Biyolojide nadf nedir? Pantotenik asidin yapısı

Biyokimyasal fonksiyonlar

Redoks reaksiyonlarında hidrit iyonlarının H– (hidrojen atomu ve elektron) transferi

Hidrid iyonlarının transferi sayesinde vitamin aşağıdaki görevleri yerine getirir:

1. Proteinlerin, yağların ve karbonhidratların metabolizması. NAD ve NADP çoğu dehidrojenazın koenzimi olarak görev yaptığından reaksiyonlara katılırlar.

• sentez ve oksidasyon sırasında yağ asitleri,
• kolesterol sentezi sırasında
• glutamik asit ve diğer amino asitlerin metabolizması,
• karbonhidrat metabolizması: pentoz fosfat yolu, glikoliz,
• oksidatif dekarboksilasyon piruvik asit,
• trikarboksilik asit döngüsü.

2. NADH bunu yapar düzenleyenörneğin trikarboksilik asit döngüsündeki belirli oksidasyon reaksiyonlarının bir inhibitörü olduğundan işlev görür.

3. Kalıtsal bilgilerin korunması– NAD, nekrobiyozu ve hücre apoptozisini yavaşlatan, çapraz bağlanma kromozomal kırılmaları ve DNA onarımı sürecinde poli-ADP-ribosilasyonun bir substratıdır.

4. Savunma serbest radikaller – NADPH hücrenin antioksidan sisteminin önemli bir bileşenidir.

5. NADPH, örneğin timdil monofosfatın sentezinden sonra, tetrahidrofolik asidin dihidrofolik asitten yeniden sentezlenmesi reaksiyonlarında rol oynar.

Hipovitaminoz

Neden

Niasin ve triptofanın beslenme eksikliği. Hartnup sendromu.

Klinik tablo

Pellagra hastalığıyla kendini gösterir (İtalyanca: pelle agra – pürüzlü cilt). Şu şekilde görünür: üç D sendromu:

• demans(sinirli ve zihinsel bozukluklar, demans),
• dermatit(fotodermatit),
• ishal(zayıflık, hazımsızlık, iştah kaybı).

Tedavi edilmezse hastalık ölümcüldür. Hipovitaminozu olan çocuklarda yavaş büyüme, kilo kaybı ve anemi görülür.

Antivitaminler

Phtivazid, tubazid, niazid tüberküloz tedavisinde kullanılan ilaçlardır.

Dozaj biçimleri

Nikotinamid ve nikotinik asit.

B5 Vitamini (pantotenik asit)

Kaynaklar

Herhangi Gıda Ürünleriözellikle baklagiller, maya, hayvansal ürünler.

Günlük gereksinim

Yapı

Vitamin sadece formda bulunur pantotenik asitβ-alanin ve pantoik asit (2,4-dihidroksi-3,3-dimetilbütirik) içerir.

>

Pantotenik asidin yapısı

Koenzim formları koenzim A(koenzim A, HS-CoA) ve 4-fosfopantetein.

B5 vitamininin koenzim formunun yapısı - koenzim A

Biyokimyasal fonksiyonlar

Vitaminin koenzim formu koenzim A Herhangi bir enzime sıkı bir şekilde bağlanmaz, arasında hareket eder. farklı enzimler, sağlama asil transferi(asetil dahil) gruplar:

• glikoz ve amino asit radikallerinin enerjik oksidasyon reaksiyonlarında, örneğin trikarboksilik asit döngüsünde piruvat dehidrojenaz, a-ketoglutarat dehidrojenaz enzimlerinin çalışmasında),
• Yağ asitlerinin oksidasyonu sırasında ve yağ asidi sentezi reaksiyonlarında asil gruplarının taşıyıcısı olarak
• asetilkolin ve glikozaminoglikanların sentezi reaksiyonlarında, hippurik asit ve safra asitlerinin oluşumunda.

Hipovitaminoz

Neden

Beslenme yetersizliği.

Klinik tablo

Şu şekilde görünür: pediolalji(eritromelalji) – distal kısımlardaki küçük arterlerde hasar alt uzuvlar, semptom ayaklarda yanma. Deney, saçların beyazladığını, ciltte ve mide-bağırsak sisteminde hasar olduğunu, işlev bozukluğunu ortaya çıkardı gergin sistem, adrenal distrofi, karaciğer steatozu, ilgisizlik, depresyon, Kas Güçsüzlüğü, konvülsiyonlar.

Ancak vitamin tüm gıdalarda bulunduğundan hipovitaminoz çok nadirdir.

Dozaj biçimleri

Kalsiyum pantotenat, koenzim A.

B6 Vitamini (piridoksin, anti-dermatit)

Kaynaklar

Vitamin tahıllar, baklagiller, maya, karaciğer, böbrekler, et açısından zengindir ve ayrıca bağırsak bakterileri tarafından da sentezlenir.

Günlük gereksinim

Yapı

Vitamin piridoksin formunda bulunur. Koenzim formları piridoksal fosfat ve piridoksamin fosfattır.

İlgili bilgi:

Sitede ara:

Maddelerin yapısal formülü

Yapısal formül nedir

İki çeşidi vardır: düzlemsel (2D) ve uzaysal (3D) (Şekil 1).

NAD ve NADP'nin oksitlenmiş formlarının yapısı

Yapısal bir formülü tasvir ederken, molekül içi bağlar genellikle tire (astar) ile gösterilir.

Pirinç. 1. Yapısal formül etil alkol: a) düzlemsel; b) mekansal.

Düzlemsel yapısal formüller farklı şekillerde gösterilebilir.

Kısa olanı vurgulayın grafik formülü atomların hidrojen ile bağlarının gösterilmediği:

CH3 - CH2 - OH(etanol);

Bir yapıyı tasvir ederken en sık kullanılan iskelet grafiği formülü organik bileşikler, yalnızca karbonun hidrojenle bağlarını göstermez, aynı zamanda karbon atomlarını birbirine ve diğer atomlara bağlayan bağları da göstermez:

aromatik serinin organik bileşikleri için benzen halkasını altıgen şeklinde gösteren özel yapısal formüller kullanılır:

Problem çözme örnekleri

Adenozin trifosforik asit (ATP), canlı hücrelerde evrensel bir kaynak ve ana enerji akümülatörüdür.. ATP tüm bitki ve hayvan hücrelerinde bulunur. ATP miktarı ortalama %0,04'tür (hücrenin ıslak ağırlığının), en büyük sayı ATP (%0,2-0,5) iskelet kaslarında bulunur.

Bir hücrede bir ATP molekülü oluştuktan sonraki bir dakika içinde tükenir. İnsanlarda her 24 saatte bir vücut ağırlığına eşit miktarda ATP üretilir ve yok edilir..

ATP, azotlu baz kalıntıları (adenin), riboz ve üç kalıntıdan oluşan bir mononükleotittir. fosforik asit. ATP bir değil üç fosforik asit kalıntısı içerdiğinden, ribonükleosit trifosfatlar.

Hücrelerde meydana gelen işlerin çoğu, ATP hidrolizinin enerjisini kullanır.

Bu durumda fosforik asitin terminal kalıntısı elimine edildiğinde ATP, ADP'ye (adenozin difosforik asit) dönüşür, ikinci fosforik asit kalıntısı elimine edildiğinde ise AMP'ye (adenozin monofosforik asit) dönüşür.

Fosforik asidin hem terminal hem de ikinci kalıntılarının eliminasyonu üzerine serbest enerji verimi yaklaşık 30.6 kJ/mol'dür. Üçüncü fosfat grubunun eliminasyonuna yalnızca 13,8 kJ/mol salınımı eşlik eder.

Terminal ile ikinci, ikinci ve birinci fosforik asit kalıntıları arasındaki bağlara denir. makroerjik(yüksek enerji).

ATP rezervleri sürekli olarak yenilenir.

Biyolojik işlevler.

Tüm organizmaların hücrelerinde bu süreçte ATP sentezi meydana gelir. fosforilasyon, yani fosforik asit eklenmesi ADF'ye. Fosforilasyon, solunum (mitokondri), glikoliz (sitoplazma) ve fotosentez (kloroplastlar) sırasında değişen yoğunlukta meydana gelir.

ATP, enerjinin salınması ve birikmesiyle birlikte gerçekleşen süreçler ile enerji harcamasıyla meydana gelen süreçler arasındaki ana bağlantıdır.

Ek olarak ATP, diğer ribonükleosit trifosfatlarla (GTP, CTP, UTP) birlikte RNA sentezi için bir substrattır.

ATP'ye ek olarak, enerjisi protein (GTP), polisakkaritlerin biyosentezi için kullanılan makroerjik bağları olan başka moleküller de vardır - UTP (üridin trifosforik asit), GTP (guanozin trifosforik asit), CTP (sitidin trifosforik asit) (UTP), fosfolipidler (CTP). Ancak hepsi ATP'nin enerjisi nedeniyle oluşuyor.

Mononükleotidlerin yanı sıra önemli rol Metabolik reaksiyonlarda koenzimler (sadece reaksiyon sırasında enzimle teması koruyan organik moleküller) grubuna ait dinükleotidler (NAD+, NADP+, FAD) rol oynar.

NAD+ (nikotinamid adenin dinükleotid), NADP+ (nikotinamid adenin dinükleotid fosfat) iki azotlu baz (adenin ve amid) içeren dinükleotitlerdir. nikotinik asit- PP vitamininin bir türevi), iki riboz kalıntısı ve iki fosforik asit kalıntısı (Şekil .). ATP evrensel bir enerji kaynağı ise, o zaman NAD+ ve NADP+ evrensel alıcılardır, ve bunların restore edilmiş biçimleri NADH Ve NADPH – evrensel bağışçılar indirgeme eşdeğerleri (iki elektron ve bir proton).

Nikotinik asit amid kalıntısında bulunan nitrojen atomu dört değerlikli olup pozitif bir yük taşır ( NAD+). Bu azotlu baz kolaylıkla iki elektron ve bir protonu kabul eder (örn.

dehidrojenaz enzimlerinin katılımıyla iki hidrojen atomunun substrattan çıkarıldığı (ikinci proton çözeltiye girer) reaksiyonlarda azalır):

Substrat-H2 + NAD+ substrat + NADH + H+

İÇİNDE ters reaksiyonlar enzimler, oksitleyici NADH veya NADPH, onlara hidrojen atomları ekleyerek substratları azaltın (ikinci proton çözeltiden gelir).

FAD – flavin adenin dinükleotid– B2 vitamininin bir türevi (riboflavin) de dehidrojenazlar için bir kofaktördür, ancak HEVES iki proton ve iki elektron ekleyerek azaltır FADN2.

⇐ Önceki1234567

Hücre metabolizmasının düzenlenmesinde ikincil haberciler olarak nükleosid siklofosfatlar (cAMP ve cGMP).

Nükleosid siklofosfatlar, bir fosforik asit molekülünün aynı anda bir karbonhidrat kalıntısının iki hidroksil grubunu esterleştirdiği nükleotidleri içerir.

Hemen hemen tüm hücreler iki nükleozid siklofosfat içerir; adenozin 3',5'-siklofosfat (cAMP) ve guanozin 3',5'-siklofosfat (cGMP). Bunlar ikincil aracılar(haberciler) hücreye hormonal bir sinyal iletmede.

6. Dinükleotidlerin yapısı: FAD, NAD+, fosfatı NADP+.

Redoks reaksiyonlarına katılımları.

Bu bileşik grubunun en önemli temsilcileri nikotinamid adenin dinükleotid (NAD veya Rus literatüründe NAD) ve bunun fosfatıdır (NADP veya NADP). Bu bileşikler birçok redoks reaksiyonunda koenzim olarak önemli bir rol oynar.

Buna göre hem oksitlenmiş (NAD+, NADP+) hem de indirgenmiş (NADH, NADPH) formlarda bulunabilirler.

NAD+ ve NADP+'nın yapısal parçası, piridinyum katyonu biçiminde bir nikotinamid kalıntısıdır. NADH ve NADPH'nin bir parçası olarak bu fragman, bir 1,4-dihidropiridin kalıntısına dönüştürülür.

Biyolojik dehidrojenasyon sırasında substrat iki hidrojen atomunu kaybeder;

iki proton ve iki elektron (2H+, 2e) veya bir proton ve bir hidrit iyonu (H+ ve H-). NAD+ koenzimi genellikle H-hidrit iyonunun bir alıcısı olarak kabul edilir (her ne kadar bir hidrojen atomunun bu koenzime transferinin elektron transferiyle eş zamanlı olarak mı yoksa bu süreçlerin ayrı ayrı mı gerçekleştiği kesin olarak belirlenmemiş olsa da).

NAD+'ya bir hidrit iyonunun eklenmesiyle indirgenme sonucunda piridinyum halkası, 1,4-dihidropiridin fragmanına dönüştürülür.

Bu süreç tersine çevrilebilir.

Oksidasyon reaksiyonunda aromatik piridinyum halkası, aromatik olmayan bir 1,4-dihidropiridin halkasına dönüştürülür. Aromatikliğin kaybı nedeniyle NADH'nin enerjisi NAD+'ya göre artar. Bu şekilde NADH, daha sonra başka amaçlarla kullanılan enerjiyi depolar. biyokimyasal süreçler, enerji maliyetleri gerektirir.

NAD+ içeren biyokimyasal reaksiyonların tipik örnekleri, alkol gruplarının aldehit gruplarına oksidasyonu (örneğin, etanolün etanale dönüştürülmesi) ve NADH'nin katılımıyla karbonil gruplarının alkol gruplarına indirgenmesidir (pirüvik asidin laktik asit).

Koenzim NAD+'nın katılımıyla etanol oksidasyon reaksiyonu:

Oksidasyon sırasında substrat iki hidrojen atomunu kaybeder;

iki proton ve iki elektron. İki elektron ve bir proton kabul eden koenzim NAD+, NADH'ye indirgenir ve aromatiklik bozulur. Bu reaksiyon geri dönüşümlüdür.

Koenzimin oksitlenmiş formu indirgenmiş forma geçtiğinde, substratın oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerji birikir. İndirgenmiş formda biriken enerji daha sonra bu koenzimleri içeren diğer endergonik işlemlerde harcanır.

FAD - flavin adenin dinükleotid- birçok redoks biyokimyasal sürecinde yer alan bir koenzim.

FAD iki formda bulunur - oksitlenmiş ve indirgenmiş, biyokimyasal işlevi kural olarak bu formlar arasında geçiş yapmaktır.

FAD, FADH2'ye indirgenebilir, bu durumda iki hidrojen atomunu kabul eder.

FADH2 molekülü bir enerji taşıyıcısıdır ve indirgenmiş koenzim, mitokondrideki oksidatif fosforilasyon reaksiyonunda bir substrat olarak kullanılabilir.

FADH2 molekülü, iki mol ATP'ye eşdeğer enerjiyi (formda depolanan) serbest bırakarak FAD'ye oksitlenir.

Ökaryotlarda FAD azalmasının ana kaynağı Krebs döngüsü ve lipid β-oksidasyonudur. Krebs döngüsünde FAD, β-lipid oksidasyonunda süksinatı fumarat'a oksitleyen süksinat dehidrojenaz enziminin protez bir grubudur; FAD, asil-CoA dehidrojenazın bir koenzimidir.

FAD, riboflavin'den oluşur; flavoproteinler adı verilen birçok oksidoredüktaz, çalışmaları için elektron transfer reaksiyonlarında FAD'ı protez grup olarak kullanır.

Nükleik asitlerin birincil yapısı: RNA ve DNA'nın nükleotit bileşimi, fosfodiester bağı. Nükleik asitlerin hidrolizi.

Polinükleotid zincirlerinde nükleotid birimleri bir fosfat grubu aracılığıyla bağlanır. Fosfat grubu iki ester bağı oluşturur: önceki nükleotid birimlerinin C-3''ü ve sonraki nükleotid birimlerinin C-5''leri ile (Şekil 1). Zincirin omurgası alternatif pentoz ve fosfat kalıntılarından oluşur ve heterosiklik bazlar, pentoz kalıntılarına bağlı "yan" gruplardır.

Serbest 5'-OH grubuna sahip bir nükleotide 5'-terminal, serbest 3'-OH grubuna sahip bir nükleotide ise 3'-terminal adı verilir.

Pirinç. 1. Genel prensip polinükleotid zincirinin yapısı

Şekil 2, dört nükleik baz içeren bir DNA zincirinin rastgele bir bölümünün yapısını göstermektedir. Dört nükleotid kalıntısının dizisini değiştirerek kaç tane kombinasyonun elde edilebileceğini hayal etmek kolaydır.

RNA zincirini oluşturma prensibi, iki istisna dışında DNA'nınkiyle aynıdır: RNA'daki pentoz kalıntısı D-ribozdur ve heterosiklik bazlar seti, timin yerine urasil kullanır.

Nükleik asitlerin birincil yapısı, kovalent bağlarla sürekli bir polinükleotid zincirine bağlanan nükleotid birimlerinin dizisi tarafından belirlenir.

Birincil yapıyı yazmayı kolaylaştırmak için çeşitli kısaltmalar vardır.

Bunlardan biri, nükleozitlerin daha önce verilen kısaltılmış adlarını kullanmaktır. Örneğin, Şekil 2'de gösterilmiştir. 2 DNA zinciri fragmanı d(ApCpGpTp...) veya d(A-C-G-T...) olarak yazılabilir. Açıkça görülüyorsa genellikle d harfi atlanır. Hakkında konuşuyoruz DNA hakkında.

7. Enzimin yapısı.

Bir DNA iplikçik bölümünün birincil yapısı

Nükleik asitlerin önemli bir özelliği, nükleotit bileşimi, yani nükleotit bileşenlerinin seti ve niceliksel oranıdır. Nükleotid bileşimi, kural olarak, nükleik asitlerin hidrolitik bölünmesinin ürünlerinin incelenmesiyle belirlenir.

DNA ve RNA, alkali ve asit hidrolizi koşulları altındaki davranışları bakımından farklılık gösterir.

DNA alkali ortamda hidrolize dayanıklıdır. RNA kolayca hidrolize olur ılıman koşullar Alkali bir ortamda nükleotidlere dönüşürler ve bunlar da alkali bir ortamda bir fosforik asit kalıntısını bölerek nükleosidler oluşturabilir. Asidik bir ortamda nükleozitler, heterosiklik bazlara ve karbonhidratlara hidrolize edilir.

DNA'nın ikincil yapısı kavramı. Nükleik bazların tamamlayıcılığı. Tamamlayıcı nükleik baz çiftlerindeki hidrojen bağları.

İkincil yapı, bir polinükleotid zincirinin mekansal organizasyonunu ifade eder.

Watson-Crick modeline göre bir DNA molekülü sağ yönlü iki polinükleotid zincirinden oluşur. ortak eksençift ​​sarmal oluşturmak için. Pürin ve pirimidin bazları sarmalın iç kısmına doğru yönlendirilir. Arasında pürin bazı Bir zincir ile diğer zincirin pirimidin bazı arasında hidrojen bağları oluşur. Bu bazlar tamamlayıcı çiftler oluşturur.

Hidrojen bağları, bir bazın amino grubu ile diğerinin karbonil grubu -NH...O=C- arasında ve ayrıca amid ve imin nitrojen atomları -NH...N arasında oluşturulur.

Örneğin aşağıda gösterildiği gibi adenin ve timin arasında iki hidrojen bağı oluşur ve bu bazlar tamamlayıcı bir çift oluşturur;

Yani bir zincirdeki adenin diğer zincirdeki timine karşılık gelecektir. Başka bir tamamlayıcı baz çifti, aralarında üç hidrojen bağının oluştuğu guanin ve sitozindir.

Tamamlayıcı bazlar arasındaki hidrojen bağları, çift sarmalı stabilize eden etkileşim türlerinden biridir. Çift sarmal oluşturan iki DNA ipliği aynı değildir ancak birbirini tamamlar.

Bu, birincil yapının, yani. bir zincirin nükleotid dizisi, ikinci zincirin birincil yapısını belirler (Şekil 3).

Pirinç. 3. DNA çift sarmalındaki polinükleotid zincirlerinin tamamlayıcılığı

Zincirlerin tamamlayıcılığı ve birimlerin sırası kimyasal baz en önemli işlev DNA - kalıtsal bilgilerin depolanması ve iletilmesi.

DNA molekülünün stabilizasyonunda, sarmal boyunca etkili olan hidrojen bağlarının yanı sıra, komşu uzamsal olarak yakın azotlu bazlar arasında sarmal boyunca yönlendirilen moleküller arası etkileşimler önemli bir rol oynar.

Bu etkileşimler DNA molekülünün nitrojenli bazlarının istiflenmesi boyunca yönlendirildiği için bunlara istifleme etkileşimleri denir. Böylece azotlu bazların birbirleriyle etkileşimleri, DNA molekülünün çift sarmalını hem ekseni boyunca hem de çapraz olarak bağlar.

Güçlü istifleme etkileşimleri her zaman bazlar arasındaki hidrojen bağlarını güçlendirerek sarmalın sıkışmasını teşvik eder.

Sonuç olarak, çevredeki çözeltiden gelen su molekülleri esas olarak, polar grupları sarmalın yüzeyinde bulunan DNA'nın pentoz fosfat omurgasına bağlanır. İstifleme etkileşimi zayıfladığında, sarmalın içine giren su molekülleri, bazların polar gruplarıyla rekabetçi bir şekilde etkileşime girer, istikrarsızlaştırmayı başlatır ve çift sarmalın daha fazla parçalanmasına katkıda bulunur. Bütün bunlar, çevredeki çözeltinin bileşenlerinin etkisi altında DNA'nın ikincil yapısının dinamizmini gösterir.

4. RNA molekülünün ikincil yapısı

9. Modifiye edilmiş nükleik bazlara (florourasil, merkaptopurin) dayalı ilaçlar: yapı ve etki mekanizması.

Gibi ilaçlar onkolojide, yapı olarak doğal metabolitlere (bu durumda nükleik bazlar) benzer olan ancak bunlarla tamamen aynı olmayan pirimidin ve purin serilerinin sentetik türevleri kullanılır.

bunlar antimetabolitlerdir. Örneğin, 5-florourasil, urasil ve timin antagonisti olarak görev yapar ve 6-merkaptopurin, adenin antagonisti olarak görev yapar.

Metabolitlerle rekabet ederek vücuttaki nükleik asitlerin sentezini farklı aşamalarda bozarlar.

Dehidrojenazlar Oksidasyon ajanı olan bir substrattan hidrojeni (yani protonları ve elektronları) uzaklaştıran ve onu indirgenmiş başka bir substrata taşıyan reaksiyonları katalize eden oksidoredüktazlar sınıfına ait enzimlerdir.

Bağlı olarak kimyasal doğa dehidrojenazların etkileşime girdiği alıcı, birkaç gruba ayrılır:

1. Anaerobik dehidrojenazlar Hidrojen alıcısının oksijenden başka bir bileşik olduğu reaksiyonları katalize eden.
2. Aerobik dehidrojenazlar Hidrojen alıcısının oksijen (oksidazlar) veya başka bir alıcı olabileceği reaksiyonları katalize eden. Aerobik dehidrojenazlar flavoproteinlere aittir, reaksiyon ürünü hidrojen peroksittir.
3. Elektronları bir substrattan elektron alıcısına taşıyan dehidrojenazlar. Mitokondriyal solunum zincirinin sitokromları bu dehidrojenaz grubuna aittir.
4. 1 veya 2 oksijen atomunun substrat molekülüne doğrudan girişini katalize eden dehidrojenazlar. Bu tür dehidrojenazlara oksijenazlar denir.

İlgili substratlardan ayrılan hidrojen atomlarının birincil alıcılarının işlevi, iki tip dehidrojenaz tarafından gerçekleştirilir:

• piridin bağımlı dehidrojenazlar- nikotinamid (NAD +) veya nikotinamid adenin dinükleotid fosfat (NADP +) koenzimlerini içerir.
• flavin bağımlı dehidrojenazlar Protez grubu flavin adenin dinükleotid (FAD) veya flavin mononükleotid (FMN)'dir.

NADP+ (veya NAD+) koenzimleri apoenzime gevşek bir şekilde bağlanır ve bu nedenle hücrede apoenzim ile ilişkili bir durumda mevcut olabilir veya protein kısmından ayrılmış olabilir.

Piridin bağımlı dehidrojenazlar şu şekilde sınıflandırılır: anaerobik tip- polar substratları oksitleyen suda çözünür enzimler. Piridin bağımlı dehidrojenazlar tarafından katalize edilen reaksiyon Genel görünüm aşağıdaki denklemlerde verilmiştir:

SH2 + NADP+ → S + NADPH + H+

SH2 + NAD+ → S + NADH + H+

Bir molekülün çalışma yapısı NAD+ veya NADP+ bir enzimatik reaksiyon sırasında bir hidrojen atomu ve bir elektron (hidrit iyonu) ekleyen ve ikinci proton reaksiyon ortamına giren bir piridin halkası olan nikotinamiddir. Piridin bağımlı dehidrojenazlar canlı hücrelerde çok yaygındır. Birçok substrattan protonları ve elektronları soyutlayarak NAD + veya NADP + 'yı azaltırlar ve ardından indirgeyici eşdeğerleri diğer alıcılara aktarırlar. NAD'a bağlı dehidrojenazlar temel olarak oksidatif metabolik yolların redoks reaksiyonlarını katalize eder - glikoliz, Krebs döngüsü, yağ asitlerinin β-oksidasyonu, mitokondriyal solunum zinciri, vb. NAD, elektron taşıma zinciri için ana elektron kaynağıdır. NADP esas olarak indirgeyici sentez işlemlerinde (yağ asitleri ve steroidlerin sentezinde) kullanılır.

Flavin bağımlı dehidrojenazlar- flavoproteinler, FAD veya FMN'nin apoenzim ile sıkı bir şekilde (kovalent olarak) bağlantılı olan B2 vitamininin türevleri olduğu prostetik gruplar. Bu dehidrojenazlar, polar olmayan ve düşük polariteli substratları oksitleyen, membrana bağlı enzimlerdir. Redoks reaksiyonlarına katılan FAD veya FMN molekülünün çalışma kısmı, substrattan iki hidrojen atomunu (2H+ + 2e-) kabul eden riboflavinin izoaloksazin halkasıdır.

Genel denklem flavin bağımlı dehidrojenazları içeren reaksiyonlar şuna benzer:

SH2 + FMN → S + FMN-H2

SH2 + FAD+ → S + FADH2

Biyolojik oksidasyon süreçlerinde bu enzimler hem anaerobik hem de aerobik dehidrojenazların rolünü oynarlar. Anaerobik dehidrojenazlar, elektronları NADH'den mitokondriyal solunum zincirinin daha elektropozitif bileşenlerine aktaran FMN'ye bağımlı bir enzim olan NADH dehidrojenazı içerir. Diğer dehidrojenazlar (FAD'a bağlı), elektronları doğrudan substrattan solunum zincirine aktarır (örn. süksinat dehidrojenaz, asil-CoA dehidrojenaz). Elektronların solunum zincirinde flavoproteinlerden sitokrom oksidazlara taşınması, sitokrom oksidaza ek olarak anaerobik dehidrojenazlar olarak sınıflandırılan sitokromlar tarafından sağlanır. Sitokromlar, hem demirinin değerindeki ters değişiklik nedeniyle, aerobik hücrelerde elektronları doğrudan biyolojik oksidasyon zincirlerinde taşıma işlevini yerine getiren mitokondri - hemproteinlerin demir içeren proteinleridir: sitokrom (Fe3 +) + e → sitokrom (Fe2 +).

Mitokondriyal solunum zinciri sitokrom b, c1, c, a ve a3'ü (sitokrom oksidaz) içerir. Solunum zincirine ek olarak sitokromlar endoplazmik retikulumda (450 ve b5) bulunur. Aerobik flavin bağımlı dehidrojenazlar arasında L-amino asit oksidazlar, ksantin oksidaz vb. yer alır.

Bir veya iki oksijen atomunun bir substrat molekülüne dahil edilmesini katalize eden dehidrojenazlara oksijenazlar denir. Substrat ile etkileşime giren oksijen atomlarının sayısına bağlı olarak oksijenazlar 2 gruba ayrılır:

• Dioksijenazlar
• Monooksijenazlar

Dioksijenazlar katalizleme substrat molekülüne 2 oksijen atomu ekler: S + O2 → SO2. Bunlar özellikle, homojentisik asit sentezi reaksiyonlarını ve bunun tirozin katabolizması yolu boyunca oksidasyonunu katalize eden hem içermeyen demir içeren enzimlerdir. Demir içeren lipoksijenaz, O2'nin vücuda dahil edilmesini katalize eder. arakidonik asit lökotrien sentezi sürecindeki ilk reaksiyon. Prolin ve lizin dioksijenazlar, prokollajendeki lizin ve prolin kalıntılarının hidroksilasyon reaksiyonlarını katalize eder. Monooksijenazlar, substrata oksijen molekülünün yalnızca 1 atomunun eklenmesini katalize eder. Bu durumda ikinci oksijen atomu suya indirgenir:

SH + O2 + NADPH + H+

SOH + H2O + NADP+

İLE monooksijenazlar Hidroksilasyon yoluyla birçok tıbbi maddenin metabolizmasına katılan enzimlere aittir. Bu enzimler ağırlıklı olarak karaciğerin, adrenal bezlerin, gonadların ve diğer dokuların mikrozomal fraksiyonunda lokalizedir. Monooksijenaz reaksiyonlarında çoğunlukla substrat hidroksillendiğinden, bu grup Enzimlere hidroksilazlar da denir.

Monooksijenazlar, kolesterolün (steroidler) hidroksilasyon reaksiyonlarını ve bunların seks hormonları, adrenal hormonlar, D vitamini aktif metabolitleri - kalsitriol dahil biyolojik olarak aktif maddelere dönüşümünün yanı sıra bir dizi hidroksilasyon yoluyla detoksifikasyon reaksiyonlarını katalize eder. zehirli maddeler, ilaçlar ve vücut için dönüşümlerinin ürünleri. Hepatositlerin endoplazmik retikulumunun monooksijenaz membran sistemi, NADPH + H +, kofaktör FAD'lı flavoproteinler, hem olmayan demir içeren bir protein (adrenotoksin) ve hem proteini - sitokrom P450 içerir. Polar olmayan hidrofobik maddelerin hidroksilasyonu sonucunda hidrofiliklikleri artar, bu da biyolojik inaktivasyona katkıda bulunur. aktif maddeler veya toksik maddelerin nötralize edilmesi ve vücuttan atılması. Fenobarbital gibi bazı tıbbi maddeler mikrozomal enzimlerin ve sitokrom P450'nin sentezini indükleme yeteneğine sahiptir.

Sitokrom P450 içermeyen monooksijenazlar vardır. Bunlar fenilalanin, tirozin ve triptofanın hidroksilasyon reaksiyonlarını katalize eden karaciğer enzimlerini içerir.

Bunu bildiğim iyi oldu

• D-dimer, fibrinolizin bir belirtecidir (hamilelik sırasında - normal, artmış - tromboz, KKY, onkolojik süreçlerle birlikte)

Enzimler de proteinler gibi 2 gruba ayrılır: basit Ve karmaşık. Basit olanlar tamamen amino asitlerden oluşur ve hidroliz sırasında yalnızca amino asitler oluştururlar. Uzaysal organizasyonları üçüncül yapıyla sınırlıdır. Bunlar esas olarak gastrointestinal enzimlerdir: pepsin, trypsin, lisacym, fosfataz. Kompleks enzimler, protein kısmına ek olarak, protein olmayan bileşenler de içerir. Bu protein olmayan bileşenlerin, protein kısmına (alloenzim) bağlanma gücü farklıdır. Kompleks bir enzimin ayrışma sabiti, çözeltideki tüm polipeptit zincirlerinin protein olmayan bileşenleriyle ilişkili olduğu ve izolasyon ve saflaştırma sırasında ayrılmadığı kadar küçükse, protein olmayan bileşene denir. prostetik grup ve enzim molekülünün ayrılmaz bir parçası olarak kabul edilir.

Altında koenzim Ayrışma üzerine alloenzimden kolayca ayrılan ek bir grubu anlayın. Alloenzim ile arasında en basit grup Oldukça karmaşık bir kovalent bağ vardır. Alloenzim ve koenzim arasında kovalent olmayan bir bağ (hidrojen veya elektrostatik etkileşimler) vardır. Tipik temsilciler koenzimler şunlardır:

B1 - tiamin; pirofosfat (B içerir)

B2 - riboflavin; FAD, FNK

PP - NAD, NADP

H – biyotin; biyositin

B6 - piridoksin; piridoksal fosfat

Pantotenik asit: koenzim A

Birçok iki değerlikli metal (Cu, Fe, Mn, Mg) de kofaktör görevi görür, ancak bunlar ne koenzimlere ne de prostetik gruplara aittir. Metaller aktif merkezin bir parçasıdır veya stabilize olur en iyi seçenek Aktif merkez yapısı.

METALLERENZİMLER

Fe, Fehemoglobin, katalaz, peroksidaz

Cu,Cu sitokrom oksidaz

ZnDNA - polimeraz, dehidrojenaz

mgekzokinaz

Mnarginaz

Seglutatyon redüktaz

ATP, laktik asit ve tRNA da bir kofaktör işlevi gerçekleştirebilir. Dikkat edilmesi gereken bir şey ayırt edici özellik ne kofaktörün (koenzim veya prostetik grup) ne de alloenzimin ayrı ayrı katalitik aktivite sergilememesi ve yalnızca bunların üç boyutlu organizasyon programına uygun olarak ilerleyen tek bir bütün halinde birleştirilmesinden oluşan iki bileşenli enzimler, Kimyasal reaksiyonların hızlı gerçekleşmesini sağlar.

NAD ve NADP'nin yapısı.

NAD ve NADP, piridin bağımlı dehidrojenazların koenzimleridir.

NİKOTİNAMİT ADNİN NÜKLEOTİT.

NİKOTİNAMİT ADİNİNÜKLEOAMİT FOSFAT (NADP)

NAD ve NADP'nin doğru bir hidrojen taşıyıcısı rolünü oynama yeteneği, yapılarındaki varlığıyla ilişkilidir -

nikotinik asit reamidi.

Hücrelerde NAD'ye bağımlı dehidrojenazlar rol oynar

Substrattan O'ya elektron transferi süreçlerinde.

NADP'ye bağımlı dehidrojenazlar süreçte rol oynar -

yani biyosentez. Bu nedenle NAD ve NADP koenzimleri

hücre içi lokalizasyonda farklılık gösterir: NAD

mitokondride yoğunlaşmıştır ve NADP'nin çoğu

sitoplazmada bulunur.

FAD ve FMN'nin yapısı.

FAD ve FMN, flavin enzimlerinin protez gruplarıdır. NAD ve NADP'den farklı olarak alloenzime çok sıkı bir şekilde bağlanırlar.

FLAVİN MONONÜKLEOTİT (FMN).

FLAVİNACETİLDİNÜKLEOTİT.

FAD ve FMN molekülünün aktif kısmı, nitrojen atomlarına 2 hidrojen atomunun eklenebildiği izoalloksadin halkası riboflavindir.

PP vitamininin adı İtalyanca bir ifadeden gelmektedir. önleyici pellagra– pellegranın önlenmesi.

Kaynaklar

İyi kaynaklar karaciğer, et, balık, baklagiller, karabuğday ve siyah ekmektir. Süt ve yumurta az miktarda vitamin içerir. Aynı zamanda vücutta triptofandan da sentezlenir; 60 triptofan molekülünden biri, bir vitamin molekülüne dönüştürülür.

Günlük gereksinim

Yapı

Vitamin nikotinik asit veya nikotinamid formunda bulunur.

PP vitamininin iki formu

Koenzim formları nikotinamid adenin dinükleotid(NAD) ve ribozun fosforile edilmiş formu – nikotinamid adenin dinükleotid fosfat(NADP).

NAD ve NADP'nin oksitlenmiş formlarının yapısı

Biyokimyasal fonksiyonlar

Redoks reaksiyonlarında hidrit iyonları H – (hidrojen atomu ve elektron) transferi.

NAD ve NADP'nin katılım mekanizması biyokimyasal reaksiyon

Hidrid iyonlarının transferi sayesinde vitamin aşağıdaki görevleri yerine getirir:

1. Proteinlerin, yağların ve karbonhidratların metabolizması. NAD ve NADP çoğu dehidrojenazın koenzimi olarak görev yaptığından reaksiyonlara katılırlar.

• karboksilik asitlerin sentezi ve oksidasyonu sırasında,
• kolesterol sentezi sırasında
• glutamik asit ve diğer amino asitlerin metabolizması,
• karbonhidrat metabolizması: pentoz fosfat yolu, glikoliz,
• pirüvik asidin oksidatif dekarboksilasyonu,

NAD içeren bir biyokimyasal reaksiyon örneği

2. NADH bunu yapar düzenleyenörneğin trikarboksilik asit döngüsündeki belirli oksidasyon reaksiyonlarının bir inhibitörü olduğundan işlev görür.

3. Kalıtsal bilgilerin korunması– NAD, kromozomal kırıkların dikilmesi ve DNA onarımı işlemi sırasında poli-ADP-ribosilasyonun bir substratıdır.

4. Serbest Radikal Koruma– NADPH hücrenin antioksidan sisteminin önemli bir bileşenidir.

5. NADPH reaksiyonlarda rol oynar

• yeniden sentez tetrahidrofolik Timidil monofosfatın sentezinden sonra dihidrofolik asitten asitler (B9 vitamini koenzimi),
• protein geri kazanımı tioredoksin deoksiribonükleotidlerin sentezi sırasında,
• “gıda” K vitaminini aktive etmek veya geri yüklemek için tioredoksin K vitamininin yeniden aktivasyonundan sonra.

Hipovitaminoz B3

Neden

Niasin ve triptofanın beslenme eksikliği. Hartnup sendromu.

Klinik tablo

Pellagra hastalığı ile kendini gösterir (İtalyanca: Pelle agra– kaba cilt) gibi üç D sendromu:

• demans(sinir ve zihinsel bozukluklar, demans),
• dermatit(fotodermatit),
• ishal(zayıflık, hazımsızlık, iştah kaybı).

Tedavi edilmezse hastalık ölümcüldür. Hipovitaminozu olan çocuklarda yavaş büyüme, kilo kaybı ve anemi görülür.

1912-1216'da ABD'de. pellagra vakalarının sayısı yılda 100 bin kişiydi ve bunların yaklaşık 10 bini öldü. Bunun nedeni hayvan yemi eksikliğiydi; insanlar çoğunlukla triptofan açısından fakir olan ve sindirilmeyen bağlı niasin içeren mısır ve sorgum yiyordu.
Hintlilerin ilginç olması Güney Amerika Antik çağlardan beri diyeti mısır olan kişilerde pellegra görülmez. Bu fenomenin nedeni, mısırın kireçli suda kaynatılması ve böylece çözünmeyen kompleksten niasinin açığa çıkmasıdır. Hintlilerden mısır alan Avrupalılar da tarifleri ödünç alma zahmetine girmediler.

Antivitaminler

İzonikotinik asit türevi izoniyazid tüberküloz tedavisinde kullanılır. Etki mekanizması tam olarak açık değildir ancak bir hipotez, nikotinamid adenin dinükleotid sentezi reaksiyonlarında nikotinik asidin yer değiştirmesidir. NAD yerine iso-NAD). Sonuç olarak redoks reaksiyonlarının seyri bozulur ve mikolik asit sentezi baskılanır, yapısal eleman Mycobacterium tuberculosis'in hücre duvarı.