Bežné vitamíny a zodpovedajúce koenzýmy

tiamín
Teda vitamín B1. Jeho koenzýmová forma v tele je tiamínpyrofosfát (TPP) (obrázok 1 [Štrukturálny vzorec tiamínpyrofosfátu (TPP)]).
Tiamín pyrofosfát bol predtým známy ako dekarboxyláza. Hrá dôležitú úlohu v metabolizme živočíšnej glukózy, napríklad pri dekarboxylácii pyruvátu. V neprítomnosti TPP sa metabolický medziprodukt pyruvát nemôže hladko dekarboxylovať a hromadí sa v krvi a tkanivách, čo vedie k symptómom neuropatie. TPP je tiež koenzýmom pre iné enzýmy, ako je ketoacid oxidáza a transketoláza. Enzýmová reakcia katalyzovaná TPP tiež vyžaduje prítomnosť horčíkových iónov.
nikotínamid
Je prekurzorom koenzýmov pre rad enzýmov.
Už dlho je známe, že niacínamid môže zabrániť pelagre. V roku 1904 sa vedelo, že pri alkoholovom kvasení nemôže chýbať látka zvaná koenzým I. V roku 1933 bol tento koenzým I izolovaný. V roku 1934 nemecký biochemik O. Warburg izoloval látku podobnú koenzýmu I, nazývanú koenzým II, a potvrdil, že súčasťou týchto dvoch koenzýmov je nikotínamid. Bolo objasnené, že chemickým zložením koenzýmu I je nikotínamid adenín dinukleotid (NAD) a chemickým zložením koenzýmu II je nikotínamid adenín dinukleotid fosfát (NADP).
Enzýmy, ktoré využívajú NAD a NADP ako koenzýmy, sa nazývajú dehydrogenázy spojené s pyridínnukleotidom (alebo nikotínamidnukleotidom). Tieto enzýmy katalyzujú redoxné reakcie v bunkách. Všeobecne povedané, dehydrogenázy spojené s NAD zvyčajne súvisia s respiračnými procesmi, zatiaľ čo dehydrogenázy spojené s NADP súvisia s biosyntetickými reakciami.
Koenzým I
(NAD)
Chemický názov je nikotínamid adenín dinukleotid alebo nikotínamid difosfát, ktorý u cicavcov existuje v dvoch stavoch: oxidovaný (NAD+) a redukovaný (NADH). Je dôležitým koenzýmom v ľudských redoxných reakciách. Medzitým je to jediný substrát pre NAD+- závislú ADP ribozyltransferázu, ktorú možno in vivo klasifikovať do troch typov: 1. ADP ribozyltransferáza alebo polyribozyltransferáza (PARP); 2. Cyklická ADP ribóza syntáza (cADPR syntázy); 3. Lyzín deacetyláza typu III Sirtuíny. Tieto enzýmy štiepia koenzým I (NAD+) ako substrát na ADP ribózu a nikotínamid (Nam) a vykonávajú rôzne fyziologické funkcie v rôznych bunkách [3].
Riboflavín
Vitamín B2 sa podieľa na tvorbe dvoch koenzýmov, ktoré sú hlavnými zložkami vnútrobunkového redoxného systému. Sú to flavínmononukleotid (FMN) a flavínadeníndinukleotid (FAD).
FMN a FAD sú séria oxidoreduktáz alebo koenzýmov spojených s flavínom nazývaných flavoproteíny, ktoré možno tiež považovať za kofaktory na základe ich tesnej väzby na enzýmové proteíny. Niektoré z týchto enzýmov vyžadujú okrem FMN alebo FAD aj kovové kofaktory, ako sú ióny železa alebo molybdénu. Preto sa nazývajú metaloflavoproteíny. Tieto enzýmy katalyzujú sériu reverzibilných alebo ireverzibilných redoxných reakcií v bunkách.
Pyridoxal
Pyridoxal, pyridoxamín a pyridoxín sú súhrnne označované ako vitamín B6 (štrukturálny vzorec „trieda=obrázok“ na obrázku 3 [Štrukturálny vzorec vitamínu]). Vitamín B6 sa podieľa na tvorbe dvoch koenzýmov, a to pyridoxalfosfátu a pyridoxamínfosfátu.
Enzýmy, ktoré vyžadujú pyridoxalfosfát alebo pyridoxamínfosfát ako koenzýmy, sú obzvlášť dôležité pri metabolizme aminokyselín, katalyzujúc transamináciu, dekarboxyláciu a racemizáciu.
kyselina lipoová
Kyselina lipoová existuje ako zmes dvoch štruktúrnych foriem: disulfid s uzavretým kruhom a redukcia otvoreného reťazca. Tieto dve formy sa môžu navzájom premieňať prostredníctvom oxidačného-redukčného cyklu. Vo všeobecnosti neexistuje voľne, ale skôr sa kovalentne viaže na ε - NH2 skupinu lyzínových zvyškov vo svojej karboxylovej skupine s molekulami enzýmu (ako je acetyltransferáza kyseliny dihydrolipoovej) prostredníctvom amidových väzieb. Enzým, ktorý katalyzuje tvorbu tioamidových väzieb, vyžaduje účasť ATP. Kyselina lipoová je acylový nosič, ktorý slúži ako koenzým pre pyruvátdehydrogenázu a glycíndekarboxylázu. Existuje v pyruvátdehydrogenáze a alfaketoglutarátdehydrogenáze a hrá úlohu pri spájaní acylového a elektrónového prenosu počas oxidácie a dekarboxylácie alfa ketokyseliny.
Kyselina lipoová môže zohrávať antioxidačnú úlohu vo vode -rozpustnom a vo vode- nerozpustnom prostredí, zvyšuje absorpciu glukózy kostrovým svalstvom zvierat a červenými krvinkami, zlepšuje metabolizmus glukózy, chráni nervové bunky u pacientov s cukrovkou a znižuje výskyt neuropatie. Okrem toho má určité výhody aj pri iných chronických ochoreniach, ako sú srdcovo-cievne ochorenia, ochorenia pečene a obličiek, a má určitý terapeutický účinok na neurologické poruchy spôsobené alkoholom (etanolom) alebo chemickými toxickými látkami. [5]
biotín
Zohráva úlohu kofaktora ako kofaktor pre niektoré enzýmy. Je kovalentne naviazaný na špecifický lyzínový zvyšok deubikvitínového proteínu prostredníctvom amidovej väzby a ε - aminoskupiny. ε - N-biotinyl-L-lyzín sa nazýva biotín.
Enzýmy, ktoré vyžadujú biotín, môžu katalyzovať inkorporáciu (karboxyláciu) alebo prenos oxidu uhličitého, takže fixácia biotínu a oxidu uhličitého spolu úzko súvisí. Na karboxyláciu sú potrebné aj adenozíntrifosfát (ATP) a ióny horčíka a biotín hrá dôležitú úlohu pri biosyntéze a transaminácii proteínov.
kyselina pantoténová
Pôvodne izolovaný ako rastový faktor pre kvasinky. Vďaka svojej rozšírenej prítomnosti v organizmoch sa nazýva kyselina pantoténová. Koenzýmová forma kyseliny pantoténovej je koenzým A (CoA alebo CoASH), ktorý je pomocným faktorom pri enzymatickej acetylácii. Jeho biologický význam spočíva v jeho úlohe ako nosiča alebo donoru acylových skupín, najmä v metabolizme mastných kyselín.
kyselina listová
Pretože bol prvýkrát izolovaný zo špenátových listov, dostal meno.
Koenzýmová forma folátu je tetrahydrofolát, ktorý slúži ako medziprodukt na enzymatický prenos jednej uhlíkovej skupiny (ako sú formylové skupiny) a hrá úlohu pri biosyntéze purínových, serínových, glycínových a metylových skupín. Okrem toho je folát tiež nevyhnutný pri biosyntéze jadrových proteínov.
Vitamín B12
V 20. rokoch 20. storočia sa zistilo, že kŕmením pacientov so zvieracou pečeňou možno liečiť zhubnú anémiu, čo naznačuje, že v pečeni existuje faktor, ktorý je účinný pri liečbe zhubnej anémie. Vitamín B12 bol izolovaný a prečistený a bola tiež objasnená jeho štruktúra. Vitamín B12 má vo svojej štruktúre corrinový kruhový systém a obsahuje ióny kobaltu a kyanidovú skupinu (CN), preto je tiež známy ako kyanokobalamín. Čistý roztok vitamínu B12 sa javí ako červený, čo je tiež charakteristické pre typické zlúčeniny kobaltu. Pri použití ako koenzým je CN vo vitamíne B12 nahradený 5'- deoxyadenozínovou skupinou, ktorá sa nazýva koenzým B12. Ide o nestabilnú zlúčeninu, ktorá sa v prítomnosti kyanidu alebo vystavení svetlu premieňa na vitamín B12. Ak sa vo vzorci použije 5'- deoxyadenozínová skupina namiesto CN skupiny čierneho tela, ide o štruktúrny vzorec koenzýmu B12.