Nucleotide libere: camp și cgmp, atp, adp, fad, nad. Structură, funcții

Enzimă Parte proteică (apoenzimă) Parte nonproteică (cofactor) ioni anorganici coenzime grupe protetice apoenzimă + cofactor = holoenzimă

Rolul cofactorilor poate fi jucat de diverse substanțe – de la ioni anorganici simpli până la molecule organice complexe; în unele cazuri rămân neschimbate la sfârşitul reacţiei, în altele sunt regenerate ca urmare a unuia sau altuia proces ulterior.

Dacă cofactorul este prezentat sub forma unei molecule organice (unele dintre aceste molecule sunt apropiate de vitamine), atunci acestea din urmă pot fi strâns asociate cu enzima (caz în care se numește grup protetic) sau slab asociate cu aceasta ( caz în care se numește coenzimă).

Ioni anorganici (activatori enzimatici)

Ionii forțează moleculele de enzimă sau substrat într-o formă care facilitează formarea complexului E-S. Acest lucru crește șansele ca enzima și substratul să reacționeze efectiv unul cu celălalt și, prin urmare, crește viteza reacției catalizate de enzimă.

Exemplu. Activitatea amilazei salivare crește în prezența ionilor de clorură.

Grupuri protetice (fad, fmn, biotina, hem)

O moleculă organică dată ocupă o poziție în care poate contribui eficient la funcția catalitică a enzimei sale.

Exemplul 1. Flavin adenin dinucleotida (FAD) conține riboflavină (vitamina B2), care este partea acceptoare de hidrogen a moleculei sale. Funcția FAD este asociată cu căile oxidative ale celulei, în special cu procesul de respirație, în care FAD joacă rolul unuia dintre purtătorii din lanțul respirator:

Rezultatul final: 2H este transferat către A și B. O holoenzimă acționează ca o legătură între A și B.

Orez. 8 Este prezentată vitamina ca componentă a unui grup protetic (structura FAD - flavin adenin dinucleotide).

Exemplul 2. Hem este un grup protetic care conține fier. Molecula sa are forma unui inel plat, în centrul căruia se află un atom de fier (inel de porfirină, la fel ca cel al clorofilei). Hema îndeplinește o serie de funcții importante din punct de vedere biologic în organism. Transferul de electroni. Ca grup protetic de citocromi, hemul acționează ca un purtător de electroni. Prin adăugarea de electroni, fierul este redus la Fe(II), iar prin eliberarea lor, este oxidat la Fe(III). Prin urmare, hemul participă la reacțiile redox datorită modificărilor reversibile ale valenței fierului. Transfer de oxigen. Hemoglobina și mioglobina sunt două proteine ​​care conțin hem care transportă oxigen. Fierul se găsește în ele în formă redusă. Funcția catalitică. Hemul face parte din catalaze și peroxidaze care catalizează descompunerea peroxidului de hidrogen și a apei.

Coenzime (nad, nadph, coenzima a, atp)

Exemplu. Nicotinamida adenin dinucleotida (NAD), un derivat al acidului nicotinic, poate exista atât sub formă oxidativă cât și reductivă. În formă oxidativă, NAD joacă rolul unui acceptor de hidrogen în timpul catalizei:

Aici E1 și E2 sunt două dehidrogenaze diferite. Rezultatul final: 2H este transferat de la A la B. Aici, o coenzimă acționează ca o legătură între două sisteme enzimatice diferite E 1 și E 2.

Orez. 9 Vitamina ca componentă a unei coenzime (sunt prezentate structurile NAD, NADP și ATP).

NADH - baza energiei și a vieții

În sensul său obișnuit, viața biologică poate fi definită ca abilitatea de a genera energie în interiorul unei celule. Această energie este legături de fosfat de mare energie ale substanțelor chimice sintetizate în organism. Cei mai importanți compuși cu energie înaltă sunt adenozin trifosfat (ATP), guanozin trifosfat (GTP), acid creatină fosforic, nicotinamidă dinucleotidă fosfat (NAD(H) și NADP(H)), carbohidrații fosforilați.

Nicotinamida adenin dinucleotida (NADH) este o coenzimă prezentă în toate celulele vii și face parte din grupul dehidrogenazei de enzime care catalizează reacțiile redox; îndeplinește funcția de purtător de electroni și hidrogen, pe care îl primește din substanțele oxidabile. Forma redusă (NADH) este capabilă să le transfere la alte substanțe.

Cum să îmbunătățiți performanța

Ce este NADH? Mulți oameni o numesc „o abreviere pentru viață”. Și într-adevăr este. NADH (coenzima nicotinamida adenina dinucleotidă) se găsește în toate celulele vii și este un element vital prin care se produce energie în interiorul celulelor. NADH este implicat în producerea de ATP (ATP). NAD(H), ca moleculă de energie universală, spre deosebire de ATP, poate descărca constant mitocondriile din acumularea excesivă de lactat spre formarea piruvatului din acesta, datorită stimulării complexului de piruvat dehidrogenază, care este sensibil în mod specific la NAD(H) raportul /NAD.

Sindromul de oboseală cronică: concentrează-te pe mitocondrii

O serie de studii clinice au arătat eficacitatea medicamentelor NADH în CFS. Doza zilnică a fost de obicei de 50 mg. Cel mai puternic efect a apărut după 2-4 săptămâni de tratament. Oboseala a scăzut cu 37-52%. În plus, un astfel de parametru cognitiv obiectiv precum concentrarea atenției s-a îmbunătățit.

NADH în tratamentul sindromului de oboseală cronică

NADH (coenzima vitamina B3), prezentă în toate celulele vii, face parte din grupul de enzime dehidrogenaze care catalizează reacțiile redox; îndeplinește funcția de purtător de electroni și hidrogen, pe care îl primește din substanțele oxidabile. Este o sursă de rezervă de energie în celule. Ia parte la aproape toate reacțiile de producere a energiei, asigurând respirația celulară. Prin influențarea proceselor corespunzătoare din creier, coenzima vitamina B3 poate preveni moartea celulelor nervoase în timpul hipoxiei sau modificărilor legate de vârstă. Ia parte la procesele de detoxifiere a ficatului. Recent, a fost stabilită capacitatea sa de a bloca lactat dehidrogenaza și, prin urmare, de a limita deteriorarea ischemică și/sau hipoxică a miocardului. Studiile privind eficacitatea administrării orale în tratamentul sindromului de oboseală cronică au confirmat efectul său activator asupra stării oamenilor.

NADH în sport și medicină: revizuire a literaturii străine

Am scris despre NADH (fosfat de nicotinamidă adenin dinucleotidă) în articolele anterioare. Acum dorim să oferim informații din surse în limba engleză despre rolul și semnificația acestei substanțe în metabolismul energetic în organism, efectul său asupra sistemului nervos și rolul său în dezvoltarea unui număr de situații patologice și perspective de utilizare în medicina si sportul. (Descărcați monografia pe NADH).

Herbalife Quickspark CoEnzyme 1 (NADH) ATP Energy

Energie naturală la nivel celular

Quickspark este un produs al companiei Herbalife. Este o formă stabilă de coenzimă1 a vitaminei B3. CoEnzyme1 a fost găsită în 1906 în Austria de un om de știință numit profesorul George Birkmayer. CoEnzyme1 a fost dezvoltat în scopuri medicale și utilizat în cel de-al doilea război mondial.

NADH (Enada)

Nicotinamida adenin dinucleotida (NADH) este o substanță care ajută la funcționarea enzimelor din organism. NADH joacă un rol în producerea de energie și ajută la producerea L-dopa, pe care organismul o transformă în neurotransmițătorul dopamină. NADH este evaluat pentru multe afecțiuni și poate fi util pentru îmbunătățirea funcționalității mentale și a memoriei.

Adenozin monofosfat ciclic (CAMP)- un derivat de ATP care actioneaza ca un al doilea mesager in organism, folosit pentru distributia intracelulara a semnalelor anumitor hormoni (de exemplu, glucagon sau adrenalina) care nu pot trece prin membrana celulara. Transformă un număr de proteine ​​inerte în enzime (protein kinaze dependente de tabără), sub influența cărora au loc o serie de reacții biochimice. reacții (conducerea impulsurilor nervoase).

Producția de cAMP este stimulată adrenalina.

Guanozin monofosfat ciclic (cGMP) este o formă ciclică de nucleotidă formată din guanozin trifosfat (GTP) de enzima guanilat ciclază. Educația este stimulată acetilcolina.

· cGMP este implicat în reglarea proceselor biochimice din celulele vii ca mesager secundar (al doilea mesager). Este caracteristic că multe dintre efectele cGMP sunt direct opuse cu cAMP.

· cGMP activează G-kinaza și fosfodiesteraza, care hidrolizează cAMP.

· cGMP este implicat în reglarea ciclului celular. Alegerea celulei depinde de raportul cAMP/cGMP: opriți diviziunea (opriți-vă în faza G0) sau continuați, trecând la faza G1.

· cGMP stimulează proliferarea celulară (diviziunea), iar cAMP suprimă

Adenozin trifosfat (ATP)- o nucleotidă formată dintr-o bază azotată adenina, zahărul cu cinci atomi de carbon riboză și trei reziduuri de acid fosforic. Grupările fosfat din molecula ATP sunt conectate între ele de mare energie (macroergic) conexiuni. Legăturile dintre grupările fosfat nu sunt foarte puternice, iar atunci când se rupe, se eliberează o cantitate mare de energie. Ca rezultat al scindării hidrolitice a grupării fosfat din ATP, se formează acid adenozin difosforic (ADP) și se eliberează o parte de energie.

· Împreună cu alți nucleozidici trifosfați, ATP este produsul de plecare în sinteza acizilor nucleici.

· ATP joacă un rol important în reglarea multor procese biochimice. Fiind un efector alosteric al unui număr de enzime, ATP, unindu-și centrele lor de reglare, le sporește sau suprimă activitatea.

· ATP este, de asemenea, un precursor direct al sintezei de adenozin monofosfat ciclic, un mesager secundar al transmiterii semnalului hormonal în celulă.

· Rolul ATP ca mediator în sinapse și substanță semnal în alte interacțiuni intercelulare este de asemenea cunoscut

Adenozin difosfat (ADP)- o nucleotidă constând în de adenină, riboză și două resturi de acid fosforic. ADP este implicat în metabolismul energetic în toate organismele vii; ATP este format din el prin fosforilare:

ADP + H3PO4 + energie → ATP + H2O.

Fosforilarea ciclică a ADP și utilizarea ulterioară a ATP ca sursă de energie formează un proces care este esența metabolismului energetic (catabolism).

FAD - dinucleotidă flavină adenină- o coenzimă care participă la multe procese biochimice redox. FAD există în două forme - oxidat și redus, funcția sa biochimică, de regulă, este de a trece între aceste forme.

Nicotinamidă adenin dinucleotidă (NAD) - dinucleotida constă din două nucleotide legate prin grupările lor fosfat. Una dintre nucleotide conține adenină ca bază azotată, cealaltă conține nicotinamidă. Nicotinamida adenin dinucleotida există sub două forme: oxidată (NAD) și redusă (NADH).

· În metabolism, NAD este implicat în reacții redox, transferând electroni de la o reacție la alta. Astfel, în celule, NAD există în două stări funcționale: forma sa oxidată, NAD+, este un agent oxidant și preia electroni dintr-o altă moleculă, fiind redus la NADH, care apoi servește ca agent reducător și donează electroni.

· 1. Metabolismul proteinelor, grăsimilor și carbohidraților. Deoarece NAD și NADP servesc ca coenzime ale majorității dehidrogenazelor, ele participă la reacții

în timpul sintezei și oxidării acizilor grași,

în timpul sintezei colesterolului,

schimb de acid glutamic și alți aminoacizi,

metabolismul carbohidraților: calea pentozei fosfat, glicoliză,

decarboxilarea oxidativă a acidului piruvic,

ciclul acidului tricarboxilic.

· 2. NADH îndeplinește o funcție de reglare deoarece este un inhibitor al anumitor reacții de oxidare, de exemplu, în ciclul acidului tricarboxilic.

· 3. Protecția informațiilor ereditare - NAD este un substrat al poli-ADP-ribozilării în procesul de reticulare a rupelor cromozomiale și repararea ADN-ului, care încetinește necrobioza și apoptoza celulară.

· 4. Protectie impotriva radicalilor liberi – NADPH este o componenta esentiala a sistemului antioxidant al celulei.

NAD, NAD -- o coenzimă prezentă în toate celulele vii, parte a grupului dehidrogenazei de enzime care catalizează reacțiile redox; îndeplinește funcția de purtător de electroni și hidrogen, pe care îl primește din substanțele oxidabile. Forma redusă (NADH) este capabilă să le transfere la alte substanțe.

Este o dinucleotidă, a cărei moleculă este construită din amidă și adenină a acidului nicotinic, legate între ele printr-un lanț format din două resturi de D-riboză și două resturi de acid fosforic; utilizat în biochimia clinică pentru a determina activitatea enzimelor sanguine.

Orez. 12.

NADP, NADP - o coenzimă larg distribuită în natura unor dehidrogenaze - enzime care catalizează reacțiile redox în celulele vii. NADP acceptă hidrogen și electroni din compusul care este oxidat și îi transferă către alte substanțe. În cloroplastele celulelor vegetale, NADP este redus în timpul reacțiilor luminoase de fotosinteză și apoi furnizează hidrogen pentru sinteza carbohidraților în timpul reacțiilor întunecate. NADP, o coenzimă care diferă de NAD prin conținutul unui alt reziduu de acid fosforic atașat la hidroxilul unuia dintre resturile de D-riboză, se găsește în toate tipurile de celule.

Orez. 13.

FAD, FAD -- o coenzimă care ia parte la multe procese biochimice redox. FAD există în două forme, oxidat și redus, iar funcția sa biochimică este de obicei de a trece între aceste forme.

Orez. 14.

Coenzima A (coenzima A, CoA, CoA, HSKoA) - coenzima de acetilare; una dintre cele mai importante coenzime care participă la reacțiile de transfer ale grupărilor acil în timpul sintezei și oxidării acizilor grași și oxidării piruvatului în ciclul acidului citric.

Molecula de CoA constă dintr-un rest de acid adenilic (1) legat printr-o grupare pirofosfat (2) de un reziduu de acid pantotenic (3), care, la rândul său, este legat printr-o legătură peptidică de aminoacidul β-alanină (4) (aceștia două grupe reprezintă restul de acid pantotenic), conectat printr-o legătură peptidică la un rest de β-mercaptoetanolamină (5).

Niacină alimentară insuficientă (Figura 10-6) provoacă o boală la oameni numită pelagra (din cuvântul italian care înseamnă „piele aspră”). Pelagra este comună în multe zone ale lumii, unde oamenii subzistă în principal din porumb și mănâncă puțină carne, lapte sau ouă. Pentru prevenirea și tratarea pelagrai se pot folosi atât acidul nicotinic, cât și amidenicotinamida acestuia. Pentru a preveni pe oricine să se gândească la posibilitatea de a consuma tutun ca sursă a acestei vitamine, acidului nicotinic i s-a dat un alt nume (convențional) - niacină.

Nicotinamida este o componentă a două coenzime similare structural - nicotinamidă adenin dinucleotidă (NAD) și nicotinamidă adenin dinucleotidă fosfat (NADP). Structura acestor coenzime este prezentată în Fig. 10-6. NADP diferă de NAD prin prezența unei grupări fosfat în moleculă. Aceste coenzime pot fi găsite atât în ​​formă oxidată, cât și în formă redusă (NADH și NADPH). Componenta nicotinamidă a acestor coenzime joacă rolul unui purtător intermediar al ionului hidrură, care este scindat enzimatic din molecula de substrat sub acțiunea dehidrogenazelor specifice (Fig. 10-7). Un exemplu este reacția catalizată de malat dehidrogenază, care dehidrogenează malatul, transformându-l în oxalacetat; această reacție este una dintre etapele oxidării carbohidraților și acizilor grași. Malat dehidrogenaza catalizează, de asemenea, transferul reversibil al ionului hidrură de la malat la care rezultă în formarea NADH; al doilea atom de hidrogen este separat de gruparea hidroxil a moleculei de malat sub forma unui ion liber

Este cunoscut un număr mare de dehidrogenaze de acest tip, fiecare dintre ele având specificitate pentru un anumit substrat. Unele dintre aceste enzime le folosesc pe altele ca coenzimă - iar altele pot funcționa cu oricare dintre aceste două coenzime.

Orez. 10-7. Ecuație generală care arată cum acționează ca o coenzimă în reacțiile de dehidrogenare enzimatică. Molecula substratului și produșii de reacție sunt evidențiate cu roșu. Este reprezentată doar partea de icotinamidă a moleculei; restul este desemnată cu litera R.

În majoritatea dehidrogenazelor, NAD (sau NADP) se leagă de partea proteică a enzimei numai în timpul ciclului catalitic, dar există și enzime cu care aceste coenzime sunt foarte strâns legate și sunt prezente constant în centrul activ.