Глава 69. Производные изоаллоксазина

Гетероциклическая система изоаллоксазин подобно птеридину включает два гетероцикла: пиразин и пиримидин, но содержит еще бензольный цикл, т.е. является частично гидрированным производным бензоптеридина. Пиримидиновое ядро изоаллоксазина имеет характер лактамного цикла:

К витаминам комплекса B относятся так называемые флавиновые витамины (от слова flavum — желтый). Они содержатся в дрожжах, молочной сыворотке, мясе, рыбе, печени, почках, яичном белке, зародышах и оболочках зерновых культур (ячмене, пшенице), горохе, овощах (шпинате, томатах). Выделенные из молока (лактофлавин), яичного белка (овофлавин), лимонов (цитрофлавин), вещества оказались идентичными по химической структуре. Они содержат в молекуле гетероциклическую систему — изоаллоксазин, остаток рибозы и представляют собой рибофлавин. Рибофлавин имеет характерную желто-оранжевую окраску, обусловленную несколькими сопряженными связями в молекуле.

Проявление витаминной активности во флавиновой системе связано с наличием в молекуле чрезвычайно лабильной азадиеновой группировки с двумя сопряженными двойными связями (в изоаллоксазиновом ядре). Эта группировка обусловливает окислительно-восстановительные свойства рибофлавина. Благодаря наличию этих свойств флавины выполняют в организме многообразные биологические функции, участвуя в реакциях метаболизма углеводов, липидов и белков. При восстановлении рибофлавин, теряя желтую окраску, переходит в бесцветный лейкорибофлавин. Последующее окисление обусловливает обратный процесс:

На витаминную активность оказывает влияние также наличие в молекуле рибитильного радикала. Характерная особенность рибофлавина — его светочувствительность. Под влиянием света происходят изменения в химической структуре рибофлавина. Они зависят как от интенсивности облучения, так и от рH среды. При действии света в нейтральной или слабокислой среде происходит частичное или полное отщепление остатка рибозы с образованием люмихрома, имеющего желтое окрашивание, но не флуоресцирующего. В щелочной среде при облучении раствора рибофлавина образуется в основном люмифлавин (и частично люмихром):

Люмихром и люмифлавин витаминной активности не проявляют.

Люмифлавин в растворах имеет окрашивание и флуоресценцию, аналогичные рибофлавину, но отличается от него тем, что растворяется в хлороформе. Это свойство используют для обнаружения примеси люмифлавина в рибофлавине и в рибофлавина-мононуклеотиде.

Рибофлавин можно получить из животного или растительного сырья. Однако процесс этот трудоемок и дает очень низкий выход. Чтобы выделить 1,0 г рибофлавина, нужно переработать 5,4 т молочной сыворотки.

В промышленности рибофлавин синтезируют путем конденсации 3,4-диметиланилина с D-рибозой. Полученный имин гидрируют, затем через реакцию азосочетания (с восстановлением азогруппы) образуют арилрибамин и конденсируют его с аллоксаном:

В настоящее время рибофлавин получают с помощью микробиологического синтеза. Использование современных достижений в области физиологии микроорганизмов и генной инженерии позволило увеличить выход при биосинтезе рибофлавина в 4–5 тысяч раз.

В медицинской практике применяют рибофлавин и рибофлавина мононуклеотид. Оба сходны по внешнему виду, но различаются по удельному вращению (табл. 69.1).