1.4. Витамин к (нафтохиноны)
антигеморрагический
Витамин К по химической природе представляет производное нафтохинонов. Существует в нескольких формах в растениях как филлохинон (К1), в клетках кишечной флоры как менахинон (К2). Они различаются строением и количеством изопреновых единиц в боковой цепи.
Синтезированы аналоги витамина К — менадион (витамин К3, лишенный боковой цепи) и его водорастворимый аналог викасол, последний широко применяется в медицинской практике.
В тканях образуется активная форма витамина — менахинон-4 (содержит четыре изопреноидные единицы).
Биохимическая функция в организме
Витамин К является коферментом γ-глутаматкарбоксилазы, карбокси-лирующей глутаминовую кислоту с образованием γ-карбоксиглутаминовой кислоты. γ-глутаматкарбоксилаза участвует в активации факторов свёртывания крови: протромбина (фактор II), проконвертина (фактор VII), фактора Кристмаса (фактор IX) и фактора Стюарта (фактор X). Эти белковые факторы синтезируются как неактивные предшественники. Один из этапов активации их - карбоксилирование по остаткам глутаминовой кислоты с образованием γ -карбоксиглутаминовой кислоты, необходимой для связывания ионов кальция.
Рис.3. Роль витамина К в свёртывании крови.
II. Химическое строение и биологическая роль водорастворимых витаминов
2.1. Витамин b1 (тиамин)
антиневритный
Тиамин по химической природе представляет производное тиазола и пиримидина, соединенных метиленовым мостиком.
Витамин В1, присутствует в различных органах и тканях как в форме свободного тиамина, так и его фосфорных зфиров: тиаминмонофосфата (ТМФ), тиаминдифосфата (ТДФ, синонимы: тиаминпирофосфат, ТПФ) и тиаминтрифосфата (ТТФ).
Основной коферментной формой (60—80 % от общего внутриклеточного) является ТПФ.
Биохимическая функция в организме
Участие ТПФ в реакции прямого декарбоксилирования пировиноградной кислоты (ПВК). При декарбоксилировании ПВК с помощью пируватдекарбоксилазы бразует-ся ацетальдегид, который под воздействием алкогольдегидрогеназы превра-щается в этанол. ТПФ является незаменимым кофактором пируватдекарбо-ксилазы.
Участие ТПФ в реакциях окислительного декарбоксилирования. Окислительное декарбоксилирование пируватакатализирует пируват-дегидрогеназа. В состав пируватдегидрогеназного комплекса входит несколько структурно связанных ферментных белков и коферментов. ТПФ катализирует начальную реакцию декарбокси-лирования ПВК. Окислительное декарбоксилирование ПВК является одной из ключевых реакций в обмене углеводов. В результате этой реакции ПВК, образовавшаяся при окислении глюкозы, включается в главный метаболический путь клетки — цикл Кребса, где окисляется до углекислоты и воды с выделением энергии. Таким образом, благодаря реакции окислительного декарбоксилирования ПВК создаются условия для полного окисления углеводов и утилизации всей заключенной в них энергии. Кроме того, образующаяся при действии ПДГ-комплекса активная форма уксусной кислоты служит источником для синтеза многих биологических продуктов: жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов, ацетоновых тел и других. Окислительное дскарбоксилирование а-кетоглутатарата катализирует а-кетоглутаратдегидрогеназа. Этот фермент является составной частью цикла Кребса. Строение и механизм действия а -кетоглугаратдегидрогеназного комплекса схожи с пируватдегидрогеназой, т. е. ТПФ также катализирует начальный этап превращения кетокислоты. Таким образом, от степени обеспеченности клетки ТПФ зависит бесперебойная работа этого цикла. Помимо окислительных превращений пирувата и а -кетоглутарата, ТПФ принимает участие в окислительном декарбоксилировании кетокислот с разветвленным углеродным скелетом (продукты дезаминирования валина, изолейцина и лейцина). Эти реакции играют важную роль в процессе утилизации аминокислот и, следовательно, белков клеткой.
ТПФ — кофермент транскетолазы.
Транскетолаза — фермент пентозофосфатного пути окисления углеводов
Физиологическая роль этого пути заключается в том, что он является основ
ным поставщиком NADFH•H+ и рибозо-5-фосфата. Транскетолаза переносит
двууглеродные фрагменты от ксилулозо-5-фосфата к рибозо-5-фосфату, что
приводит к образованию триозофосфата (3-фосфоглицеринового альдегида)
и С7 сахара (седогептулозо-7-фосфата). ТПФ необходим для стабили-зации
карбаниона, образующегося при расщеплении связи С2-С3 ксилулозо-5-
фосфата.
Участие в синтезе ацетилхолина.
ТПФ катализирует в пируватдегидрогеназной реакции образование ацетил-КоА — субстрата ацетилирования холина.
Помимо участия в ферментативных реакциях, тиамин может выполнять и некоферментные функции. Полагают, что тиамин участвует в кроветворении, на что указывает наличие врожденных тиаминзависимых анемий, поддающихся лечению высокими дозами этого витамина, а также в стероидогенезе.