7. Какой витамин является составной частью кофермента, способного присоединять и отдавать водород по изоаллоксазиновому кольцу?

Информация о витамине B2 в задаче №6.

8. Какой витамин принимает участие в реакциях карбоксилирования?

Витамин H – биотин, антисеборейный. Коферментная форма – биоцитин.

Известные к настоящему времени биотиновые ферменты (т.е.

ферменты, содержащие в качестве кофермента биотин) катализируют два

типа реакций:

1) реакции карбоксилирования (с участием СО2 или НСО3–), сопряженные с распадом АТФ:

2) реакции транскарбоксилирования (протекающие без участия АТФ), при которых субстраты обмениваются карбоксильной группой

Получены доказательства двустадийного механизма этих реакций с образованием промежуточного комплекса (карбоксибиотинилфермент). К реакциям первого типа относятся, например, ацетил-КоА- и пируваткарбоксилазные реакции:

Пируваткарбоксилаза является высокоспецифичным ферментом, катализирующим уникальную реакцию усвоения СО2 в организме животных.

Сущность реакции сводится к пополнению запасов оксалоацетата (щавелевоуксусная кислота) в лимоннокислом цикле (так называемые ≪анаплеротические≫, ≪пополняющие≫ реакции), т.е. его синтезу из СО2 и пирувата:

Реакция протекает в две стадии: на первой стадии, связанной с затратой энергии, СО2 подвергается активированию, т.е. ковалентному связыванию с биотином в активном центре фермента (Е-биотин):

На второй стадии СО2 из комплекса переносится на пируват с образованием оксалоацетата и освобождением фермента:

Примером второго типа реакций является метилмалонил-оксалоацетат-транскарбоксилазная реакция, катализирующая обратимое превращение пировиноградной и щавелевоуксусной кислот:

Реакции карбоксилирования и транскарбоксилирования имеют важное значение в организме при синтезе высших жирных кислот, белков, уриновых нуклеотидов (соответственно нуклеиновых кислот) и др.

Недостаток биотина в организме:

Клинические проявления недостаточности биотина у человека изучены

недостаточно. Это объясняется тем, что бактерии кишечника обладают

способностью синтезировать биотин в необходимых количествах. Недостаточность его проявляется в случае употребления большого оличества сырого яичного белка или приема сульфаниламидных препаратов и антибиотиков, подавляющих рост бактерий в кишечнике. У человека при

недостаточности биотина отмечаются воспалительные процессы кожи (дерматиты), сопровождающиеся усиленной деятельностью сальных желез,

выпадением волос, поражением ногтей, часто отмечаются боли в мышцах,

усталость, сонливость, депрессия, а также анорексия и анемия. Все эти явления обычно проходят через несколько дней после ежедневного введения

биотина. У крыс недостаточность биотина, вызванная введением с пищей сырого яичного белка, вызывает явления острого дерматита, облысение и параличи.

9. Какой витамин является составной частью коэнзима а?

Составной частью коэнзима А является витамин B3 (пантотеновая кислота).

Биологическая роль витамина B3:

Пантотеновая кислота входит в состав кофермента А, или коэнзима А (КоА). Название ≪коэнзим А≫ (коферментацилирования) связано с тем, что это соединение участвует в ферментативных реакциях, катализирующих как активирование, так и переносацетильного радикала СН3СО; позже оказалось, что КоА активирует и переносит также другие кислотные остатки (ацилы). В результате образования ацил-КоА происходит активация карбоновой кислоты, которая поднимается на более высокий энергетический уровень, создающий выгодные термодинамические предпосылки для ее использования в реакциях, протекающих с потреблением энергии.

В основе структуры лежит остаток 3'-фосфоаденозин-5'-дифосфата (отличается от АТФ наличием у 3'-гидроксила фосфатной группы), соединенный с остатком пантотеновой кислоты, карбонильная группа которой в свою очередь связана с остатком β-меркаптоэтиламина (тиоэтиламина).

Реакционноспособным участком молекулы КоА в биохимических реакциях является SH-группа, поэтому принято сокращенное обозначение КоА в виде SH-KoA. О важнейшем значении КоА в обмене веществ (как будет показано далее – см. главы 9–11) свидетельствуют обязательное непосредственное участие его в основных биохимических процессах, окисление и биосинтез высших жирных кислот, окислительное декарбоксилирование α-кетокислот (пируват, α-кетоглутарат), биосинтез нейтральных жиров, фосфолипидов, стероидных гормонов, гема, гемоглобина, ацетилхолина, гиппуровой кислоты и др.

Недостаток пантотеновой кислоты:

При недостаточности или отсутствии пантотеновой кислоты у человека

и животных развиваются дерматиты, поражения слизистых оболочек, дистрофические изменения желез внутренней секреции (в частности, надпочечников) и нервной системы (невриты, параличи), изменения в сердце

и почках, депигментация волос, шерсти, прекращение роста, потеря аппетита, истощение, алопеция.

10. Какие витамины являются природными антиоксидантами?

К антиоксидантам относятся Витамин С, Витамин Е, Витамин К, Витамин А.

11. Больной, 8 лет, жалуется на трещины в углах рта, светобоязнь, общая слабость. Объективно: усиленная васкуляризация глазного яблока, изменения со стороны слизистой языка. В чем причина заболевания?

В данном случае у пациентки наблюдается недостаток витамина B2. См. задачи 6 и 7.

12. Больная обратилась к врачу с жалобами на чувство жжения во рту, вялость, резкое ухудшение памяти, утомляемость, покраснение кожи, тошноту и боли в животе, диарею. При осмотре пациента: язык ярко-красный. Чем обусловлены все эти симптомы?

Все эти симптомы соответствуют пеллагре, возникающей при недостатке витамина PP. Витамин см. задачу №6.

13. У больного удалена значительная часть желудка. Через год появились признаки тяжелой анемии. Какой витамин необходимо назначить?

Необходимо назначить витамин B12 (кобаламин).

Коферментная форма – метил-кобаламин, дезокси-кобаламин .

Химические реакции, в которых витамин В12 принимает участие как кофермент, условно делят на 2 группы в соответствии с его химической

природой. К первой группе относятся реакции трансметилирования, в которых метилкобаламин выполняет роль промежуточного переносчика

метильной группы (реакции синтеза метионина и ацетата). Синтез метионина требует, помимо гомоцистеина, наличия N5-метил-ТГФК и восстановленного ФАД и протекает согласно уравнению:

Вторая группа реакций при участии В12-коферментов заключается во

внутримолекулярном переносе водорода в реакциях изомеризации.

Например, глутаматмутазная реакция (взаимопревращения глутаминовой и

β-метиласпарагиновой кислот), метилмалонилмутазная реакция (обрати-

мое превращение метилмалонил-КоА в сукцинил-КоА), глицерол- и диол-

дегидратазные реакции, ферментативные реакции восстановления рибо-

нуклеотидов до дезоксирибонуклеотидов и др. В организме человека из

указанных процессов открыта только реакция изомеризации метил-

малонил-КоА в сукцинил-КоА.

14. Больной жалуется на общую слабость, одышку и боли в области сердца, сердцебиение, кровоточивость десен, расшатывание зубов. На коже отмечены мелкие точечные кровоизлияния (петехии). Чем обусловлены все эти симптомы?

Все эти симптомы обусловлены недостатком в организме витамина C.

Витамин С, вероятнее всего, участвует в окислительно-восстановительных процессах, хотя до сих пор не выделены ферментные системы, в состав простетических групп которых он входит. Предполагают, что витамин С участвует в реакциях гидроксилирования пролина и лизина при синтезе коллагена, синтезе гормонов коры надпочечников (кортикостероидов), аминокислоты триптофана и, возможно, в других реакциях гидроксилирования. Имеются доказательства необходимости участия витамина С в окислительном распаде тирозина и гемоглобина в тканях.

У человека при недостаточности витамина С также отмечаются снижение массы тела, общая слабость, одышка, боли в сердце, сердцебиение. При цинге в первую очередь поражается кровеносная система: сосуды становятся хрупкими и проницаемыми, что служит причиной мелких точечных кровоизлияний под кожу – так называемых петехий; часто отмечаются кровоизлияния и кровотечения во внутренних органах и слизистых оболочках. Для цинги характерна также кровоточивость десен; дегенеративные изменения со стороны одонтобластов и остеобластов приводят к развитию кариеса, расшатыванию, разламыванию, а затем и выпадению зубов. У больных цингой наблюдаются, кроме того, отек нижних

конечностей и боли при ходьбе.