За да се преобразува енергията, съдържаща се в мастните киселини, в енергията на АТФ връзките, има метаболитен път за окисление на мастните киселини до CO 2 и вода, който е тясно свързан с цикъла на трикарбоксилната киселина и дихателната верига. Този път се нарича β-окисление, защото настъпва окисление на 3-тия въглероден атом на мастната киселина (β-позиция) в карбоксилна група и в същото време ацетилната група, включително С1 и С2 на оригиналната мастна киселина, се отцепва от киселината.
Елементарна схема на β-окисление
Реакциите на β-окисление протичат в митохондриитеповечето клетки в тялото (с изключение на нервните клетки). Мастните киселини, които навлизат в цитозола от кръвта или се появяват по време на липолизата на техните собствени вътреклетъчни TAG, се използват за окисляване. Общото уравнение за окисляването на палмитинова киселина е както следва:
Палмитоил-SCoA + 7FAD + 7NAD + + 7H 2 O + 7HS-KoA → 8Acetyl-SCoA + 7FADH 2 + 7NADH
Етапи на окисление на мастни киселини
1. Преди да проникне в митохондриалната матрица и да се окисли, мастната киселина трябва да активиратев цитозола. Това се постига чрез добавяне на коензим А към него, за да се образува ацил-SCoA. Acyl-SCoA е високоенергийно съединение. Необратимостта на реакцията се постига чрез хидролиза на дифосфат в две молекули фосфорна киселина.
Ацил-SCoA синтетазите се намират в ендоплазмения ретикулум, върху външната мембрана на митохондриите и вътре в тях. Има широк спектър от синтетази, специфични за различни мастни киселини.
Реакция на активиране на мастни киселини
2. Acyl-SCoA не може да премине през митохондриалната мембрана, така че има начин да се транспортира в комбинация с витаминоподобно вещество карнитин. На външната мембрана на митохондриите има ензим карнитин ацилтрансфераза I.
Карнитин-зависим транспорт на мастни киселини в митохондриите
Карнитинът се синтезира в черния дроб и бъбреците и след това се транспортира до други органи. в вътрематочнопериод и в ранните годиниВ живота значението на карнитина за организма е изключително голямо. Снабдяване на нервната система с енергия на децататялото и по-специално мозъка се осъществява поради два паралелни процеса: карнитин-зависимо окисление на мастни киселини и аеробно окисление на глюкоза. Карнитинът е необходим за растежа на главния и гръбначния мозък, за взаимодействието на всички части на нервната система, отговорни за движението и мускулното взаимодействие. Има проучвания, свързващи дефицита на карнитин церебрална парализаи феномен" смърт в люлката".
деца ранна възраст, недоносените деца и децата с ниско тегло са особено чувствителни към дефицит на карнитин. Техните ендогенни резерви бързо се изчерпват при различни стресови ситуации ( инфекциозни заболявания, стомашно-чревни разстройства, нарушения в храненето). Биосинтезата на карнитин е рязко ограничена поради ниската мускулна маса и приемът от обикновените храни не е в състояние да поддържа достатъчни нива в кръвта и тъканите.
3. След свързване с карнитина, мастната киселина се транспортира през мембраната чрез транслоказа. Тук на вътремембранният ензим карнитин ацилтрансфераза II отново образува ацил-SCoA, който влиза в пътя на β-окислението.
4. Самият процес β-окислениесе състои от 4 реакции, повтарящи се циклично. Те се случват последователно окисление(ацил-SCoA дехидрогеназа), хидратация(еноил-SCoA хидратаза) и отново окисление 3-ти въглероден атом (хидроксиацил-SCoA дехидрогеназа). В последната, трансферазна реакция, ацетил-SCoA се отцепва от мастната киселина. HS-CoA се добавя към останалата (съкратена с два въглерода) мастна киселина и тя се връща към първата реакция. Това се повтаря, докато последният цикъл произведе две ацетил-SCoA.
Последователност от реакции на β-окисление на мастни киселини
Изчисляване на енергийния баланс на β-окисление
Преди това при изчисляване на ефективността на окисление коефициентът P/O за NADH беше приет равен на 3,0, за FADH 2 - 2,0.
По съвременни данни стойността на P/O коефициента за NADH съответства на 2,5, за FADH 2 – 1,5.
При изчисляване на количеството АТФ, образуван по време на β-окислението на мастни киселини, е необходимо да се вземе предвид:
- количеството образуван ацетил-SCoA се определя чрез обичайното разделяне на броя на въглеродните атоми в мастната киселина на 2.
- номер β-окислителни цикли. Броят на β-окислителните цикли е лесен за определяне въз основа на концепцията за мастната киселина като верига от двувъглеродни единици. Броят на прекъсванията между единиците съответства на броя на β-окислителните цикли. Същата стойност може да се изчисли по формулата (n/2 -1), където n е броят на въглеродните атоми в киселината.
- брой на двойните връзки в мастна киселина. При първата реакция на β-окисление се образува двойна връзка с участието на FAD. Ако двойна връзка вече присъства в мастната киселина, тогава няма нужда от тази реакция и FADN 2 не се образува. Броят на загубените FADN 2 съответства на броя на двойните връзки. Останалите реакции от цикъла протичат без промени.
- количеството ATP енергия, изразходвано за активиране (винаги съответства на две високоенергийни връзки).
Пример. Окисляване на палмитинова киселина
- тъй като има 16 въглеродни атома, β-окислението произвежда 8 ацетил-SCoA молекули. Последният влиза в цикъла TCA; когато се окислява в един оборот от цикъла, се образуват 3 молекули NADH (7,5 ATP), 1 молекула FADH 2 (1,5 ATP) и 1 молекула GTP, което е еквивалентно на 10 молекули на АТФ. И така, 8 молекули ацетил-SCoA ще осигурят образуването на 8 × 10 = 80 АТФ молекули.
- за палмитинова киселина броят на β-окислителните цикли е 7. Във всеки цикъл се произвеждат 1 молекула FADH 2 (1,5 ATP) и 1 молекула NADH (2,5 ATP). Влизайки в дихателната верига, те „дават“ общо 4 молекули АТФ. Така за 7 цикъла се образуват 7 × 4 = 28 молекули АТФ.
- двойни връзки в палмитинова киселина Не.
- 1 молекула АТФ се използва за активиране на мастната киселина, която обаче се хидролизира до АМФ, т.е. 2 макроергични връзкиили два ATP.
Така, обобщавайки, получаваме 80+28-2 =106 Молекулите на АТФ се образуват при окисляването на палмитинова киселина.
3O(n2cnc1c(ncnc12)N)(O)3OP(=O)(O)O]
Коензим А (коензим А, CoA, CoA, HSKoA)- ацетилиращ коензим; един от най-важните коензими, който участва в реакциите на пренос на ацилни групи по време на синтеза и окислението на мастни киселини и окислението на пирувата в цикъла на лимонената киселина.
Структура
600 пикселаБиосинтеза
Коензим А се синтезира в пет стъпки от пантотенова киселина (витамин B 5) и цистеин:
- Пантотенова киселинафосфорилиран до 4'-фосфопантотенат от ензима пантотенат киназа
- Цистеинът се добавя към 4"-фосфопантотенат от ензима фосфопантотеноилцистеин синтетаза, за да се образува 4"-фосфо-N-пантотеноилцистеин
- 4"-фосфо-N-пантотеноилцистеин се декарбоксилира до образуване на 4"-фосфопантотеин от ензима фосфопантотеноилцистеин декарбоксилаза
- 4"-фосфопантотеин с аденилова киселина образува дефосфо-КоА под действието на ензима фосфопантотеин аденилтрансфераза
- Накрая, дефосфо-КоА се фосфорилира от АТФ в коензим А от ензима дефосфокоензим киназа.
Биохимична роля
Редица биохимични реакции са свързани с CoA, лежащи в основата на окислението и синтеза на мастни киселини, биосинтезата на мазнините и окислителните трансформации на продуктите от разпада на въглехидратите. Във всички случаи CoA действа като междинен продукт, който свързва и пренася киселинните остатъци към други вещества. В този случай киселинните остатъци в състава на съединението с CoA претърпяват една или друга трансформация или се прехвърлят без промени в определени метаболити.
История на откритието
Коензимът е изолиран за първи път от черния дроб на гълъб през 1947 г. от F. Lipman. Структурата на коензим А е определена в началото на 50-те години на миналия век от Ф. Линен в Института Листър в Лондон. Пълният синтез на CoA е извършен през 1961 г. от X. Koran.
Списък на ацил-CoAs
Различни ацилови производни на коензим А са изолирани и идентифицирани от природни съединения:
Ацил-КоА от карбоксилни киселини:
- Пропионил-КоА
- Ацетоацетил-КоА
- Кумарол-КоА
- Бутирил-КоА
Ацил-КоА от дикарбоксилни киселини:
- Малонил-КоА
- Сукцинил-КоА
- Хидроксиметилглутарил-КоА
- Пименил-КоА
Ацил-КоА от карбоциклични киселини:
- Бензоил-КоА
- Фенилацетил-КоА
Има също различни мастни киселини ацил-CoAs, които играят голямо значениекато субстрати за реакции на липиден синтез.
Вижте също
Напишете отзив за статията "Коензим А"
Бележки
Литература
- Филипович, Ю. Основи на биохимията: Учебник. за хим. и биол. специалист. пед. un-tov и in-tov / Ю. Филипович. – 4-то изд., преработено. и допълнителни – М.: “Агар”, 1999. – 512 с., ил.
- Березов, Т. Т. Биологична химия: Учебник / Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин. – 3-то изд., преработено. и допълнителни – М.: Медицина, 1998. – 704 с., ил.
- Овчинников, Ю. А. Биоорганична химия / Ю. А. Овчинников. – М.: Образование, 1987. – 815 с., ил.
- Племенков, В. В. Въведение в химията на природните съединения / В. В. Племенков. – Казан: KSU, 2001. – 376 с.
|
||||||||||||||
Откъс, описващ коензим А
Татко беше бесен... Мразеше, когато хората не се пречупваха. Мразеше, ако не се страхуваха от него... И затова за „непослушните“ мъчението продължи много по-упорито и гневно.Морон стана бял като смъртта. Едри капки пот се търкаляха по слабото му лице и като се откъсваха, капеха на земята. Издръжливостта му беше невероятна, но разбирах, че не може да продължава така дълго - всяко живо тяло си има граница... Исках да му помогна, да опитам по някакъв начин да облекча болката. И тогава внезапно ми хрумна забавна идея, която веднага се опитах да приложа - камъкът, висящ на краката на кардинала, стана безтегловен!.. Карафа, за щастие, не забеляза това. И Морон вдигна изненадано очи и след това бързо ги затвори, за да не го издаде. Но успях да видя - той разбра. И тя продължи да „заклина“ по-нататък, за да облекчи болката му колкото е възможно повече.
- Махай се, Мадона! – възкликна недоволно татко. „Вие ми пречите да се насладя на спектакъла.“ Отдавна исках да видя дали нашият скъп приятел ще бъде толкова горд след „работата“ на моя палач? Пречиш ми, Изидора!
Това означаваше, че той все пак разбира...
Карафа не беше ясновидец, но някак си улавяше много неща с невероятно острия си усет. Така че сега, усещайки, че нещо се случва и не искаше да губи контрол над ситуацията, той ми нареди да си тръгна.
Но сега вече не исках да си тръгвам. Нещастният кардинал имаше нужда от моята помощ и аз искрено исках да му помогна. Защото знаех, че ако го оставя сам с Карафа, никой не знаеше дали Морон ще види идващия ден. Но на Карафа явно не му пукаше за желанията ми... Без дори да ми позволи да се възмутя, вторият палач буквално ме изнесе през вратата и като ме избута към коридора, се върна в стаята, където Карафа остана сам с добър човек, макар и много смел, но напълно безпомощен.
Стоях в коридора объркана и се чудех как да му помогна. Но, за съжаление, нямаше изход от тъжната му ситуация. Във всеки случай не можах да го намеря толкова бързо ... Въпреки че, честно казано, положението ми вероятно беше още по-тъжно ... Да, докато Карафа все още не ме измъчваше. Но физическата болка не беше толкова ужасна, колкото мъченията и смъртта на близките бяха ужасни ... Не знаех какво се случва с Анна и, страхувайки се да се намеся по някакъв начин, чаках безпомощно ... От моя тъжен опит, аз прекалено съм добър, разбрах, че съм обидил татко с някакво прибързано действие и резултатът щеше да бъде още по-лош - Ана вероятно щеше да страда.
Минаха дни, а аз не знаех дали момичето ми все още е в Метеора? Карафа появи ли се зад нея?.. И всичко ли беше наред с нея?
Животът ми беше празен и странен, ако не и безнадежден. Не можех да напусна Карафа, защото знаех, че ако просто изчезна, той веднага ще излее гнева си върху бедната ми Анна... Освен това все още не успях да го унищожа, защото не намерих път към защитата че е дал човек, който някога е бил „непознат“ за него. Времето течеше безмилостно, а аз все повече усещах своята безпомощност, която, съчетана с бездействието, започна лека-полека да ме побърква...
Измина почти месец от първото ми посещение в избите. Нямаше никой наблизо, с когото дори да кажа една дума. Самотата потискаше все по-дълбоко, насаждайки в сърцето празнота, остро подправена с отчаяние...
Наистина се надявах, че Мороне все още е оцелял, въпреки „талантите“ на папата. Но тя се страхуваше да се върне в избите, защото не беше сигурна дали нещастният кардинал е още там. Повторното ми посещение може да му навлече истинския гняв на Карафа и Морона ще трябва да плати много скъпо за това.
Оставайки изолиран от всякаква комуникация, прекарвах дните си в пълна „тишина на самота“. Докато накрая, без да издържи повече, тя отново слезе в мазето...
Стаята, в която намерих Морон преди месец, този път беше празна. Можеше само да се надяваме, че смелият кардинал е все още жив. И искрено му пожелах късмет, който, за съжаление, явно липсваше на пленниците от Карафа.
И тъй като така или иначе вече бях в мазето, след като помислих малко, реших да погледна по-нататък и внимателно отворих следващата врата...
А там, върху някакъв ужасен „инструмент” за мъчения лежеше напълно голо, окървавено младо момиче, чието тяло беше истинска смесица от живо изгоряло месо, порязвания и кръв, покриващи я от главата до петите... Нито палачът, нито нещо повече - Карафа, за мое щастие нямаше мъчения в стаята за мъчения.
Тихо се приближих до нещастната жена и внимателно погалих подутата й нежна буза. Момичето изстена. След това, внимателно взех крехките й пръсти в дланта си, започнах бавно да я „лекувам“... Скоро ясни, сиви очи ме погледнаха изненадано...
- Тихо, скъпа... Лежи тихо. Ще се опитам да ви помогна, доколкото е възможно. Но не знам дали ще имам достатъчно време... Много си наранен и не съм сигурен дали ще успея да „поправя“ всичко бързо. Отпусни се, мила моя, и се опитай да си спомниш нещо хубаво... ако можеш.
Момичето (тя се оказа просто дете) изстена, опитвайки се да каже нещо, но по някаква причина думите не излизаха. Тя измърмори, неспособна да произнесе ясно и най-кратката дума. И тогава ме осени ужасно осъзнаване - тази нещастна жена нямаше език!!! Скъсаха го... да не говори много! За да не крещи истината, когато я горят на клада... За да не може да каже какво са й направили...
Удобно е коензимите да се класифицират според структурно-физиологични характеристики и функционални (каталитични) свойства. Структурната и физиологичната класификация едновременно отчита произхода и химичната структура на коензимите:
Кофер ченгета
I. Витамин ноензими
1 тиамин (TMF, TDF, THF)
2 "Флавин (FMN. FAD)
3 Пантотенова (CoA, дефосфо CoA. 4-$vogta ntothenate)
4 Никотамид (NAD. NADP) 5. Пиридоксин (PALF, PAMF) b. Фолиева киселина или птеридин (THFA) 7. Кобамид (метил кобалт и ми
d e n o z i l k o b a l m i h *
5 Биотин (карбоксибиотин) () Други (редуциран липоамид)
10. Хинон (убихинон, пластохинон) I Карнитин (карнитиум)
Изходните материали за образуването на коензими от първата група са витамини, поради което недостатъчният им прием от храна незабавно засяга синтеза на тези коензими и в резултат на това се нарушава функцията на съответните комплексни ензими. Коензимите от втората група се образуват от междинни метаболитни продукти, така че няма недостиг на тези коензими при физиологични условия и функцията на ензимите, с които те са свързани, не е нарушена.
| . д). |
Съществува и функционална класификация на коензимите, според която коензимите, подобно на ензимите, се класифицират в съответните шест класа (цифрите в скоби показват номера на ензимния клас):
Коензими
Коензими а
I Пиридоксин (PALF)
2. Пантотенова киселина (CoA, дефосфо-CoA)
3. Тиамин (TDP)
4. Кобамид (дезоксиаденозилкобаламин) коензими (5)
1. Пиридоксин (PALF)
2. Кобамид (дезоксиаденозилкобаламин)
3. Фосфати на монозахариди (глюкоза-1,6-ди- Коензим трансферази (2) фосфат. 2.3-дифосфоглиерат)
1 Пиридоксин (PALF, PAMF) 4 Пептид (глутат)
2 Пантотенов (CoA, дефосфо-CoA, 4-phos Коензими lmgaa (6) фопантотенат) I Нуклеотид (UDP-глюкоза, CDP-holpn A. Нуклеотидни коензими (UDP-глюкоза и др.)
CDP-holnn и др.) 2. Биотин (карбоксибиотици)
4 Птеридин или фолиева киселина (THFA) 3. Фолиеви киселини (5,10-метенил THFA)
5 Кобамид (метилкобаламин)
Могат да се отбележат две характеристики на коензимите. Първият е липсата на коензими от третия клас - хидролази и полифункционалността на редица коензими (пиридоксин, кобамид), т.е. способността на един и същ коензим да катализира различни реакции, в зависимост от активния център на кой ензим е част на. Това служи като ясен пример за значението на апоензима в проявата на специфичното участие на коензима в катализата.
Витаминни коензими
Тиамин коензими. Източникът на тяхното образуване е тиаминът (витамин В), който химическа структурасе отнася до пиримидинови производни на тиазол. Неговата най-активна коензимна форма е тиамин дифосфат (TDP). Останалите производни на тиамина са тиамин монофосфат (TMP), тиамин
трифосфат (TTP) също се считат за коензими, но значението им не е ясно. TDP е част от ензимите, които катализират окислителното декарбоксилиране на α-кето киселини - пируват и 2-оксоглутарат, и също е коензим на транскетолазата, която превръща субстратите на. пентозофосфатния цикъл. Освен това, "активното" място в молекулата на TDP, което служи като място на прикрепване на субстрата, е въглеродният атом в тиазоловия пръстен (в рамка).
Флавинови коензими Източникът на тяхното образуване е рибофлавин (витамин B 2), който по химична структура принадлежи към производните на нзоалоксазина. Коензимите флавин (4-ононуклеотид (FMN) и флавин аденин динуклеотид (FAD) се синтезират от рибофлавин):
н-с-на нхон
рибофлавин
(тук R са съответните радикали, затворени в рамки в предишните формули).
Окисленият рибофлавин и двата коензима са жълти на цвят. Когато се редуцират, те преминават в левкоформата и цветът на разтвора изчезва. Редуцираните коензими FMN H 2 и FAD ♦ H 2 се образуват в резултат на добавянето на водородни атоми към N-I и N-5 на изоалоксазния пръстен. Способността за лесно приемане и отдаване на протони и електрони определя участието на тези коензими в окислително-възстановителните реакции.
Пантотенови коензими. Пантотеновата киселина (витамин В3) служи като изходен материал за образуването на следните коензими: коензим А (KoASH), дефосфокоензим А (дефосфо-CoA5H), пантетеин-4-фосфат (Pf), които се намират в клетката в свободна форма или свързани с ензимни протеини. Коензимите участват в реакциите на пренос на ацилни групи. Оттук и името - коензим на ацилиране (А). Коензим А
H ,0-P-o-p-o-s n,-
съкратено до KoASH или просто KoA. SH групата на всички коензими на пантотеновата киселина е работната, закотвяща част на молекулата. Към него се добавят ацили и се образува метаболитната форма на CoA - ацил~CoA (тиоестерната връзка е макроергична, следователно е обозначена с вълнообразна линия). Dephospho-CoA и PF като коензими се използват по-малко от KoASH. Смята се, че дефосфо-КоА е коензим, който катализира разграждането на цитрата, а Pf е коензим на ацил-трансферния протеин на синтетазата на мастни киселини.
мента - динуклеотиди, в които мононуклеотидите са свързани с фосфодиестерна връзка. Един от мононуклеотидите на тези коензими съдържа никотинамид; другият е представен от аденилова киселина. NADP има допълнителен остатък от фосфорна киселина, прикрепен към рибозния хидроксил.
И двата коензима са способни обратимо да приемат електрони и протони, така че те са част от дехидрогеназите. При реакции, катализирани от никотинамидни ензими, два водородни атома се отстраняват от субстрата. Един водороден атом се добавя към С-4 на никотинамидния пръстен; електронът на втория водороден атом отива към кватернерния азот на същия пръстен, а останалият свободен протон отива в средата. Окислените форми на коензимите са съкратени в реакции като NAD + и NADP +, а редуцираните форми са NAD ■ H + H" и NADP H + H; (или опростено NAD H 2 и NADP ■ H a):
В клетките на тялото от тях се образуват биологично активните коензими пиридоксал фосфат (PALP) и пиридоксамин фосфат (PAMP):
n-s=o ch 2 nh 2
палф памф
Първият от тях е основният коензим, който е част от много ензими. Въпреки това, в някои реакции PAMP действа като независим коензим, например в реакцията на образуване на 3,6-дидеоксихексози, необходими за синтеза на гликопротеини в бактериалните мембрани.
Фолиеви или птеридинови коензими. Фолацинът обединява група сродни витамини, основен представител на които е фолиева киселина. Тялото произвежда от него коензима тетрахидрофолиева киселина.
Кобамидни коензими. Източникът на образуване на кобамидни коензими е витамин B, 2. Основната част от този витамин е ко-комплексът на азотния макроцикъл, наречен корин. Corrin съдържа четири редуцирани пиролови пръстена, носещи различни заместители. Кобалтът, разположен в центъра на кориновия пръстен, може да има различни степени на окисление: от Co 3+ до Co 6+. Той е свързан чрез ковалентни и координационни връзки с азотните атоми на пироловите пръстени на корина. Във витамин B 12 останалите връзки са заети от 5,6-диметилбензимидазолил риботидния остатък и CN групата. Следователно витамин B|g се нарича цианокобаламин. Заместването на CN групата с хидрокси група или nttro група води до образуването на други витамини B, 2 - съответно оксокобаламин и нитриткобаламин. В организма се намира под формата на коензимни форми - метилкобаламин и 5-дезоксиаденозилкобаламин. По-долу е представена схематична структура на централната част на цианокобаламин (I) и неговите коензимни форми - метилкобаламин (II) и 5-деоксиаденозилко
баламин (III):
i ■ II
(тук R е 5,6-диметилбензимидазолил риботид и R" е 5"-дезоксиаденозил). Тези коензими участват в реакции на групов трансфер, изомеризация и др.
Биотин коензими. Биотинът (витамин Н) образува активна коензимна форма - карбоксибиотин:
;НN__ _N Н" ;HN _ _ _N_~ CO 0_ J
H G ^NGGNO COOH H.C CH(CH,)„COOH
Ключова роля в молекулата на biotn играят азотните атоми, към които се добавя CO 2 . Биотинът участва в преноса на карбоксилни групи.
Липоеви коензими. Изходното съединение за образуване на коензими е липоева киселина(витамин N). Липоевите коензими участват в окислително-възстановителните реакции по време на превръщането на α-кето киселини в пируват дехидрогеназния комплекс. Има окислена и редуцирана форма на липоева киселина, която е свързана с ензима (Е) чрез амидна връзка.
Хинонови коензими. Сред естествените хиноидни съединения убихинонът или коензимът Q (KoQ), както и неговият аналог пластохинон, открит в растителните организми, имат коензимни свойства. Убихинонът се класифицира като липофилно витаминоподобно вещество. Според химическата си структура той е хинон със странична изопреноидна верига в страничната верига на естествените убихинони, поради което убихинопите се обозначават със символа Q„. Убихиноните Q, - Q 12 се срещат в природата. Най-често срещаните коензими са Q s -Q 10 - Много убихинон се намира в митохондриалните мембрани; Присъства и в мембраните на ендоплазмения ретикулум и клетъчните ядра. Убихинонът е способен на обратими редокс трансформации;
HzSO^C n 2 -c n=c-C n^n
Когато се редуцира, той се превръща в убихинол, който при окисляване се превръща обратно в убихинон. Благодарение на редокс свойствата си убихинонът участва в преноса на електрони и протони в дихателната верига на митохондриите, а неговият аналог пластоквинон играе същата роля в хлоропластите.
За други естествени хиноидни съединения - нафтохинони (витамин К) и токофероли (витамин Е), които са сходни по структура и редокс свойства с убнкинона, коензимните функции все още не са доказани.
Карнитиум коензими. Битаминоподобното вещество карнитин (витамин Bt), като коензим на трансферази, участва в преноса на ацилни групи (остатъци оцетна киселинаи висши мастни киселини) през липидния слой на митохондриалните и евентуално други мембрани. Карнитинът може да бъде в разширени и циклични форми:
| R-C-0-HC< |
Ацилите се добавят към ОН групата на карнитина, за да образуват съответния ацилкарнитин:
Тъй като „цикличната форма е по-разтворима в мазнини (поради екраниране на зарядите от метилови групи), именно в тази циклична форма, както вярват S.E. Severin et al, карнитинът може да дифундира през липидния слой на мембраната трансферни ацили.
Невитаминни коензими
Нуклеотидни коензими. Към нуклеотидни коензими, които не са производни на витамини (по това се различават от разглежданите нуклеотидни коензими - НАД, НАДФ, ФАД, КоА, в чието изграждане участват
витамини), включват нуклеозид дифосфати и нуклеозид монофосфати, свързани чрез крайния фосфат e чрез различни субстрати.
Всички нуклеотидни коензими са разделени на пет групи в зависимост от вида на нуклеозида: уридин, цитидин, тимидин, аденозин и гуанозин. Индивидуалните нуклеотидни коензими във всяка група се различават един от друг по субстрата, прикрепен към тях. Вече са известни над 60 различни нуклеотидни коензими, съдържащи остатъци от захари, алкохоли, аминокиселини, липиди и неорганични вещества. Най-представителна сред тях е групата на нуклеозиддифосфатните захари. По-долу е структурата на някои представители на нуклеотидните коензими:
 |
Повечето от известните нуклеотидни коензими са представени от нуклеозидни дифосфати; Но има n нуклеозидни монофосфати, например CM-сиалова киселина. Реакциите, в които участват нуклеотидни невитаминни коензими, могат да бъдат разделени на два вида. Първият включва реакции, свързани с трансформацията на субстрата в коензимната молекула. В този случай коензимът се оприличава на косубстрат. Със субстрата в коензима могат да се появят различни трансформации: стереоизомеризация (например UDP-глюкозата се превръща в UDP-галактоза), окисление или редукция (например ензимно окисление на С6 атома на глюкозата се случва в черния дроб и последната се превръща в UDP-глюкуронова киселина) и т.н.
Реакциите от втори тип са свързани с участието на нуклеотидни коензими като субстратни донори в реакциите на групов трансфер. В този случай фосфоестерните връзки, свързващи коензима и субстрата, се разкъсват. Този тип реакция се използва при синтеза на различни вещества. По този начин UDP-глюкозата е донор на глюкоза в биосинтезата на гликоген, UDP-глюкуроновата киселина е донор на остатъка от глюкуронова киселина в реакции на конюгиране на естествени (например билирубин) и чужди вещества, CDP-холин е донор на холин в биосинтезата на холин фосфатиди и др.
Въглехидратните фосфати като коензими. Някои въглехидратни фосфати функционират като коензими. Така глюкозо-1,6-дифосфатът действа като коензим на ензима глюкозофосфат изомераза, който катализира обратимата изомеризация на глюкозо-6-фосфат и фруктозо-6-фосфат; 2,3-дифосфоглицерат - като коензим на фосфоглицерат мутаза, който участва в превръщането на 2-фосфоглицерат в 3-фосфоглицерат и обратно. Трябва да се отбележи, че 2,3-дифосфоглицератът също е регулатор на функциите на хемоглобина.
Метални порфиринови коензими. Те включват обсъдените по-рано хеми, които участват като коензими в окислително-редукционни реакции, катализирани от оксидоредуктази (цитохроми, каталаза, пероксидаза, триптофан оксигеназа и др.)> и хлорофили, участващи в окислителното разлагане на водата по време на фотосинтезата (виж Глава Образуване на енергия във фотосинтезиращи организми).
Пептидни коензими. Те включват глутатион. По своята химична структура е трипептид - глутаминстеинилглицин.
Неговата функционална група е SH групата на цистеина, която е способна на обратими редокс трансформации. Следователно има две форми на глутатион: редуциран (съкратено G-SH) и окислен или дисулфиден (G-S-ST):
HOOC-CH-CH 2 -CH 2 - CO-NH-CH-CO-NH-CH*-COOH
HOOC-CH-CH,-CHj-CO-NH-CH-co-NH-CH 2 -COOH
HOOC-CH-CH 5 -CHj-CO-NH-CH-CO-NH-CH g -COOH
глутатионов прозорец ff-S-ST]
Глутатионът е коензим на редица оксидоредуктази, например глутатион пероксидаза.
5. Метални йони като ензимни кофактори
Металните йони също могат да бъдат кофактори. Met allo ензимите са много често срещана група ензими, които съставляват "/< от всех ферментов. Роль металлов в этих ферментах различна. Металлоферменты делятся на две группы:
I. Ензими, при които металните йони действат като активатор (тези ензими могат да катализират без метал).
II. Ензими, при които металните йони действат като кофактор (без метални йони тези ензими са неактивни).
1) Дисоцииращи металоензими (металният йон лесно се дисоциира от апоензима).
2) Недисоцииращи металоензими (металният йон е здраво свързан с апоензима):
а) загуба на активност при свързване на метала с реагент;
б) не губят активност при свързване на метала с реагент.
Металните йони като кофактори са част от ензими, принадлежащи към различни класове. Металоензимите, които катализират окислително-редукционните реакции, са многобройни. Металният йон може да се намира^
Таблица 21. Примери за металоензими различни класове
|
в активния център или да бъде част от по-голяма органична молекула (например хем), или може да бъде директно свързан с аминокиселинни остатъци на апоензима. Тъй като преносът на електрони се извършва под действието на оксидоредуктази и степента на окисление на субстратите се променя, металите с променлива валентност действат като кофактори: желязо, мед, молибден, кобалт. v
Ако металът не участва пряко в катализата, но служи за други цели, например свързва субстрата, тогава оксидоредуктазите включват метали с постоянна степен на окисление.
Металните ензими, които катализират реакциите на хидролиза на субстратите, съдържат метали с постоянна валентност: цинк, калций, магнезий. Метали с различни степени на окисление, като манган, рядко се срещат в хидролазите (виж таблица 21).
Каква е ролята на металите в каталитичното действие на ензима? Няколко са доказани възможни вариантиучастие на метални йони в ензима. Първо, металът, като вид електрофилна група на активния център, е способен да взаимодейства с отрицателно заредени групи на субстрата. Такъв комплекс метал-субстрат се атакува по-лесно от ензима. Например, Mg 2+ (или Mn 2+ ) йони образуват комплекс с ATP или ADP в реакции, катализирани от креатин фосфокиназа и ATPase. В резултат на това ензимната активност се проявява напълно, а при липса на метали ензимите са неактивни или неактивни.
Второ, метал с променлива валентност може сам да участва в транспорта на електрони, т.е. да изпълнява функцията на каталитично място.
Трето, металът насърчава образуването на каталитично активна конформация на третичната и кватернерната структура на апоензима. Стабилизирането е възможно чрез образуването на солеви мостове между металния йон и карбоксилните групи на киселинните аминокиселини по време на образуването на третичната структура на ензимната протеинова молекула или между субединиците по време на образуването на кватернерната структура. Например калциевите йони стабилизират а-амилазата, а цинковите йони стабилизират алкохолдехидрогеназата. Лишената от цинк алкохолна дехидрогеназа се разпада на субединици и губи активност.
Четвърто, металите понякога служат като вид мост между апоензима и коензима. Например при алкохолдехидрогеназата цинковият йон свързва NAD+.
Трябва да се помни, че подобно на витаминните коензими, металите влизат в тялото с храната. Ето защо нормална функцияголямо семейство металоензими зависи от нормалното снабдяване с метали, повечето от които принадлежат към групата на микроелементите. Оттук и високата биологична активност на тези метали: недостатъчният прием с храна може да причини сериозни метаболитни нарушения в организма.
6. Механизъм на действие на ензимите
Сложната структурна и функционална организация на ензимите е отчасти ключът към разбирането на характерните свойства на ензимите - висока специфичност и скорост на катализа, което не е постижимо за неензимните катализатори. Една от първите хипотези, обясняващи действието на ензимите, е хипотезата за адсорбция, предложена в началото на 20 век. английският физиолог Бейлис и немският биохимик Варбург. Когато обосноваваме основните положения на тази хипотеза, ние изхождаме от механизма на действие на небиологичните катализатори. Според хипотезата за адсорбция, повърхността на ензима, подобно на порестата платина, е мястото на адсорбция на молекулите на реагента. Това улеснява тяхното взаимодействие и ускорява реакцията. Тази хипотеза обаче не обяснява спецификата на ензимното действие и сега има само историческо значение.
Основна роля в развитието на идеите за механизма на действие на ензимите изиграха класическите произведения на Михаелис и Ментен, които разработиха концепцията за ензимно-субстратните комплекси. Според идеите на Михаелис-Ментен, целият процес на ензимна катализа се описва с просто уравнение (rns. 21).
Процесът на ензимна катализа може да бъде разделен на три етапа, всеки от които има свои собствени характеристики.
Част 1. Дифузия на субстрата към ензима и пространственото му свързване с активния център на ензима (образуване на ензим-субстратен комплекс
2. Превръщане на първичния ензим-субстратен комплекс в един или повече активирани ензим-субстратни комплекси (обозначени ES* и ES** в уравнението).
3. Отделяне на реакционните продукти от активния център на ензима и дифузията им в околната среда (комплексът ЕР се разпада на Е и Р).
Първият етап, обикновено кратък по време, зависи от концентрацията на субстрата в средата и скоростта на неговата дифузия към активния център на ензима. Образуването на ES комплекса става почти мигновено. На този етап промяната в енергията на активиране е незначителна. Ориентацията на субстратите в активния център на ензима благоприятства тяхното приближаване и протичане на реакцията.
Вторият етап е най-бавен и неговата продължителност зависи от енергията на активиране на дадена химична реакция. На този етап субстратните връзки се разхлабват, разкъсват или се образуват нови връзки в резултат на взаимодействието на каталитичните групи на ензима. Именно поради образуването на активирани преходни комплекси енергията на активиране на субстрата намалява. Вторият етап ограничава скоростта на цялата катализа.
Третият етап е краткотраен, както и първият. Определя се от скоростта на дифузия на реакционните продукти в околната среда.
Молекулярните механизми на действие на ензима все още са до голяма степен неясни. Сред изследваните механизми на действие на ензима може да се отбележи следното:
1) ефектът от ориентацията на реагентите (приближение);
2) ефектът от деформацията на субстрата (опън, огъване, напрежение);
3) киселинно-алкална катализа;
4) ковалитова катализа.
Ефектът на ориентация на реагентите е много характерно свойство на ензимите, което прави възможно ускоряването на трансформацията (увеличаване на реактивността на субстратите) с хиляди или десетки хиляди пъти. Контактните зони на актиновия център на ензима специфично свързват субстратите и осигуряват тяхната взаимна ориентация и подход по начин, който е полезен за действието на каталитичните групи. Тази взаимна ориентация на две или повече молекули, която е невъзможна по време на произволни сблъсъци във водна среда и на повърхността на неорганичен катализатор, спомага за увеличаване на скоростта на реакцията. Подреденото разположение на субстратите води до намаляване на ентропията и следователно спомага за намаляване на енергията на активиране.
Ефектът от деформацията на субстрата (или т. нар. теория на "рейка") добре обяснява действието на хидролазите, лиазите и някои трансферази. Преди да се присъедини към ензима, субстратът има „отпусната“ конфигурация. След свързване с активния център, молекулата на субстрата изглежда се разтяга („напрегната“ или „деформирана“ конфигурация). Колкото по-голяма е дължината на междуатомната връзка в субстрата, толкова по-ниска е енергията на нейното разкъсване (т.е. енергията на активиране намалява). Местата на деформация (разтягане) се атакуват по-лесно, например от водни молекули.
Киселинно-алкална катализа. Особеността на активния център на ензима, за разлика от други катализатори, е, че той съдържа функционални групи от аминокиселинни остатъци, които проявяват свойствата както на киселина, така и на основа. Следователно ензимът проявява киселинно-алкални свойства по време на каталитичния акт, т.е. играе ролята както на акцептор, така и на донор на протони, което е невъзможно за конвенционалните катализатори.
Таблица 22. Някои ензими, способни на ковалентна катализа
e продукт
Химотриапсин, трипсин, тромбин, естераза
2. Фосфоглюкомутаза, алкална фосфатаза
O-R-O-CHj-CH-
Когато субстратът е фиксиран в активния център, неговата молекула се влияе от електрофилни и нуклеофилни групи на каталитичното място, което причинява преразпределение на електронната плътност в областите на субстрата, атакувани от киселинно-алкални групи. Това улеснява пренареждането и разкъсването на връзките в молекулата на субстрата. Ензимите, които имат хистидин в своя каталитичен център, имат изразена способност за киселинно-алкална катализа. Хистидинът има различни киселинно-алкални свойства. Когато хистидинът е блокиран, ензимът се инактивира. Киселинно-алкалната катализа е характерна за хидролазите, лиазите и изомеразите. Често се комбинира с ковалентна катализа.
Ковалентна катализа се наблюдава при ензими, които образуват ковалентни връзки между каталитичните групи на активния център и субстрата. Междинните продукти на ковадентния ензим-субстрат са много нестабилни и лесно се разграждат, освобождавайки продукти от реакцията. В табл 22 показва някои ензими, които имат способността за ковалентна катализа. Повечето ензими се характеризират с комбинация от описаните механизми, което осигурява високата им каталитична активност.
7. Специфика на ензимното действие
Ензимите също имат различни специфики спрямо субстратите. Въз основа на степента на специфичност ензимите се разделят на следните основни типове, посочени в низходящ ред на специфичност.
1. Стереохимична субстратна специфичност – ензимът катализира превръщането само на един от възможните стереоизомери на субстрата. Това е краен случай на специфичност. Например, фумарат хидратът катализира превръщането само на фумарова киселина (добавянето на водна молекула към нея), а не на нейния стереоизомер, малеинова киселина.
2,
Абсолютна субстратна специфичност – ензимът катализира превръщането само на един субстрат. Например уреазата катализира превръщането само на урея.
3. Абсолютна групова субстратна специфичност - ензимът катализира трансформацията на подобна група субстрати. Например, алкохолдехидрогеназата катализира трансформацията не само на етанол, но и на други алифатни алкохоли, макар и с различна скорост.
4. Относителна групова субстратна специфичност - ензимът действа специфично не върху група субстратни молекули, а върху отделни връзки определена групасубстрати. Например храносмилателните ензими - пепсин, трипсин - са специфични за пептидните връзки, образувани от определени аминокиселини в различни протеини.
5. Относителна субстратна специфичност - ензимът катализира превръщането на субстратите, принадлежащи към различни групихимични съединения. Например, ензимът cntochrome участва в хидроксилирането на различни съединения (около 7000 имена). Това са най-малко специфичните ензимни системи, участващи в трансформацията на природни вещества, лекарства и отрови.
Какво обяснява спецификата на ензимното действие? Има две гледни точки по този въпрос. Една от тях, хипотезата на Е. Фишер, или, както се нарича, хипотезата за "ключ и ключалка" или "шаблон", предвижда, че специфичността се основава на стриктното пространствено съответствие на субстрата и активния център на ензима .
Според Фишер ензимът е твърда структура, активният център на която е отливка от субстрата. Ако подложката се доближи до активната
център, като ключ към ключалка, тогава ще настъпи реакцията. Ако субстратът ("ключ") е леко променен, тогава той не съответства на активния център ("ключалка") и реакцията става невъзможна. Хипотезата на Фишер е привлекателна със своята простота при обяснение на спецификата на ензимното действие. Въпреки това, от гледна точка на хипотезата за „шаблон“, е трудно да се обясни, да речем, абсолютна и относителна групова субстратна специфичност, тъй като конфигурацията на „ключовете“ (субстратите), които отговарят на една и съща „ключалка“, е твърде разнообразна.
Друга хипотеза, предложена от Кошланд, обяснява тези външни противоречия. Нарича се хипотезата за „принудително съответствие“. Според Кошланд ензимната молекула не е твърда, а гъвкава, еластична (което се потвърждава от съвременните методи на изследване); конформацията на ензима и неговия активен център се променя при добавяне на субстрат или други лиганди; И. накрая, активният център не е твърда отливка на субстрата, но субстратът го принуждава да приеме подходящата форма в момента на закрепване (оттук и името на хипотезата за „принудително съответствие“).
С други думи, „ключовата дупка“, според Кошланд, е направена от ковък материал и следователно приема окончателната форма на „ключа“ при контакт.
Хипотезата за „принудителното съответствие” получи експериментално потвърждение, след като беше регистрирана промяна в подреждането на функционалните групи на активния център на редица ензими след добавянето на субстрат. Тази хипотеза също ни позволява да обясним защо се случва трансформацията на близки аналози на субстрати. Ако „фалшивият” субстрат (квазисубстрат) се различава леко от естествения и активният център придобива конформация. близо до истината, тогава подреждането на каталитичните групи в t
 |
такъв ензимно-субстратен комплекс ще позволи протичането на реакцията (фиг. 22). Ензимът изглежда не забелязва тази „измама“. Ензимната реакция обаче няма да протече толкова бързо, колкото при истинския субстрат, тъй като няма идеално подреждане на каталитичните групи в активното място на ензима.
Само ако конфигурацията на квазисубстрата не позволява правилното разполагане на каталитичните групи, реакцията няма да протече (фиг. 22, в). Очевидно различната степен на специфичност на различните ензими отразява, така да се каже, обхвата на конформационните пренареждания на активния център. Ако е ограничен до една възможна конформация, ензимът е силно специфичен. Ако възможностите за преструктуриране са големи, тогава ензимът работи и върху квази-субстрати.
8. Кинетика на ензимните реакции
Кинетиката на ензимното действие е клон на ензимологията, който изучава зависимостта на скоростта на реакцията, катализирана от ензимите, от химическата природа и условията на взаимодействие на субстрата с ензима, както и от факторите на околната среда. С други думи, ензимната кинетика ни позволява да разберем природата на молекулярните механизми на действие на факторите, влияещи върху скоростта на ензимната катализа.
Скоростта на ензимната реакция се определя от количеството вещество (или вещества), което се преобразува за единица време. Скоростта на тези реакции зависи от влиянието на външните условия (температура, pH на околната среда, влиянието на природни и чужди съединения и др.).
Основите на кинетиката на ензимните реакции са положени в трудовете на Михаелис и Ментен. Скоростта на ензимната реакция е мярка за каталитичната активност на ензима и се нарича просто активност на ензима. Ензимната активност може да бъде измерена само индиректно: чрез количеството преобразуван субстрат или чрез увеличаване на концентрацията на продукта за единица време.
Зависимост на скоростта на ензимната реакция от концентрацията на субстрата и ензима.Ензимната реакция е схематично описана от уравнението, където k са скоростните константи на правата (+) и обратната реакция (-).
Използвайки това уравнение, Бригс и Халдейн извеждат математически израз за зависимостта на скоростта на реакцията от концентрацията на субстрата:
v=iw),
където v е наблюдаваната скорост на реакцията; - максимална скорост на реакция; Kt - константа на Михаелис. Това уравнение се нарича уравнение
Михаелиса - Ментен. Когато и = "/ 2 и tlx след подходящи трансформации
ta, т.е. K m = [S]. Следователно, константата на Михаелис има размерността на концентрацията." Тя е равна на концентрацията на субстрата, при която скоростта на реакцията е половината от максималната, n се изразява в молове на литър. K t при k-x^k+t е или Константата на скоростта на ензимната реакция, толкова по-ниска е скоростта на каталитична трансформация на субстрата от този ензим, ензимите могат да бъдат разделени на „бързи“ (с ниска Kt). (с висок Kt). Ако всеки ензим катализира реакция с два субстрата, тогава всеки субстрат има свой собствен Km и те могат да варират значително за ензими с групова субстратна специфичност.
За афинитета на субстрата към ензима се съди по субстратната константа, означена със символа K s - Това е константата на дисоциация на ES комплекса. Колкото по-плътно е свързан субстратът, толкова по-бавно ES се разлага на E и S, което означава, че такъв субстрат има висок афинитет (специфичност на свързване) към активния център на ензима и обратно.
Графично зависимостта на скоростта на реакцията от концентрацията на субстрата се описва с хипербола, наречена крива на Михаелис (фиг. 23). Формата на кривата показва, че с увеличаване на концентрацията на субстрата всички активни центрове на ензимните молекули са наситени. Това съответства на максималното образуване на ензим-субстратни комплекси и максималната скорост на реакция vta» Km лесно се намира на такава графика. Понякога се начертава графика на скоростта на реакция спрямо концентрацията на субстрата, като се използва двойният реципрочен метод (метод на Лайнуивър-Бърк) (фиг. 23.6). Стойността на константата на Михаелис се намира, както е показано на графиката.
От това как се променя скоростта на реакцията при различни концентрации на субстрата, може да се прецени редът на реакцията, който трябва да се знае, за да работи с ензими и да се определи правилно тяхната активност в клиничните лаборатории. Редът на реакцията може да варира от нула до по-висок. При нулев ред скоростта на реакцията е постоянна и не зависи от концентрацията на субстрата. В този случай скоростта на реакцията е максимална (Ppi*) - В първия ред скоростта на реакцията е правопропорционална на концентрацията на един от субстратите и т.н. За да се определи правилно активността на ензима, е необходимо да се постигне нулева скорост на реакцията, т.е. да се определи скоростта на ензимната реакция при насищащи субстратни концентрации. В този случай всички промени в скоростта на реакцията ще зависят само от количеството фермекг.
За да се оценят условията на работа на всеки ензим в клетките на тялото, е необходимо да се знаят действителните концентрации на наличните в тях субстрати. При физиологични условия ензимите почти никога не работят с пълна сила, тъй като концентрациите на техните субстрати са далеч от насищане. Може би единственият субстрат, необходим за хидролазите, е водата, която присъства в клетките в насищащи концентрации, освен в случаите, когато структурната локализация на ензима ограничава достъпа на вода до активния център.
Зависимостта на скоростта на реакцията от количеството на ензима е линейна, което, както вече беше споменато, отличава ензима от небиологичните катализатори. От това можем да направим определено практическо заключение, че колкото по-голям е броят на молекулите на даден ензим в една клетка на организма в сравнение с други, толкова по-висока е скоростта на химичните трансформации, катализирани от този ензим. Ако някой ензим е недостатъчен (синтезът е нарушен), тогава скоростта на реакцията, катализирана от него, ограничава хода на свързаните биохимични процеси.
Увеличаването на броя на ензимните молекули, постигнато чрез естествено стимулиране на тяхното образуване или с помощта на лекарства, позволява или да се възстанови нарушената скорост на реакцията, или да се адаптират необходимите биохимични реакции към новите условия на живот.
Зависимост на скоростта на реакцията от pH на средата. Обикновено кривата на зависимостта на скоростта на ензимната реакция от рН на средата е камбановидна (фиг. 24), тъй като всеки ензим има свое собствено оптимално рН, при което скоростта на реакцията, която катализира, е максимална . Отклонението на pH в една или друга посока води до намаляване на скоростта на ензимната реакция.
Оптимални стойности на pH за някои ензими
Ензим.. Пепсин киселина уреаза, трипсин аргиназа
Phosphataea панкреатична амилаза
Оптимално рН 1,5-2,5 4,5-5,0 6,4-7,2 7,8 9,5-9,9
От представените данни става ясно, че оптималното pH не е еднакво за различните ензими. Повечето клетъчни ензими обаче имат оптимално рН, близко до неутрално, т.е. съвпадащо с физиологичните стойности на рН.
Зависимостта на скоростта на ензимната реакция от рН показва главно състоянието на функционалните групи на активния център на ензима. Промяната в рН на средата влияе върху йонизацията на киселинни и основни групи от аминокиселинни остатъци на активния център, които участват или в свързването на субстрата (в мястото на контакт), или в неговата трансформация (в каталитичното място ). Следователно може да се предизвика специфичният ефект на pH
или чрез промяна в афинитета на субстрата към ензима, или чрез промяна в каталитичната активност на ензима, или и двете.
Повечето субстрати имат киселинни или основни групи, така че pH влияе върху степента на йонизация на субстрата. Ензимът преференциално се свързва към йонизираната или нейонизираната форма на субстрата. Очевидно при оптимално рН функционалните групи на активния център са в най-реактивно състояние и субстратът е във форма, предпочитана за свързване от тези ензимни групи.
Практическо значение има зависимостта на ензимната реакция от рН на средата. На първо място, определянето на ензимната активност трябва да се извърши при оптимално рН за даден ензим. За да направите това, изберете необходимия буферен разтвор с необходимата стойност на pH.
Диапазонът на колебанията на pH при физиологични условия е незначителен, но може да има промени в pH в ограничена област на клетката. Те влияят върху активността на ензимите. Например, по време на активна мускулна работа се натрупва млечна киселина, която за кратко измества pH на средата на мускулните клетки към киселата страна, което променя скоростта на ензимните реакции. T
Познаването на оптимумите на рН за отделните ензими е важно за практическата медицина. Например пепсинът изисква силно кисела среда за активна хидролиза на протеини в стомаха, така че за възстановяване на нарушената активност на ендогенния пепсин е необходимо да се приемат киселинни вещества. Пепсинът се приема със солна киселина, която създава желаното pH.
 |
Зависимост на скоростта на ензимната реакция от температурата. С повишаване на температурата на околната среда скоростта на ензимната реакция се увеличава, като при някои достига максимум оптимална температура, а след това пада до нула (фиг. 25). За химичните реакции има правило, че когато температурата се повиши с 10°C, скоростта на реакцията се увеличава два до три пъти. За ензимните реакции този температурен коефициент е по-нисък: за всеки 10°C скоростта на реакцията се увеличава 2 пъти или дори по-малко. Последващото намаляване на скоростта на реакцията до нула (низходящ клон на фиг. 25) показва денатурация на ензимния блок. Оптимални температурни стойности
За повечето ензими те са в диапазона 20-40°C. Термолабилността на ензимите е свързана с тяхната протеинова структура. Някои ензими се денатурират още при температура около 40°C, но повечето от тях не се активират при температури над 40-50°C. Някои ензими се инактивират от студ, т.е. при температури близки до 0°C настъпва денатурация.
Някои ензими обаче не се подчиняват на тези модели. Така ензимът каталаза е най-активен при температури, близки до 0°C. Има и термостабилни ензими. Например, аденилат киназата може да издържи на температури от 100°C за кратко време без инактивиране. Микроорганизмите, живеещи в горещи извори, съдържат много протеини, включително ензими, които се характеризират с висока термична стабилност. Както бе споменато по-рано, такива ензими са гликопротеини, тъй като въглехидратният компонент дава на протеина топлинна стабилност.
Ефектът на температурата върху ензимната активност е важен за разбирането на жизнените процеси. Когато температурата падне, някои животни влизат в състояние на хибернация или преустановена анимация. Скоростта на ензимните реакции в това състояние се забавя, което осигурява ниска консумация на хранителни вещества, натрупани от тялото, и намаляване на активността на клетъчните функции. Затоплянето на тялото ускорява хода на ензимните реакции и връща тялото на животното към активна дейност.
При хирургични операции в клиниката се използва изкуствено охлаждане на тялото, т. нар. хибернация. Охлаждането на тялото също забавя скоростта на ензимните реакции, което намалява консумацията на вещества и запазва жизнеспособността на телесните клетки за по-дълъг период от време.
Повишена телесна температура ( трескаво състояние), например по време на инфекции, ускорява биохимичните реакции, катализирани от ензими. Лесно е да се изчисли, че всеки градус повишаване на телесната температура увеличава скоростта на реакцията с около 20%. При високи температуриоколо 39-40°C разточителната употреба на ендогенни субстрати в клетките на болен организъм трябва да се възстанови с храна. Освен това при температура около 40°C някои много термолабилни ензими могат да бъдат денатурирани, което нарушава естествения ход на биохимичните процеси. Така че познаването на температурната зависимост на ензимните реакции им позволява да се използват в практическата работа на лекаря.
За определяне на активността на ензимите в лабораторната практика винаги се избират определени стандартни или оптимални температурни условия, като се вземе предвид термолабилността на конкретен ензим. Сравняването на промените в активността на ензим, определен, да речем, за идентифициране на нарушения в тялото, е възможно само при същите температурни условия.
Термичната зависимост на ензимите се използва на практика за разработване на температурни условия за съхранение на храни. Безопасността им по време на ниски температурие резултат от ниска активност на собствените си ензими, които не „ядат“ своите субстрати (например в зеленчуци, плодове и др.), Или ензими на микроорганизми, които могат да развалят храните.
9. Методи за определяне и единици на ензимната активност
Ензимите, съдържащи се в клетките, тъканите и органите, се екстрахират предварително чрез специални методологични техники. По време на екстракцията се добавят необходимите ензимни стабилизатори, за да ги предпазят от инактивиране. За определяне на ензимите се използва ензимен разтвор (екстракт от биологичен материал). Серум или плазма, други биологични течностиса готови разтвори на ензими, така че веднага се използват за определяне. Ако целта на изследването е да се получи пречистен или кристален ензим, тогава активността се определя след всеки етап на пречистване.
Качествените и количествените тестове за ензима се извършват индиректно чрез загуба на субстрат или натрупване на реакционни продукти в средата. Директното измерване на количеството ензим по принцип е възможно само за хомогенен, кристален ензим. Количеството протеин, измерено с прави линии химични методи, трябва да отговаря на количеството ензим. На практика и в този случай се използва индиректен метод, тъй като количеството протеин в разтвор на хомогенен ензим все още не е критерий за активността на ензима (някои от молекулите могат да бъдат в неактивно или денатурирано състояние). ).
Скоростта, с която субстратът изчезва или количеството на реакционните продукти се увеличава за единица време, служи като мярка за ензимната активност.
Стандартни условия. За да се определи правилно активността на даден ензим, е необходимо да се извърши при стандартни условия, които са установени за всеки ензим от предварителни кинетични изследвания, и да се измери точно промяната в съдържанието на субстрата или реакционния продукт за определен период от време. от време.
Необходимо е да се поддържа оптимална стойност на pH за определяния ензим (4eHHt) (използвайте подходящ буфер). Концентрацията на субстрата трябва да бъде по-голяма от насищащата, при която се поддържа максималната скорост на реакцията (концентрациите на супер насищащия субстрат са специално установени за ензими, подложени на субстратно инхибиране). концентрацията на кофакторите също трябва да надвишава насищащата температура. Приема се, че е 25°C (измерването при други температури е специално указано в експеримента). на субстрата или реакционния продукт зависи само от количеството ензим, добавен към средата.
За да се измери правилно активността на ензима, е необходимо да се определи началната скорост на реакцията, т.е. в началото на реакцията, когато концентрацията на субстрата или продукта се променя пропорционално за равни периоди от време.
Методи за определяне на съдържанието на субстрат или реакционен продукт. Определянето се извършва по произволен метод (колориметричен, спектрофотометричен, флуориметричен, полярографски и др.) след спиране на реакцията след определен период от време или се записва непрекъснато по време на реакцията. Последният метод е по-удобен. Възможно е, ако субстратът или продуктът абсорбира в определена област на спектъра (промяната в тяхната абсорбция по време на реакцията се записва на спектрофотометър) или флуоресцира (промяната във флуоресценцията по време на реакцията). определено временепрекъснато записвани на спектрофлуорни метри) и т.н. С други думи, изборът на метод за определяне на ензимната активност е ограничен от възможностите за определяне на субстрата или реакционните продукти.
Единици за ензимна активност. Международната единица за ензимна активност е количеството ензим, способно да преобразува един микромол (µmol) субстрат за 1 минута при стандартни условия. Международните единици за количеството на ензима се обозначават със символа E или U.
Специфичната активност на ензима е равна на масата на ензима (r милиграма), способна да преобразува 1 µmol субстрат за 1 минута при стандартни условия, изразена в µmol/(min mg протеин"). Нова единица за каталитична активност, katal (символ - kat), също се препоръчва, което е количеството ензим, способно да преобразува 1 мол субстрат за 1 секунда при стандартни условия.
10. Регулация на ензимната активност
Ензимите, както вече споменахме, са катализатори с контролирана активност. Следователно чрез ензимите е възможно да се контролира скоростта на химичните реакции в тялото. Регулирането на ензимната активност може да се извърши чрез взаимодействие с тях на различни биологични компоненти или чужди съединения (например лекарства и отрови), които обикновено се наричат ензимни модификатори или регулатори. Под въздействието на модификаторите върху ензима реакцията може да се ускори (в този случай те се наричат активатори) или да се забави (в този случай те се наричат инхибитори).
Ензимна активация
Активирането на ензима се определя от ускоряването на биохимичните реакции, което настъпва след действието на модификатора. Една група активатори се състои от вещества, които засягат областта на активния център на ензима. Те включват ензимни кофактори и субстрати. Кофакторите (метални йони и коензими) са не само основни конструктивни елементисложни ензими, но и по същество техните активатори.
Металните йони са доста специфични активатори. Често някои ензими изискват йони не на един, а на няколко метала. Например Na^K^-ATPase, която транспортира едновалентни катиони през клетъчната мембрана, изисква магнезиеви, натриеви и калиеви йони като активатори.
Активирането с метални йони става чрез различни механизми. В някои ензими те са част от каталитичното място. В някои случаи металните нонони улесняват свързването на субстрата с активния център на ензима, образувайки своеобразен мост. Често металът се свързва не с ензима, а със субстрата, образувайки метално-субстратен комплекс, който е предпочитан за действието на ензима.
Спецификата на участието на коензимите в свързването и катализата на субстрата обяснява тяхното активиране на ензимни реакции. Активиращият ефект на кофакторите е особено забележим, когато действа върху ензим, който не е наситен с кофактори.
Субстратът също е активатор в определени граници на концентрация. След достигане на насищащи концентрации на субстрата, ензимната активност не се повишава. Субстратът повишава стабилността на ензима и улеснява образуването на желаната конформация на активния център на ензима. ,
Метални йони, коензими и техните прекурсори и активни аналози, субстратите могат да се използват на практика като ензимно активиращи лекарства.
Активирането на някои ензими може да се извърши чрез модификации, които не засягат активния център на техните молекули. Възможни са няколко варианта за такава модификация: 1) активиране на неактивен прекурсор - проензим или зимоген; 2) активиране чрез прикрепване на всяка специфична модифицираща група към ензимната молекула; 3) активиране чрез дисоциация на комплекса неактивен протеин-активен ензим.
Ензимно инхибиране
Инхибиторите са от голям интерес за разбирането на механизма на ензимната катализа. Използването на различни вещества, които свързват функционалните групи на контактните и каталитичните места на активния център на ензима, може да изясни значението на определени групи, участващи в катализата. Инхибиторите ни позволяват да разберем не само същността на ензимната катализа, но също така са уникален инструмент за изследване на ролята на отделни химични реакции, които могат да бъдат специално изключени с помощта на инхибитор на даден ензим. Изследването на инхибирането на ензимните реакции е от практическо значение за изследване и дешифриране на механизма на действие на лекарства, пестициди и др.
Трябва да внимавате, когато използвате термина инхибитор, като имате предвид само това вещество, което причинява специфично намаляване на ензимната активност. Само фактът, че дадена реакция е инхибирана, не означава, че имаме работа с инхибитор. Всички денатуриращи агенти също инхибират ензимната реакция. Следователно, в случай на действие на денатуриращи вещества, е по-правилно да се говори не за „инхибиране“, а за „инактивиране“. Често веществото в малки концентрации е инхибитор, а в големи концентрации е инактиватор, така че това разделение е до известна степен произволно.
Инхибиторите се характеризират предимно с такава обща характеристика като силата на свързване с ензима. На тази основа инхибиторите се разделят на две групи: обратими и необратими. Критерият за възстановяване на ензимната активност след диализа или силно разреждане на разтвор на ензима с инхибитора позволява да се класифицира инхибиторът в една от двете групи. Необратимите инхибитори се свързват плътно с ензима и след тези процедури ензимната активност не се възстановява. Напротив, ензимно-обратимият инхибиторен комплекс е крехък и бързо се дисоциира. Активността на ензима се възстановява.
Според механизма на действие ензимните инхибитори се делят на основни видове: 1) конкурентни: 2) неконкурентни; 3) неконкурентен; 5) алостеричен
Конкурентното инхибиране е инхибирането на ензимна реакция, причинена от свързването към активния център на ензим на инхибитор, който е подобен по структура на субстрата и предотвратява образуването на ензимно-субстратен комплекс. При конкурентното инхибиране инхибиторът и субстратът, които са сходни по структура, се конкурират за активния център на ензима. Съединението с повече молекули се свързва с активния център. С ензима е свързан или субстрат, или инхибитор, така че за този тип инхибиране е валидно следното уравнение:
където I е инхибитор; EI - ензим-инхибиторен комплекс. Но по време на конкурентно инхибиране никога не се образува троичен ESI комплекс (ензим - субстрат - инхибитор), което е начинът, по който този тип инхибиране се различава от другите.
Инхибирането възниква поради факта, че субстратоподобният инхибитор свързва някои ензимни молекули, които вече не са в състояние да образуват ензимно-субстратен комплекс. Инхибирането може да бъде отстранено чрез използване на излишък от субстрат, който измества инхибитора от активните центрове на ензимните молекули, като по този начин възстановява способността им да катализират.
Поради сходството на конкурентния инхибитор със субстрата, такова инхибиране се нарича изостерично. Конкурентните (изостерични) инхибитори могат да бъдат метаболити, чието натрупване регулира активността на ензимите и чужди вещества.
Пример за конкурентно инхибиране е ефектът на различни вещества върху активността на сукцинат дехидрогеназата. Този ензим е част от цикличната ензимна система – цикълът на Кребс. Неговият естествен субстрат е сукцинат, а подобен конкурентен инхибитор е оксалоацетатът, междинен продукт от същия цикъл на Кребс:
OOCt-CHJ- CH*-SOSG -OOC-C-CHJ-COO-
Подобен конкурентен инхибитор на сукцинат дехидрогеназата е малоновата киселина, често използвана в биохимичните изследвания. На фиг. 26 схематично показва механизма на конкуренция между сукцинат и малонат за ензима.
Ярък пример за конкурентно инхибиране е ефектът на група субстрати върху ензими, които имат групова субстратна специфичност. Квази-субстратите са конкурентни инхибитори на ензими по отношение на истинските субстрати.
Принципът на конкурентното инхибиране е в основата на действието на много фармакологични лекарства, пестициди, използвани за унищожаване на селскостопански вредители, и химически бойни агенти.
Например, група антихолинестеразни лекарства, които включват производни на кватернерни амониеви бази и органофосфор
Лекарства като прозерин, физостигмин, севин инхибират ензима обратимо и фосфор
органоформени препарати като армин, нибуфин, хлорофос. 4арина и зома действат необратимо, като фосфорилират каталитичната група на ензима. В резултат на тяхното действие ацетилхолинът се натрупва в тези синапси, където той е медиатор на нервната възбуда, т.е. организмът се отравя от натрупания ацетилхолин. Ефектът на обратимите инхибитори постепенно изчезва, тъй като колкото повече се натрупва ацетилхолин, толкова по-бързо той измества инхибитора от активния център на холинестеразата. Без токсичност обратими инхибиторинесравнимо по-високи, поради което се използват за борба с селскостопански вредители, домашни насекоми и гризачи (например хлорофос) и като бойни химически агенти (например зарин, зоман и др.).
Чрез селективно изключване на един или друг ензим е възможно да се проведе уникален анализ на участието на даден ензим в метаболизма. Феноменът на конкурентното инхибиране отваря възможността за търсене на антиметаболити, които, имайки подобна конфигурация на истинския субстрат, могат да попаднат в категорията на конкурентни инхибитори. Антиметаболитите са обещаващи като специфични фармакологични средства.
Не трябва обаче да забравяме, че са възможни конкурентни отношения не само между субстрата и инхибитора, но и между инхибитора и коензима.
Антикоензимите (аналози на коензими, които не са в състояние да изпълняват своята функция) също действат като конкурентни инхибитори, дезактивирайки ензимните молекули, с които се комбинират. Антикоензимите (или техните прекурсори антивитамини) се използват широко в биохимични изследвания, и в медицинската практика като ефективни лекарства.
Неконкурентното инхибиране на ензими е инхибиране, свързано с влиянието на инхибитора върху каталитичната трансформация, но не и върху свързването на субстрата с ензима. Неконкурентен инхибитор или се свързва директно с каталитичните групи на активното място на ензима, "или, чрез свързване с ензима извън активния център, променя конформацията
образуване на активния център по такъв начин, че да повлияе на структурата на каталитичното място, пречейки на взаимодействието на субстрата с него. Тъй като неконкурентният инхибитор не засяга свързването на субстрата, за разлика от конкурентното инхибиране, образуването на троичен ESI комплекс се наблюдава съгласно уравнението
E + S + I - ESI
Този комплекс обаче не се превръща в продукти.
Неконкурентни инхибитори са например цианидите, които се свързват здраво с фери желязото, което е част от каталитичното място на ензима хем, цитохромоксидазата. Блокадата на този ензим изключва дихателната верига и клетката умира. Неконкурентните ензимни инхибитори включват йони на тежки метали и техните органични съединения. Следователно йони тежки металиживак, олово, кадмий, арсен и други са много токсични. Те блокират, например, SH групи, включени в каталитичното място на
Като цяло 13 вещества са официално признати за витамини (подробно: в) - това е колекция от органични вещества, жизненоважни за хората. Квазивитамините също са основни вещества, които понякога действат като витамини, много от които са слабо проучени или дори не са открити изобщо. В този текст ще ви разкажем какво знае науката за 3-те най-известни квазивитамини.
Квазивитамините по правило са протеинови молекули, които понякога може да не участват в метаболитните процеси, но при определени обстоятелства изведнъж започват да се проявяват като витамини. Между другото, границата между витамините и квазивитамините е само официалното признаване на веществата като витамини. Например някои автори смятат пантотеновата киселина (витамин В5) и биофлавоноидите (витамин Р) не за витамини, а за квазивитамини.
Най-изследваните квазивитамини включват коензим Q, карнитин, коензим А и някои други вещества.
Коензим Q (известен още като убихинон)
Коензим Q-10 е производно на бензохинон и е широко разпространен в природата. Това е коензим, който обикновено се намира в почти всички клетки на тялото. Може да се синтезира в самия организъм, но с напредването на възрастта способността на тялото да синтезира коензим Q намалява и в крайна сметка изчезва (след 50 години е необходим допълнителен прием на коензим). Понастоящем обаче няма официални данни за физиологичните нужди от коензим Q.
Убихинонът е от голямо значение за енергийното снабдяване и за нормалното функциониране на човешката имунна система. В допълнение, коензим Q има положителен ефект върху окислителните процеси в човешкото тяло, подобрява окисляването на мазнините и е носител на водородни йони, компоненти на дихателната верига.
Лекарството се използва в комплексна терапиявсички форми на коронарна болест на сърцето, други заболявания на миокарда (възпалителни, дистрофични процеси), сърдечна недостатъчност.
Коензим Q повишава способността за упражнения, използва се след преумора, преди тежки физически натоварвания, както и при спорт(Изследване: Горбачов, Горбачова, 2002).
Контролните проучвания обаче не потвърждават целесъобразността на тази добавка за спортисти, тъй като тя не насърчава активността физически упражненияи не намалява оксидативния стрес, свързан с физическа дейност(Изследване: Sarubin, 2005).
Какво съдържа?
Коензим Q се намира в месни продукти, риба, особено сардини, спанак, фъстъци .
Очевидно се среща и в други храни, но тази информация все още не е надеждна. Количеството коензим Q намалява по време на процеса кулинарна обработка(както при повечето витамини).
Коензим Q10 под формата на таблетки се произвежда от много производители и лесно се намира в аптеките.
В повечето случаи Коензим Q се приема по 10-30-60 mg 3 пъти на ден. Въпреки това, дори когато се предписва в големи дози - до 200-300 mg на ден, не се наблюдават забележими странични ефекти. Курсът на лечение е 1-3 месеца или повече.
При приема на коензим Q е необходимо човешкото тяло да получава достатъчно количество аскорбинова киселина, витамини от група В и селен. Последният спомага за подобряване на синтеза на коензим Q в организма.
Карнитин (L-карнитин)
Карнитинът (известен също като витамин B, който все още не е включен в 13-те официални витамина и е „в процес на разглеждане“) участва в протеините и метаболизма на мазнините. Карнитинът присъства в повечето клетки на тялото, включително мускулни влакна, и подобрява процесите на аеробно производство на енергия в тях, тъй като транспортира мастни киселини в митохондриите, където те се окисляват за освобождаване на енергия. Стимулирайки окислението на мастните киселини, карнитинът спомага за запазването на гликогеновите резерви в клетките и като участва в липидния метаболизъм, предотвратява развитието на атеросклероза.
Поради някои от свойствата си, добавката L-карнитин се продава като добавка за „изгаряне на мазнини“. В отговор много експерти започнаха да го наричат „скъпа урина“, поради липсата на научни доказателства за реален ефект за изгаряне на мазнини.
Ето коментар на един от водещите фитнес експерти Сергей Струков: „В основата на своята работа L-карнитинът осигурява вътреклетъчния транспорт на мазнините до мястото на тяхното изхвърляне. Тук не трябва да очакваме много чудо, особено ако мускулите ни не са тренирани. Карнитинът няма да осигури значително увеличение на „изгорените мазнини“ по време на тренировка и дори това да е възможно, разликата лесно се компенсира от консумацията на храна през деня. В покой карнитинът не ви помага да изгаряте повече мазнини.
Затова по-добре не разчитайте на карнитина, а контролирайте диетата си. Напомням ви това традиционен начинможете да се отървете от 0,5-1 кг мазнини на седмица, в зависимост от телесното ви тегло.
Но може би най-важното е, че при двойно-слепи проучвания ергогенният ефект на L-карнитина не е потвърден. Така че това лекарство може само да направи урината ви по-скъпа.
Карнитинът се използва за лечение на мускулна дистрофия, а също и като ефективна ергогенна помощ за повишаване на издръжливостта при спортисти (Изследване: Gorbachev, Gorbacheva, 2002).
Проучване на Sarubin, 2005 г. посочва, че въпреки че има някаква теоретична подкрепа за потенциалните енергийни ефекти от добавянето на карнитин, понастоящем няма научна основа спортистите да приемат карнитин за подобряване на представянето.
По същия начин, в по-ранно проучване: тъй като има малко информация за благоприятните ефекти на карнитина върху физическото представяне, няма основание да се препоръчва употребата му от спортисти (Изследване: Williams, 1997).
Положителни свойства на карнитина
Както показаха резултатитедвойно-сляп, плацебо-контролиран проведено през 2007 г. в Италия на 66 столетници, приложението на L-карнитин (в дневна доза от 2 g за 6 месеца) положително влияниевърху здравето на възрастните хора (изследването е проведено върху извадка от хора на възраст от 100 до 106 години). В края на курса субектите показаха значителни подобрения в общите мазнини (загубиха 1,8 kg мазнини) и мускулната маса (увеличиха се с 3,8 kg). Пациентите показват значително намалени признаци на физическа и умствена умора и подобрена когнитивна функция, както и намалени нива нахолестерол.
Някои потенциално положителни свойствакарнитин се изследват. Например n невропротективен ефект на L-карнитин, установен в серия от експерименти с животни, може да се свърже с предотвратяването на предизвикано от метамфетамин метаболитно разстройство, което води до енергиен дефицит.В бъдеще карнитинът може да се използва при лечението на някои заболявания на нервната система.
Какво съдържа?
Карнитинът се синтезира от аминокиселините лизин и метионин в черния дроб и бъбреците. За да може тялото да произвежда карнитин, е важно да получи достатъчно количество витамин С. Метаболизмът на карнитина е тясно свързан с витамин С, който участва в синтеза му от лизин. Дефицитът на витамини от група В също допринася за повишен дефицит на карнитин.
За да се осигури на човешкото тяло карнитин, се препоръчва да се ядат пълноценни естествени храни - мляко, сирене, извара, зеленчуци, салата, плодове, нерафинирани зърнени култури, чесън . Дори при спазване на строга диета се препоръчва да ядете месо, риба и птици поне 2 пъти седмично.
Предписва се на възрастни 2-4 g на ден в 2-4 приема (перорално 30 минути преди хранене). Максималната терапевтична доза е 100-200 mg/kg телесно тегло на ден, прилагана непрекъснато през първите 48 часа, последвана от 2-кратно намаление (при остър миокарден инфаркт).
Странични ефекти: болка в епигастричния регион, диспептични симптоми, мускулна слабост (рядко се наблюдава).
Коензим А
Коензим А участва пряко в енергийните процеси. Всякакъв вид дейност вътрешни органи, мускулна активност и др. – всичко това постоянно изисква участието на коензим А. Основният активен принцип и ядрото на молекулата на коензим А е пантетинът, получен от пантотенова киселина (известна още като витамин В5).
При възникване на хипоксия съдържанието на коензим А в организма намалява. Това се случва по-специално при всички форми на коронарна болест на сърцето. На фона на дефицит на коензим А може да се развие хиперлипидемия (необичайно повишени нива на липидите в кръвта) и хиперхолестеролемия (повишени нива на холестерол в кръвта).
Коензим А намалява холестерола в кръвта и насърчава използването на липиди (мазнини).
Какво съдържа?
В синтеза на коензим А, аскорбиновата киселина и много витамини от група В са важни, както и магнезият, намиращ се главно в тъмнозелените листни зеленчуци и салати (Изследване: Горбачов, Горбачева, 2002).
(понякога коензим А, CoA, CoASH или HSCoA) е ацетилиращ коензим. Един от най-важните коензими. Участва в реакциите на пренос на ацетилна група.Молекулата CoA се състои от остатъци на аденилова киселина и пантотенова киселина, свързани с пирофосфат. Пантотеновата киселина е свързана чрез пептидна връзка към β-меркаптоетаноламинов остатък.
Редица биохимични реакции на разграждане и синтез на мастни киселини, мазнини и трансформации на продукти от разграждането на въглехидратите са свързани с CoA. Във всички случаи CoA действа като посредник, свързвайки и пренасяйки киселинни остатъци към други вещества. В този случай киселинните остатъци върху CoA могат да бъдат модифицирани или прехвърлени без промени.
Структура
Коензим А. Състав
Диаграмата показва компонентите на Коензим А:
1. 3"-фосфо-аденозин
2. Дифосфат
1 +2. 3"-фосфо-аденозин дифосфат
3. Пантоенова киселина: дихидрокси-диметил-бутанат
4. β-аланин
3 +4. Пантотенова киселина
5. β-меркаптоетиламин, или тиоетаноламин, или цистеамин
3 +4 +5. Пантетеин