Поиск
Озвучить текст Озвучить книгу
Изменить режим чтения
Изменить размер шрифта
Оглавление
Для озвучивания и цитирования книги перейдите в режим постраничного просмотра.

Глава 11. Биотехнологическое производство витаминов и коферментов

Витамины относятся к низкомолекулярным органическим соединениям, которые обладают высокой биологической активностью и, присутствуя в малых количествах, обеспечивают функционирование всех систем организма. Синтез данных соединений в организме либо ограничен, либо отсутствует. Витамины, не являясь источником энергии или пластическим материалом, относятся к активным биокатализаторам различных метаболических процессов в организме, а также к незаменимым факторам питания.

С учетом выполняемой функции в организме витамины можно разделить на три основные группы: витамины-коферменты (В1, В2, В6, В12, РР, К, фолиевая кислота, биотин, пантотеновая кислота), витамины-антиоксиданты (С, Е, каротиноиды) и витамины-прогормоны (А, D).

Витамины принимают участие во всех биохимических процессах: обмене белков, жиров и углеводов; сопровождают процессы окисления и восстановления, карбоксилирования, регулируют синтез аминокислот, а также реакции конденсации. В настоящее время известны не ­только те реакции, для течения которых необходим тот или иной витамин, но и коферменты, в состав которых входят витамины (табл. 11.1). Функциональная группа витаминов-коферментов осуществляет перенос элек­тронов и атомов. Необходимо учитывать, что чаще всего витамины-коферменты не синтезируются в организме человека и доставляются с пищей. В молекуле кофермента активной частью, соединяющейся с переносимой группой, служит именно витамин.

Таблица 11.1. Витамины-коферменты и их роль в организме

Название витаминов Название кофермента Реакции, катализируемые ферментами
РР (нико­тиновая кислота) Никотинамидадениндинуклеотид (НАД), никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ) Процесс тканевого дыхания и биосинтеза, перенос атомов водорода с одного субстрата на другой
В1 (тиамин) Тиаминпирофосфат (ТПФ) Окислительное декарбоксилирование кетокислот (пировиноградной, á-кетоглютаровой). Окисление глюкозы в пентозном цикле
В2 (рибо­флавин) Флавинмононуклеотид (ФМН), флавинадениндинуклеотид (ФАД) Перенос атомов водорода с субстрата на кислород
В3 (пантотеновая кислота) Коэнзим А (КоА) Перенос ацетильных или ацильных радикалов (остаток уксусной и жирных кислот)
Вс (фолиевая кислота) Тетрагидрофолиевая кислота Процесс биосинтеза нуклеиновых кислот и других веществ, перенос одно­углеродистых соединений
В6 (пири­доксин) Пиридоксаль-5-фосфат Переаминирование и декарбоксилирование аминокислот и ряд других реакций белкового и аминокислотного обмена
В12 (цианокобаламин) Коэнзим В12 (кобамидный кофермент) Перенос и образование лабильных метильных групп и другие реакции биосинтеза

К витаминам-антиоксидантам относятся витамин С (аскорбиновая кислота) и витамин Е (токоферол), являющиеся необходимыми компонентами антиоксидантной системы, направленной на защиту организма от повреждающего действия свободных радикалов. В эту же группу можно включить â-каротин, лютеин, ликопин и другие каротиноиды, которые независимо от наличия или отсутствия у них способности превращаться в витамин А обладают собственной, не связанной с этим превращением антиоксидантной активностью. Следует отметить, что антиоксидантной активностью характеризуются и многие биофлавоноиды. Наряду с антиоксидантным действием аскорбиновая кислота участвует в качестве кофактора в процессах ферментативного гидроксилирования.

Активные формы витаминов-прогормонов обладают гормональной активностью. К ним относится витамин D, активный метаболит которого — 1,25-диоксивитамин D — функционирует как гормон в процессах обмена кальция. К этой же группе следует отнести и витамин А, гормональной формой которого является ретиноевая кислота, играющая важную роль в процессах роста и дифференцировки эпителиальных тканей. Кроме того, витамин А в форме ретиналя является простетической группой белка родопсина, который отвечает за преобразование света в нервный импульс.

Если опираться в классификации на физико-химические свойства, то все витамины делят на водо- и жирорастворимые (табл. 11.2).

Таблица 11.2. Классификация, номенклатура витаминов и их специфические функции в организме человека

Витамин Витамеры Активные формы витаминов Специфические функции витаминов
Водорастворимые витамины
Витамин С Аскорбиновая кислота, дегидроаскорбиновая кислота Неизвестны Участвует в гидроксилировании пролина в оксипролин в процессе созревания коллагена
Витамин В1
(тиамин)
Тиамин Тиаминдифосфат (ТДФ, тиаминпирофосфат, кокарбоксилаза) Является коферментом углеводно-энергетического обмена
Витамин В2 (рибофлавин) Рибофлавин Флавинмоно­нуклеотид (ФМН), флавинадениндинуклеотид (ФАД) Образует простетические формы флавиновых оксиредуктаз — ферментов энергетического, липидного, аминокислотного обмена
Витамин В5
(пантотеновая кислота)
Пантотеновая кислота Кофермент А
(коэнзим А, КоА)
Участвует в процессах биосинтеза, окисления и других превращениях жирных кислот и стеринов (холестерина и стероидных гормонов), в процессах ацетилирования, синтезе ацетилхолина и гликозаминогликанов
Витамин В6 Пиридоксаль, пиридоксин, пиридоксамин Пиридоксальфосфат (ПАЛФ) Является коферментом большого числа ферментов азотистого обмена (трансаминаз, декарбоксилаз, аминокислот) и ферментов, участвующих в обмене серосодержащих аминокислот, триптофана
Витамин В12 (кобаламины) Цианокобаламин, оксикобаламин Метилкобаламин (СН3В12), дезоксиаденозилкобаламин (дАВ12) В форме СН3В12 участвует в синтезе метионина из гомоцистеина; в форме дАВ12 участвует в расщеплении жирных кислот и аминокислот с разветвленной цепью или нечетным числом атомов углерода
Витамин РР
(ниацин)
Никотиновая кислота, никотинамид Никотинамидадениндинуклеотид (НАД), никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ) Является первичным акцептором и донором электронов и протонов в окислительно-восстановительных реакциях, катализируемых различными дегидрогеназами
Витамин В9, Вс
(фолат)
Фолиевая кислота, полиглютаматы
фолиевой кислоты
Тетрагидрофолиевая кислота (ТГФК) Осуществляет перенос одноуглеродных фрагментов при биосинтезе пуриновых оснований, тимидина, метионина
Витамин Н
(биотин)
Биотин Остаток биотина, связанный с е-аминогруппой остатка лизина в молекуле апофермента Входит в состав карбоксилаз, осуществляющих начальный этап биосинтеза жирных кислот
Жирорастворимые витамины
Витамин А Ретинол, ретиналь, ретиноевая кислота, ретинола ацетат Ретиналь, ретинилфосфат В форме ретиналя входит в состав зрительного фермента родопсина, обеспечивающего восприятие света (превращение светового импульса в электрический). В форме ретинилфосфата участвует как переносчик остатков сахаров в биосинтезе гликопротеинов
Витамин D (кальциферолы) Эргокальциферол (витамин D2), холекальциферол (витамин D3) 1,25-Диоксихолекальциферол [1,25 (ОН)2D2] Участвует в поддержании гомеостаза кальция в организме, усиливает всасывание кальция и фосфора в кишечнике и его мобилизацию из скелета, влияет на дифференцировку клеток эпителиальной и костной ткани, кроветворной и иммунной систем
Витамин Е
(токоферолы)
Токоферолы á-,
â-, ã, ä-
Наиболее активная форма — á-токоферол Играет роль биологического антиоксиданта, инактивирующего свободнорадикальные формы кислорода, защищает липиды биологических мембран от перекисного окисления
Витамин К Филлохинон (вита-
мин К1), менахинон (витамин К2), 2-метил-1, 4-нафтохинон (менадион, вита-
мин К3)
Дигидровитамин К Участвует в превращении препротромбина в протромбин, а также в аналогичных превращениях некоторых белков, влияющих на процесс свертывания крови, и костного белка остеокальцина

Для продолжения работы требуется Registration
На предыдущую страницу

Предыдущая страница

Следующая страница

На следующую страницу
Глава 11. Биотехнологическое производство витаминов и коферментов
На предыдущую главу Предыдущая глава
оглавление
Следующая глава На следующую главу

Table of contents

Данный блок поддерживает скрол*