного птеридину (2 гетероциклічних кільця: А – піримідину, В – піразину), п-амінобензойної кислоти і глутамінової кислоти:

У тканинах під впливом редуктази фолієва кислота відновлюється в 5, 6, 7 і 8 положеннях і перетворюється на тетрагідрофолієву (фолінову, фолінієву) кислоту, яка у 100 разів активніша фолієвої і називалася ще цитроворум-фактором.

Тетрагідрофолієва кислота – переносник одновуглецевих груп: метильної (–СН3), метиленової (–СН2–), формільної (–СНО), формімінної (СНNН), оксиметильної (–СН2ОН), метенільної (–СН=). У їхньому переносі беруть участь атоми N5 і N10, причому всі коферменти взаємоперетворюються один в одного.

За участю фолієвої кислоти відбувається синтез азотистих основ нуклеотидів і нуклеїнових кислот, метіоніну, гліцину, креатину та ін.

Утворення гліцину з серину:

Окислення гліцину до діоксину вуглецю і аміаку:

Найбільш виразно фолацин стимулює еритропоез, лейкопоез, тромбопоез, оновлення білків у тканинах, які швидко регенерують [17, 19].

Вітамін В12 (кориноїди, кобаламіни, антианемічний вітамін). Молекула вітаміну В12 складається з двох частин: кориноїдно-порфіриноподібної (хромофорної), яка містить кобальт, і нуклеотидної. Циклічна коринова система через пірольні кільця координаційно зв’язана з атомом кобальту і за хімічною структурою подібна до порфіринової макроциклічної системи гема.

Нуклеотидна частина представлена 5,6- диметилбензімідазолрибонуклеотидом. Вона сполучена з хромофорною частиною ковалентним зв’язком через пірольне кільце і координаційно з атомом кобальту.

У тканинах кобаламін утворює коферментні форми: метилкобаламін (метил-В12), дезоксиаденозилкобаламін (ДА-В12).

Метил-В12 бере участь у реакціях трансметилювання в складі відповідних ферментів, наприклад, при утворенні метіоніну. У цій реакції кобаламін діє як синергіст ТГФК, каталізуючи перенесення метильної групи з N-метил-ТГФК на гомоцистеїн.

Здійснюючи ресинтез метіоніну, який виступає в організмі донором СН3-угрупувань, метилкобаламін фактично бере участь в утворенні креатину, адреналіну, ацетилхоліну, азотистих основ нуклеїнових кислот, білків та інших біологічно активних речовин.

ДА-В12 є коферментом метилмалоніл-КоА-мутази, що каталізує перетворення метилмалоніл-КоА в сукциніл-КоА. Ця реакція необхідна для згорання у циклі Кребса залишків жирних кислот з непарним числом вуглецевих атомів. За участю В12-залежної мутази відбувається окислення бокового ланцюга холестерину і вуглецевих радикалів ряду амінокислот, а також окислення тиміну [3, 19].

Вітамін С (аскорбінова кислота, антискорбутний вітамін). Аскорбінова кислота за структурою близька до гексоз і являє собою лактон диенолгулонової кислоти (γ-лактон-2,3-дигідро-L-гулонова кислота). Вона може окислюватись, віддаючи два атоми водню і перетворюватися в дегідроаскорбінову кислоту (γ-лактон-2,3-дикето-L-гулонова кислота):

Зворотний процес каталізує дегідроаскорбатредуктаза за рахунок атомів водню відновленого глутатіону (GSН). Цей процес є оборотним, тому аскорбінова і дегідроаскорбінова кислоти існують у вигляді редокс-пари. При подальшому окисленні відбувається розрив лактонного циклу з утворенням метаболітів, які не виявляють С-вітамінної активності (2,3-дикетогулонова, щавлева, треонова кислоти [3, 4].

Біологічна дія аскорбінової кислоти пов’язана із її участю в окислювально-відновлювальних реакціях, що зумовлено особливостями структури і властивістю легко віддавати і приєднувати атоми водню.

Аскорбінова кислота бере участь у наступних процесах біологічного

окислення:

1.Гідроксилювання ароматичних амінокислот під час синтезу медіаторів серотоніну і норадреналіну;

2.Гідроксилювання стероїдів (біосинтез кортикостероїдів);

3.Гідроксилювання β-бутиробетаїну під час синтезу карнітину;

4.Гідроксилювання залишків проліну і лізину в проколагені (утворення колагену);

5.Гідроксилювання вітаміну D3 у кальцитріол;

6.Відновлення фолієвої кислоти під час утворення коферментних форм;

7.Підтримка сульфгідрильних груп ферментативних білків у відновленому стані, що забезпечує активацію ряду ферментів (наприклад, сукцинатдегідрогенази, цитохромоксидази, лужної фосфатази та ін.);

8.Відновлення іонів Fe3+ до Fe2+ у кишечнику (обов’язкова умова всмоктування заліза), крім того, вивільнення заліза з транспортної форми в крові (комплекс з трансферином), що прискорює його надходження у тканини;

9.Окислення аскорбінової кислоти в радикал монодегідроаскорбінової кислоти забезпечує в синергізмі з α-токоферолом усунення вільних радикалів і, отже – стабільність біологічних мембран;

10.Прискорення окислення НАДН2 у реакціях тканинного дихання, окислення глюкози в пентозному циклі (через НАДФ).

11.Гідроксилювання п-гідроксифенілпірувату в гомогентизинову кислоту та утворення фумарилацетоацетату.

[18, 19].

Таким чином, водорозчинні вітаміни беруть участь в утворенні коферментів, які забезпечують протікання багатьох біохімічних реакцій.

4. Біохімічні функції вітаміноподібних сполук

Вітаміноподібні речовини – сполуки, активність яких проявляється в малих дозах, в порівнянні з дозами вітамінів, але все-таки значно перевищують дози останніх. Більшість з них здатні синтезуватися в тка­нинах людини і можуть входити до складу цих тканин як структурні компоненти.

Вітаміноподібні сполуки значно підсилюють профілактичну активність вітамінів і мікроелементів. В даний час до вітаміноподібних речовин відносять близько 10 сполук: вітамін F, вітамін Р, холін (вітамін В4), S-метилметіонін (вітамін U), карнітин (вітамін Т), коензим Q (убіхінон) [2].

Вітамін F – сума біологічно активних поліненасичених жирних кислот (лінолевої, ліноленової, арахідонової):

Фізіологічно активною формою цих кислот є цис-конфігурація. Найбільш активною є арахідонова кислота. При наявності піридоксину лінолева кислота перетворюється в організмі на ліноленову й арахідонову.

Поліненасичені жирні кислоти необхідні:

1.Для синтезу в тканинах ліпідів, які входять до складу клітинних мембран; 2Для біосинтезу простагландинів – тканинних регуляторів обміну речовин;

3.Для метаболізму холестерину, оскільки сприяють виділенню його із організму, переводячи нерозчинні ефіри холестерину в розчинні форми;

4.Для заощадження запасів вітаміну А (захист від окислення);

5.Для посилення ліпотропної дії холіну [3].

Вітамін Р (біофлавоноїди, поліфеноли, вітамін проникності). Вітамін Р за хімічною природою представлений групою речовин, які містять у своїй структурі скелет хромону або флавону. Цим пояснюється їх загальна назва – “біофлавоноїди”:

Характерною особливістю структури біофлавоноїдів є наявність подвійних зв’язків, а також кето- і гідроксигруп у циклах і в залишках цукрів, що приєднуються до аглікону.

Вітамінними властивостями володіють флавони, флавоноли, флавонони, катехіни, антоціани, деякі кумарини та ін. Найбільшою активністю характеризуються представники флавононів (гесперидин), флавонів (кверцетин, рутин) і катехінів (епікатехін).

Біологічна дія біофлавоноїдів зумовлена, передусім, їх регуляцією проникності кровоносних капілярів. Механізм капілярозміцнюючої дії вітаміну Р остаточно не з’ясований. Існує декілька гіпотез:

1.Поліфеноли можуть запобігати окисленню катехоламінів, які стимулюють через гіпофіз продукцію кортикостероїдів, необхідних для підтримки тонусу прекапілярних сфінктерів;

2.Флавоноїди пригнічують активність фермента гіалуронідази і тим самим запобігають руйнуванню гіалуронової кислоти, необхідної для стабілізації міжклітинної речовини сполучної тканини і зміцнення стінок судин;

3.Біофлавоноїди – синергісти вітаміну С у формуванні колагену сполучної тканини [14].

Вітамін U (S-метилметіонінсульфоній, противиразковий фактор).

S-Метилметіонін за хімічною будовою є метильованим похідним незамінної амінокислоти метіоніну:

Вітамін U – необхідний харчовий фактор, який забезпечує нормальне функціонування слизових оболонок шлунка і тонкого кишечника. Йому властива знеболююча дія, здатність посилювати епітелізацію слизової оболонки шлунка в осіб, що страждають виразковою хворобою – таким чином він прискорює загоєння виразок.

Являючи собою похідне метіоніну, служить активним донором метильних груп. У зв’язку з цим може бути віднесений до групи ліпотропних факторів [11].

Холін (вітамін В4) являє собою (2-оксиетил)-триметиламоній:

Біохімічні функції:

1.Холін є метаболічним попередником важливого нейромедіатора – ацетилхоліну;

2.Фосфохолін, активуючись за допомогою ЦДФ, використовується для синтезу фосфатидилхоліну (лецитину). Крім участі у синтезі лецитину, холін необхідний для синтезу іншого ліпіду – сфінгоміеліна, який утворюється шляхом переносу холіну від фосфатидилхоліну до цераміду.

3.Холін є донором метильних груп у реакціях трансметилювання (наприклад, що утворюється при окисленні холіну бетаїн служить джерелом метильних груп у реакціях синтезу метіоніну).

Убіхінон (коензим Q). Коензим Q відноситься до надзвичайно поширених коферментів, звідси його друга назва “убіхінон” (всюди присутній хінон). Усередині клітин убіхінон локалізований винятково в мітохондріях або в аналогічних їм мембранних структурах бактерій. Джерелом його утворення в тканинах людини служать мевалонова кислота і продукти обміну фенілаланіну і тирозину. За хімічною природою убіхінон являє собою 2,3-диметокси-5-метил-1,4-бензохінон з ізопреноїдним ланцюгом у 6-му положенні:

У різних видів організмів число ізопреноїдних залишків у бічному ланцюзі може бути від 6 до 10. У тканинах людини і тварин переважає убіхінон, який містить десять ізопреноїдних одиниць (КоQ10 або УХ10). На цей час вивчено основну коферментну роль КоQ10. Він виявився обов’язковим компонентом дихального ланцюга, здійснюючи в мітохондріях перенесення електронів від флавінових ферментів на цитохромну систему [19].

Отже, вітаміноподібні речовини – сполуки, що мають властивості вітамінів і здатні частково синтезуватися в організмі.

Висновки

1.Вітаміни – це група органічних біологічно активних речовин різноманітної хімічної природи, які синтезуються переважно в рослинних організмах і в невеликих кількостях потрібні для забезпечення росту, розвитку і нормальної життєдіяльності людини і тварин.

2.Залежно від розчинності вітаміни поділяють на дві великі групи: жиророзчинні (А, D, Е, К) і водорозчинні – вітаміни групи В та аскорбінова кислота.

3.Основне значення жиророзчинних вітамінів полягає в тому, що вони входять до складу мембранних систем і беруть участь у виконанні їх функцій. Крім того, вітаміни А, Е – потужні антиоксиданти.

4.Водорозчинні вітаміни беруть участь в побудові коферментів, які каталізують у складі ферментних білків важливі метаболічні реакції.

5.Вітаміноподібні речовини – сполуки, що мають властивості вітамінів, частково синтезуються в організмі й іноді входять до складу тканин. Всі вони володіють невеликою анаболітичною дією, значно підсилюють профілактичну активність вітамінів і мікроелементів.

Список використаної літератури

  1. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина, 1998. – 704 с.

  2. Биохимия: Учебник / Под ред. Е. С. Северина. – М.: РЭОТАР-МЕД, 2004. – 784 с.

  3. Вороніна Л. М., Десенко В. Ф., Мадієвська Н. М. та ін. Біологічна хімія. – Х.: Основа, Видавництво НФАУ, 2000. – 608 с.

  4. Губський Ю. І. Біологічна хімія: Підручник. Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508 с.

  5. Дюга Г., Пенни К. Биоорганическая химия. Химические подходы к механизму действия ферментов. – М.: Мир, 1983. – 512 с.

  6. Зубаиров Д. М. Витамин свертывания крови // Соросовский образовательный журнал, – 2001, – № 9. – C. 9-13.

  7. Кнорре Д. Г., Мызина С. Д. Биологическая химия. – М.: Высшая школа, 2000. – 479 с.

  8. Ленинджер А. Основы биохимии: В 3-х т. Т 1. – М.: Мир, 1985. – 367 с.

  9. Марри Р., Греннер Д., Мейерс П., Родуэлл В. Биохимия человека: В 2-х т. Т 1. – М.: Мир, 1993. – 384 с.

  10. Мецлер Д. Биохимия. Т 2. – М.: Мир, 1980, – 408 с.

  11. Николаев А. Я. Биологическая химия. – М.: Медицинское информационное агенство. – 2004. – 556 с.

  12. Филиппович Ю. П. Основы биохимии. – М.: Агар, 1999. – 512 с.

  13. http://biokhimija.ru/lekcii-po-biohimii/16-vitaminy/24-gipovitaminozy.html

  14. http://biokhimija.ru/lekcii-po-biohimii/16-vitaminy/41-vitamin-p.html

  15. http://www.xumuk.ru/biologhim/040.html

  16. http://www.biosan.kharkov.ua/vitamin-b6-pirydoksyn.html

  17. http://www.ibis-birthdefects.org/start/ukrainian/ufolac.htm

  18. http://chemistry.narod.ru/stati/vitamin-c.htm

  1. http://nnspu.ru/materials/egf/biochemistry/vitamins.pdf

Відображення документу є орієнтовним і призначене для ознайомлення із змістом, та може відрізнятися від вигляду завантаженого документу

  • Додано
    23.02.2018
  • Розділ
    Біологія
  • Клас
    10 Клас
  • Тип
    Наукова робота
  • Переглядів
    8435
  • Коментарів
    0
  • Завантажень
    3
  • Номер матеріала
    DX542055
  • Вподобань
    0
Курс:«Інтернет-ресурси для опитування і тестування»
Левченко Ірина Михайлівна
24 години
1000 грн
249 грн
Свідоцтво про публікацію матеріала №DX542055
За публікацію цієї методичної розробки Кісільова Марина Вікторівна отримав(ла) свідоцтво №DX542055
Завантажте Ваші авторські методичні розробки на сайт та миттєво отримайте персональне свідоцтво про публікацію від ЗМІ «Всеосвіта»
Шкільна міжнародна дистанційна олімпіада «Всеосвiта Зима – 2018-2019»

Бажаєте дізнаватись більше цікавого?


Долучайтесь до спільноти