Витамины В12, пищевые источники, особенности поступления в организм, коферментные функции, проявления недостаточности (анемии), профилактика недостаточности.

Витамин В₁₂ (кобаламин) входит в структуру ферментов, катализирующих реакции перегруппировки, метилирования, карбоксилирования, сопровождающие синтетические процессы. Наиболее ярко функции витамина проявляются в эритропоэзе; дефицит его, независимо от причин, сопровождается анемией (пернициозной) и характеризуется появлением в костном мозге мегалобластов, внутрикостно-мозговым разрушением эритроцитов, гиперхромной анемией, тромбоцитопенией и нейтропенией.

Ковалентная связь B12 участвует в двух типах ферментативных реакций:

1) Реакции переноса атомов, при которых атом водорода переносится непосредственно с одной группы на другую, при этом замещение происходит по алкильной группе, спиртовому атому кислорода или аминогруппе.

2) Реакции переноса метильной группы (—CH3) между двумя молекулами.

В организме человека есть только два фермента с коферментом B12:

1) Метилмалонил-КоА-мутаза, фермент, использующий в качестве кофактора аденозилкобаламин, который катализирует перестановку атомов в углеродном скелете. В результате реакции из L-метилмалонил-КоА получается сукцинил-КоА. Эта реакция является важным звеном в цепи реакций биологического окисления белков и жиров.

2) 5-метилтетрагидрофолат-гомоцистеин-метилтрансфераза, фермент из группы метилтрансфераз, использующий в качестве кофактора метилкобаламин, катализирует превращение аминокислоты гомоцистеина в аминокислоту метионин.

Источники: продукты животного происхождения (печень, яйца, почки, молоко, мясо), микроорганизмы кишечника.

Пути обмена метионина и их значение. Образование S -аденозилметионина (SАМ), его участие в реакциях трансметилирования. Ресинтез метионина, роль ТГФК и витамина В₁₂ в этом процессе. Метионин как липотропное вещество.

Метионин - незаменимая аминокислота, необходимая для синтеза белков. Мет-тРНКмет участвует в инициации процесса трансляции каждого белка. Как и многие другие аминокислоты, метионин подвергается транс- и дезаминированию. Особая роль метионина заключается в том, что метильная группа этой аминокислоты используется для синтеза целого ряда соединений в реакциях трансметилирования. Основным донором метильной группы является S-аденозилметионин (SAM) - активная форма метионина, который присутствует во всех типах клеток и синтезируется из метионина и АТФ под действием фермента метионин-аденозилтрансферазы. Структура S-CH3 в SAM является нестабильной, метильная группа легко отщепляется, что определяет высокую способность ее к переносу на другие соединения в реакциях трансметилирования. В реакциях трансметилирования SAM превращается в S-аденозилгомо- цистеин (SAr), который гидролитически расщепляется с образованием аденозина и гомоцистеина. Последний может снова превращаться в метионин с участием метил-Н4-фолата и витамина В12. Регенерация метионина тесно связана с обменом серина и глицина и взаимопревращениями производных Н4-фолата.

Метионина оказывает некоторое липотропное действие, повышает синтез холина, лецитина и других фосфолипидов, в некоторой степени способствует снижению содержания холестерина в крови и улучшению соотношения фосфолипиды/холестерин, уменьшению отложения нейтрального жира в печени и улучшению функции печени, может оказывать умеренное антидепрессивное действие (за счёт влияния на биосинтез адреналина).

Связь обменов метионина и цистеина, значение витаминов В6, В9, В12. Роль цистеина в метаболизме.

Цистеин – серосодержащая условнозаменимая АК. Синтезируется из незаменимого метионина и заменимого серина. Нарушение синтеза цистеина возникает при гиповитаминозе фолиевой кислоты, В6, В12 или наследственных дефектах цистатионинсинтазы и цистатионинлиазы. Гомоцистеин превращается в гомоцистин, который накапливается в крови, тканях и выделяется с мочой. Цистеин: используется в белках для формирования третичной структуры (дисульфидные мостики); SH группы цистеина формируют активный центр многих ферментов; идет на синтез глутатиона, таурина (парные желчные кислоты), НS-КоА, ПВК (глюкоза); является источником сульфатов, которые идут на синтез ФАФС или выделяются с мочой. ФАФС используется: в обезвреживании ксенобиотиков и в синтезе гликозаминогликанов (сульфирование ОН групп производных глюкозы, галактозы сульфотрансферазой).

Схема путей обмена глутаминовой кислоты, биосинтез, участие в обезвреживании аммиака. Глутамин как донор аминогруппы при синтезе ряда соединений.

Одним из путей связывания и обезвреживания аммиака в организме, в частности в мозге, сетчатке, почках, печени и мышцах - это биосинтез амидов глутаминовой и аспарагиновой кислот (глутамина или аспарагина): α-Кетоглутаровая к-та + NH₃(глутаматдегидрогеназа)→ глутаминовая к-та + NH₃. Эта реакция протекает во многих тканях, но наиболее важна для нервной, особенно чувствительной к токсическому действию аммиака. Первая реакция представляет собой обращение глутаматдегидрогеназной реакции (обратная окислительному дезаминированию ГЛУ). Обезвреживание аммиака путем синтеза глутамина имеет и анаболическое значение, поскольку глутамин используется для синтеза ряда соединений. Прежде всего нужно отметить, что глутамин — одна из 20 аминокислот, входящих в белки. Кроме того, амидная группа глутамина используется для синтеза аспарагина, глюкозамина и других аминосахаров, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Таким образом, в этих реакциях азот аммиака включается в разнообразные структурно-функциональные компоненты клетки. Глутамин затем может поступать во все ткани, где осуществляется его гидролиз при участии глутаминазы: Глутамин + H₂O (глутаминаза)→ Глутаминовая к-та + NH₃.

Образование и использование в организме γ-аминомасляной кислоты.

ГАМК образуется из глутаминовой кислоты под действием глутамат-дегидрогеназы.

является основным тормозным медиатором, снимает возбуждение и оказывает успокаивающее действие. Инактивации ГАМК происходит либо путем трансаминирования и превращения в сукцинат, являющийся метаболитом ЦТК, либо окислительным путем под действием моноаминооксидазы (МАО). ГАМК в виде препаратов гаммалон или аминалон применяют при нарушениях мозгового кровообращения, умственной отсталости, эндогенных депрессиях и травмах головного мозга. Избыток ГАМК может увеличить беспокойство, одышку, дрожание конечностей (синдром «китайского ресторана»).

Фенилаланин: схема обмена, реакции образования тирозина. Фенилкетонурия как энзимопатия обмена фенилаланина Превращение тирозина в катехоламины: типы реакций, витамины, тканевые особенности процесса. Инактивация катехоламинов

Фенилаланин — незаменимая АК, которая содержится в достаточных количествах в пищевых продуктах. Фенилаланин идет в основном на синтез белков и тирозина.

Превращение фенилаланина в тирозин необратимо катализирует фенилаланингидроксилаза (монооксигеназа), коферментом которой служит тетрагидробиоптерин (Н4БП), кофактором - Fe2+. Н4БП в результате реакции окисляется в дигидробиоптерин (Н2БП). Регенерация последнего происходит при участии дигидроптеридинредуктазы с использованием НАДФH2. Реакция необходима для удаления избытка фенилаланина, так как высокие концентрации его токсичны для клеток. Образование тирозина не имеет большого значения, так как недостатка этой аминокислоты в клетках практически не бывает.

Фенилкетонурия – наследственное заболевание, связанное с мутациями в гене фенилаланингидроксилазы, что приводит к частичной или полной его инактивации. Концентрация ФЕН увеличивается в крови в 20-30 раз, в моче – в 100-300раз. Наиболее тяжелые проявления ФКУ – нарушения физического и умственного развития, судороги, они связаны с токсическим действием на клетки мозга высоких концентраций ФЕН, ФЕН-пирувата, ФЕН-лактата.

Тирозин — условно заменимая АК, образуется из незаменимого фенилаланина. Содержание тир в пищевых белках достаточно велико. Тирозин используется в синтезе белков, катехоламинов, тиреоидных гормонов и меланинов. Обмен тирозина зависит от типа тканей.

В мозговом веществе надпочечников и нервной ткани тирозин метаболизирует по катехоламиновому пути с образованием дофамина, норадреналина и адреналина (только в надпочечниках): Тир (тирозинмонооксигеназа)→ ДОФА (ДОФА-декарбоксилаза, В6)→ Дофамин (дофамин-монооксигеназа, вит С)→ норадреналин.

Инактивация Катехоламинов происходит при участии двух ферментов: Катехол-О-метилтрансферазы и Моноаминооксидазы с образованием в конечном итоге ванилилминдальной кислоты. Определение ванилилминдальной кислоты в моче используется с целью диагностики феохромоцитомы (опухоли мозгового вещества надпочечников).