Koensüüm a osaleb reaktsioonides. Miks on vaja kvaasivitamiine: koensüüm Q, koensüüm A, karnitiin. Keemiline valem Atsetüül CoA - C21H36N7O16P3S

Atsetüülkoensüüm A, atsetüülkoensüüm A, lühendatult atsetüül-CoA on oluline metaboolne ühend, mida kasutatakse paljudes biokeemilistes reaktsioonides. Selle põhiülesanne on viia atsetüülrühmaga süsinikuaatomid trikarboksüülhappe tsüklisse nii, et need oksüdeeruvad koos energia vabanemisega. Vastavalt oma keemilisele struktuurile on atsetüül-CoA tioester koensüüm A (tiool) ja äädikhappe (atsüülrühma kandja) vahel. Atsetüül-CoA moodustub rakulise hapnikuhingamise teises etapis, püruvaadi dekarboksüülimisel, mis toimub mitokondriaalses maatriksis. Seejärel siseneb atsetüül-CoA trikarboksüülhappe tsüklisse.

Atsetüül-CoA on neurotransmitteri atsetüülkoliini bioloogilise sünteesi oluline komponent. Koliini koos atsetüül-CoA-ga katalüüsib ensüüm koliini atsetüültransferaas, moodustades atsetüülkoliini ja koensüüm A.

Funktsioonid

Püruvaadi dehüdrogenaasid ja püruvaadi formiaadi lüaasi reaktsioonid

Püruvaadi hapniku muundumist atsetüül-CoA-ks nimetatakse püruvaadi dehüdrogenaasi reaktsiooniks. Seda katalüüsib püruvaatdehüdrogenaasi kompleks. Võimalikud on ka muud konversioonid püruvaadi ja atsetüül-CoA vahel. Näiteks püruvaadi formiaatlüaasid muudavad püruvaadi atsetüül-CoA-ks ja sipelghappeks.

Rasvhapete ainevahetus

Loomadel on atsetüül-CoA süsivesikute ja rasvade ainevahetuse vahelise tasakaalu aluseks. Tavaliselt siseneb rasvhapete metabolismist tulenev atsetüül-CoA trikarboksüülhappe tsüklisse, aidates kaasa rakkude energiavarustusele. Maksas, kui rasvhapete tsirkulatsiooni tase on kõrge, ületab rasvade lagundamisel tekkiva atsetüül-CoA tootmine raku energiavajaduse. Et kasutada üleliigsest atsetüül-CoA-st saadavat energiat, tekivad ketokehad, mis saavad seejärel veres ringelda. Mõnel juhul võib see kaasa tuua kõrge ketokehade taseme veres, seisundi, mida nimetatakse ketoosiks, mis erineb ketoatsidoosist, ohtlikust seisundist, mis võib mõjutada diabeetikuid. Taimedes toimub plastiidides uute rasvhapete süntees. Paljud seemned säilitavad seemnetes suures koguses õlisid, et toetada seemikute idanemist ja varajast kasvu enne fotosünteesile üleminekut. Rasvhapped sisalduvad membraani lipiidides, mis on enamiku membraanide põhikomponent.

Muud reaktsioonid

• Kaks atsetüül-CoA molekuli saab kombineerida, et luua atsetoatsetüül-CoA, mis on esimene samm HMG-CoA / kolesterooli biosünteesis enne isoprenoidide sünteesi. Loomadel on HMG-CoA kolesterooli ja ketoonkehade sünteesi jaoks oluline eelkäija.
• Atsetüül-CoA on ka atsetüülrühma allikas, mis sisaldub histooni ja mittehistooni valkude teatud lüsiinijääkides atsetüülimise translatsioonijärgses modifikatsioonis, mida katalüüsib atsetüültransferaas.
• Taimedes ja loomades sünteesitakse tsütosoolset atsetüül-CoA-d ATP tsitraatlüaasi abil. Kui glükoosi on loomade veres palju, muundatakse see tsütosoolis glükolüüsi teel püruvaadiks ja seejärel mitokondrites atsetüül-CoA-ks. Liigne atsetüül-CoA põhjustab liigsete tsitraatide tootmist, mis viiakse tsütosooli, tekitades tsütosoolse atsetüül-CoA.
• Atsetüül-CoA saab tsütosoolis karboksüleerida atsetüül-CoA karboksülaasiks, tekitades malonüül-CoA, mis on vajalik flavonoidide ja nendega seotud polüketiidide sünteesiks, rasvhapete pikenemiseks (vaha moodustumine), küünenaha moodustamiseks ja õli seemnetes perekonna Cabbage liikmetel, samuti valkude ja muude fütokemikaalide malonimiseks.
• Taimedes on nende hulka kuuluvad seskviterpeenid, brassinosteroidid (hormoonid) ja membraanstüreenid.

Vaata ka

Kirjandus

• T. T. Berezov, B. F. Korovkin Bioloogiline keemia. - M .: Meditsiin, 1998 .-- 704 lk. - 15 000 eksemplari. - ISBN 5-225-02709-1
• Yu. B. Filippovitš Biokeemia alused. - M .: Agar, 1999 .-- 512 lk. - 5000 eksemplari - ISBN 5-89218-046-8

Wikimedia sihtasutus. 2010. aasta.

Vaadake, mis on "atsetüül-CoA" teistes sõnaraamatutes:

Vaata atsetüülkoensüüm A... Põhjalik meditsiiniline sõnastik Vikipeedia

COFERMENT A, CoA, koensüüm, mis koosneb nukleotiidist adenosiin-3,5-difosfaat ja pantoteenhappe ß-merkaptoetüülamiidist; osaleb kõrge energiaga CoA sulfhüdrüülrühmaga seonduvate atsüülrühmade (happejääkide) ülekandes. Bioloogia entsüklopeediline sõnastik

Atsetüül-CoA Atsetüül-CoA koensüüm A (CoA) atsetüülimise koensüüm; üks olulisemaid koensüüme; osaleb atsüülrühmade ülekandereaktsioonides. CoA molekul koosneb adenüülhappe jäägist, mis on pürofosfaatrühma kaudu seotud o ... Wikipedia

Atsetüül-CoA Atsetüül-CoA koensüüm A (CoA) atsetüülimise koensüüm; üks olulisemaid koensüüme; osaleb atsüülrühmade ülekandereaktsioonides. CoA molekul koosneb adenüülhappe jäägist, mis on pürofosfaatrühma kaudu seotud o ... Wikipedia

- (atsetüül-CoA: orgofosfaatatsetüültransferaas, fosfotransatsetülaas, fosfoatsülaas), ülekandeklassi ensüüm, mis katalüüsib atsetüülrühma ülekannet atsetüülkoensüümilt A (atsetüül-CoA; vt Koensüümid, pantoteenhape) H3PO4 jäägile: .... .. Keemia entsüklopeedia

LÄBI, ​​NAD - kõigis elusrakkudes esinev koensüüm on osa redoksreaktsioone katalüüsivatest dehüdrogenaasi rühma ensüümidest; täidab elektronide ja vesiniku kandja funktsiooni, mida ta saab oksüdeeritavatest ainetest. Redutseeritud vorm (NADH) suudab need üle kanda teistele ainetele.

See on dinukleotiid, mille molekul on üles ehitatud nikotiinhappeamiidist ja adeniinist, mis on ühendatud kahest D-riboosi jäägist ja kahest fosforhappe jäägist koosneva ahelaga; kasutatakse kliinilises biokeemias vereensüümide aktiivsuse määramiseks.

Riis. 12.

NADP, NADP - looduses laialt levinud mõnede dehüdrogenaaside koensüüm - ensüümid, mis katalüüsivad elusrakkudes redoksreaktsioone. NADP võtab endasse oksüdeeritud ühendi vesiniku ja elektronid ning kannab need üle teistele ainetele. Taimerakkude kloroplastides redutseeritakse NADP fotosünteesi valgusreaktsioonide ajal ja seejärel saadakse vesinikku süsivesikute sünteesiks pimedate reaktsioonide ajal. NADP, koensüüm, mis erineb NAD-st veel ühe fosforhappejäägi sisalduse poolest, mis on seotud ühe D-riboosijäägi hüdroksüülrühmaga, leidub igat tüüpi rakkudes.

Riis. 13.

FAD, FAD - koensüüm, mis osaleb paljudes redoks-biokeemilistes protsessides. FAD eksisteerib kahel kujul - oksüdeeritud ja redutseeritud, selle biokeemiline funktsioon on reeglina nende vormide vaheline üleminek.

Riis. neliteist.

Koensüüm A (koensüüm A, CoA, CoA, HSKoA) - atsetüülimiskoensüüm; üks olulisemaid koensüüme, mis osaleb atsüülrühmade ülekandereaktsioonides rasvhapete sünteesil ja oksüdatsioonil ning püruvaadi oksüdatsioonil sidrunhappe tsüklis.

CoA molekul koosneb adenüülhappe jäägist (1), mis on seotud pürofosfaatrühmaga (2) pantoteenhappe jäägiga (3), mis omakorda on peptiidsideme kaudu seotud aminohappe β-alaniiniga (4) (need kaks rühma esindavad pantoteenhappe jääki), mis on peptiidsidemega seotud β-merkaptoetanoolamiini jäägiga (5).

Koensüümid on need ühendid, mis on vajalikud selleks, et ensüümid saaksid täita kõiki neile omaseid funktsioone, sealhulgas katalüütilisi funktsioone. Looduses kannavad vitamiinide koensüümid substraatide vahel aatomeid, elektrone ja mõningaid funktsionaalseid rühmi.

Terminoloogia tunnused

Ensüümid on valgud, mis katalüüsivad mis tahes eluskoe rakkudele omaseid keemilisi reaktsioone. Ensüümidele iseloomulik struktuur: koensüümid, mille molekulmass on väga väike, ja apoensüümid. Aminohappejääkide struktuuris esinevad koensüümid ja funktsionaalsed rühmad (need ilmuvad apoensüümi olemasolu tulemusena) loovad koos ensümaatilise aktiivse keskuse, mis on võimeline substraati siduma. Sellise reaktsiooni tulemuste kohaselt, milles osalevad mittevalgulised molekulid, aktiveeritakse substraadi ja ensüümi kompleks.

Koensüümidel ei ole iseenesest katalüütilisi parameetreid, nad muutuvad aktiivseks alles siis, kui apoensüümi osalusel moodustub kompleks. Sama on omane ka apoensüümidele – need ühendid iseenesest ei kutsu esile mingeid keemilisi reaktsioone ega suuda midagi aktiveerida. Koensüüme, apoensüüme sisaldavate komplekside moodustamine on loomulik meetod elusorganismi sisesüsteemide ensümaatilise aktiivsuse korrigeerimiseks.

Keemiliste protsesside omadused

Paljude uuringute käigus selgus, et koensüüm Q10 on inimesele ja inimese tervisele ülimalt oluline, samas tuleb meeles pidada, et eluskudedes olevad ensüümid on katalüütilise mõju all vaid siis, kui neil on täiendav toime. anorgaaniliste ühendite poolt. Eelkõige on kindlalt teada, et lisaks koensüümile Q10 vajab organism positiivselt laetud kaaliumi, tsingi ja magneesiumi ioone. Metalli katioonid võivad reageerida apoensüümiga, mis viib ensüümi struktuuri, eriti aktiivse keskuse kohandamiseni.

Keemilise reaktsiooni käigus metalli katiooni osalusel aktiveeritakse ensüüm, samal ajal ei sisaldu sellised anorgaanilised ühendid aktiivses ensüümikeskuses. Teadus suutis aga avastada mitmeid ensüüme, milles koensüümide funktsioonid on kombineeritud ühendi moodustavate metallikatioonide funktsioonidega. Hea näide on karboanhüdraas, mille struktuuris leidub positiivselt laetud tsinki aluses "kaks". Ioonil on anorgaaniline olemus, see on vajalik keemilise reaktsiooni aktiveerimiseks ja sai teaduses nimetuse "kofaktor".

Koensüümid: spetsiifiline funktsionaalsus

Nagu teadlased on välja selgitanud, on koensüümid ühendid, millel on kaks funktsionaalset piirkonda, mis on organismi elutähtsa aktiivsuse säilitamiseks äärmiselt olulised. Neid elemente tuntakse teadusringkondades ka reaktiivsete saitidena. Ühelt poolt on nende ülesanne moodustada side apoensüümidega, samal ajal tekib tänu sellele saidile side substraadiga. Koensüümid on tohutul hulgal suhteliselt sarnaste funktsioonidega orgaanilisi ühendeid. Enamikku leitud aineid iseloomustab konjugeeritud pi-sidemete, heteroaatomite olemasolu. Sageli on koensüümid ühendid, mis sisaldavad vitamiine (molekuli elemendina).

Sõltuvalt interaktsiooni spetsiifikast apoensüümidega on tavaks rääkida proteesidest, lahustuvatest ensüümidest. Arvestades tüüpilisi koensüümide näiteid, võib näiteks meelde tuletada riboflaviini. See on klassikaline näide lahustuvate ühendite kategooriast. Koensüüm võib keemilise reaktsiooni käigus muutuda ensüümmolekuli osaks, läbides samal ajal muundumisi, mille tulemusena saab ta vabaduse. Vorm, milles koensüüm (koensüüm) on muutunud keemilise interaktsiooni osaks, regenereeritakse iseseisvas reaktsioonis (see toimub teisena). Substraat osaleb ka reaktsiooni kõikides etappides, mille põhjal mõned teadlased teevad ettepaneku käsitleda substraatidena lahustuvaid koensüüme. Teine osa teadusringkondadest on nendega vastuolus, väites seda järgmise faktiga: selle reaktsiooni substraat reageerib ainult teatud ensüümi juuresolekul ja lahustuv koensüüm on võimeline interakteeruma paljude oma klassi ensüümidega. Näidete abil saab seda kõike jälgida, kui arvestada üksikasjalikult B2-vitamiini riboflaviini koensüümile iseloomulike interaktsioonide ahela keemilisi omadusi.

Teiselt poolt?

Proteesirühma kuuluvad sellised koensüümid, mida iseloomustavad väga tugevad sidemed apoensüümidega. Reeglina on need kovalentselt moodustatud. Keemilise reaktsiooni toimumisel ja ka pärast seda paiknevad koensüümid ensüümikeskuses. Substraat vabaneb, algab regenereerimisprotsess, mis nõuab interaktsiooni substraadi või muu koensüümiga.

Kui teatud ensüüm kutsub esile ja võimendab oksüdatiivset, redutseerivat reaktsiooni, keemilist interaktsiooni, mille käigus kantakse üle redutseerivad ekvivalendid (nende rolli võivad mängida elektronid, prootonid), vajab see täielikuks tööks koensüümi. Samuti ei saa ülekandereaktsiooni aktiveerivad ensüümid toimida ilma koensüümide kasutamiseta. Sellele faktile tuginedes võeti kasutusele süsteem koensüümide klassifitseerimiseks ülekanderühmaks ja oksüdatiivseteks, redutseerivateks.

Koensüümid: mõned omadused

Üsna muljetavaldav protsent teadusele teadaolevatest koensüümidest pärineb vitamiinidest. Kui elusorganismis esineb ainevahetushäireid, mis mõjutavad vitamiinide molekule, on see sageli seotud madala ensümaatilise aktiivsusega.

See on tähtis!

Nagu katsete käigus selgus, on koensüümide põhiosa temperatuuristabiilsus, kuid neile omased keemiliste reaktsioonide omadused erinevad üsna tugevalt. koensüümid on samuti väga erinevad. Nikrühm pälvib teadlaste erilist tähelepanu. Konkreetse katalüütilise reaktsiooni spetsiifilisus määrab, millist rolli see koensüüm selles mängib. Mõnel juhul käitub ta nagu proteeside rühma tüüpiline esindaja, kuid mõnikord lahkub ta ensüümikeskusest toimuvate keemiliste protsesside mõjul.

Ensüümid ja koensüümid: üks ei eksisteeri ilma teiseta

Biokeemilised reaktsioonid viiakse ellu arvukate assistentide osalusel, vastasel juhul kulgeb eluskudede keemilise interaktsiooni keeruline mehhanism kahjustustega. Ensüüm, oma struktuuris kompleksne või lihtne valk, vajab mineraalaineid, koensüüme, vitamiine. Koensüümid on koensüüm Q10, erinevate vitamiinide ja foolhappe derivaat. B-vitamiinide toodetud koensüümid tõmbavad praegu meditsiinis erilist tähelepanu.

Koensüüm on vajalik selleks, et rakk saaks toota energiat ja vabastada seda kehasse elu toetamiseks. Pealegi kulutatakse energiat mitte ainult füüsilisele tegevusele. Ei tohi unustada, et vaimne tegevus, erinevate näärmete töö ja seedesüsteem nõuavad muljetavaldavalt palju energiat. Seedetrakti kaudu ja muul viisil kehasse sisenevate kasulike elementide imendumise protsessid on üsna energiakulukad. Assimilatsiooniprotsess ise kulutab ka organismi energiavarusid, mis tekivad tänu koensüümidele ja nende osalemisele reaktsioonides ensüümidega. Muide, isegi verevool on varustatud just selliste reaktsioonidega, ilma nendeta ei saaks meie veri lihtsalt läbi veresoonte voolata!

Bioloogia saladused

Koensüüm on selline spetsiifiline aine, tänu millele on elusorganismil energiat sisemiste protsesside läbiviimiseks. Nagu teadlased on suutnud välja arvutada, sisaldab inimkeha umbes sada triljonit rakku, millest igaüks toodab energiat normaalse elu säilitamiseks. Samas ei tarbi rakk aineid, mida inimene saab koos toiduga energiavarude täiendamiseks, vaid toodab energiat eelkõige ise. Välised allikad on varuvõimalus, mida kasutatakse ebapiisava energiatootmise korral.

Inimkeha rakkude bioloogilised omadused on sellised, et neis on olemas kõik vajalik energeetiliselt rikastatud kompleksühendite tootmiseks. Teadlased nimetasid neid adenosiinfosfaatideks. Selleks oksüdeeritakse rasvad, süsivesikud, valgud. Just need provotseerivad soojuse vabanemist, mille kasutamisel kuded toimivad normaalselt. ATP molekulid on ka rakkude poolt toodetud energia ladu. Igasugune raku sisemine protsess, mis tarbib energiat, võib määratud "osa" jaoks selle molekuli poole pöörduda.

Raku tasandil

Iga rakk on keeruline struktuur, mis sisaldab mitokondreid (rakusisesed struktuurid). Just mitokondrid on raku kõige aktiivsem osa, kuna nad vastutavad energia tootmise eest. Mitokondrite sees on elektronidest moodustunud ahelad energia genereerimiseks. Protsess hõlmab arvukalt järjestikuseid keemilisi reaktsioone, mille tulemusena tekivad adenosiinfosfaatide molekulid.

Mitokondrites olevad elektronidest koosnevad ahelad suhtlevad üsna aktiivselt rühmade C, B, E vitamiinidega. Koensüüm Q10 äratab teadlaste erilist tähelepanu. Sellel ühendil pole analooge ega asendajaid, selle puudus organismis kutsub esile tõsiseid ainevahetusprobleeme. Ilma selle koensüümita ei saa rakk energiat toota, mis tähendab, et see sureb.

Koensüüm Q10

Rasvad võivad Q10 lahustada, võimaldades koensüümil liikuda rakumembraani sees. See paneb ühendile eriti olulised funktsioonid elektronide ülekande tagamisel energiatootmisprotsessides. Q10 on selline mobiilne lüli, mille kaudu keemilise ahela ensüümid omavahel seostuvad. Kui elektronide paar ühendatakse ahelaks, peavad nad esmalt interakteeruma koensüümiga Q10.

Q10 molekulid on rakus pidevas liikumises – ensüümist ensüümini. See võimaldab elektronide ülekandmist ensüümide vahel. Mingil määral võib puuri võrrelda pisikese mootoriga. Orgaanilise materjali töötlemiseks, millest energiat ammutatakse, on vaja koensüümi Q10, mis on võrreldav sädemega, mis käivitab tavapärase mootori töö.

Mõju spetsiifilisus Q10 rakule

Koensüüm Q10 osaleb aktiivselt energia genereerimises ning selle ühendi liikumiskiirus rakukudedes reguleerib nii toodetavate ATP molekulide hulka kui ka liikumiskiirust elektronahelas. Oluline on, et mitokondrites oleks optimaalne kogus koensüümi, et reaktsioon ei oleks liiga tugev ega liiga nõrk.

Kui organismis puudub koensüüm Q10, toodetakse ATP-d märgatavalt väiksemas kontsentratsioonis. See viib rakkude energiavarude vähenemiseni. Igapäevaelus peegeldub see järgmiselt: inimene väsib kiiresti, väsib väga, tal tekivad häired erinevate kehasüsteemide töös, mis on sunnitud toime tulema suurenenud stressiga. Tõsiste patoloogiate tekkimise tõenäosus suureneb. Tuleb meeles pidada, et erinevaid elundeid iseloomustab erinev kogus Q10.

Kaitske oma tervist!

Selleks, et mitte kauem silmitsi seista tõsiste häiretega sisesüsteemide tegevuses, on vaja oma keha varustada energiaallikatega. Suurim energiakulu on omane energiat tootvatele organitele – südamele, neerudele, maksale, kõhunäärmele. Koensüümi Q10 kogus määrab kõigi nende organite funktsioneerimise kvaliteedi rakutasandil. Koensüümi kaudu antakse see ja selle ühendi puudumine avaldab tugevat negatiivset mõju bioloogilistele protsessidele. Kaasaegne meditsiin teab mitmeid viise, kuidas hoida koensüüm Q10 normaalset taset inimkehas.

Katalüütiliste reaktsioonide koensüümid transpordivad erinevaid aatomite, elektronide või prootonite rühmi. Koensüümid seonduvad ensüümidega:

kovalentsed sidemed;

Ioonsed sidemed;

Hüdrofoobsed vastasmõjud jne.

Üks koensüüm võib olla mitme ensüümi koensüüm. Paljud koensüümid on multifunktsionaalsed (nt NAD, PF). Holoensüümi spetsiifilisus sõltub apoensüümist.

Kõik koensüümid on jagatud kahte suurde rühma: vitamiinid ja mittevitamiinid.

Vitamiini koensüümid- vitamiinide derivaadid või vitamiinide keemilised modifikatsioonid.

1. rühm: tiamiin – vitamiini B1 derivaadid... See sisaldab:

tiamiinmonofosfaat (TMP);

tiamiindifosfaat (TDP) või tiamiinpürofosfaat (TPP) või kokarboksülaas;

Tiamiintrifosfaat (TTF).

TPF-il on suurim bioloogiline tähtsus. See on osa ketohapete dekarboksülaasist: PVC, a-ketoglutaarhape. See ensüüm katalüüsib CO 2 eemaldamist.

Kokarboksülaas osaleb pentoosfosfaadi tsükli transketolaasi reaktsioonis.

2. rühm: B2-vitamiinist saadud flaviini koensüümid... See sisaldab:

- flaviini mononukleotiid (FMN);

- flaviinadeniini dinukleotiid (FAD).

Rebitool ja isoaloksasiin moodustavad B2-vitamiini. B2-vitamiin ja ülejäänud fosfor - moodustate FMN-i. FMN kombinatsioonis AMP vormiga FAD.

[riis. isoaloksasiini ring on ühendatud rebitooliga, rebitool fosforhappega ja fosforhape AMP-ga]

FAD ja FMN on dehüdrogenaaside koensüümid. Need ensüümid katalüüsivad vesiniku eemaldamist substraadist, st. osaleda oksüdatsiooni-redutseerimisreaktsioonides. Näiteks SDH – suktsinaatdehüdrogenaas – katalüüsib merevaikhappe muutumist sinuks fumaariks. See on FAD-sõltuv ensüüm. [riis. COOH-CH 2 -CH 2 -COOH® (noole kohal - SDH, all - FAD ja FADN 2) COOH-CH = CH-COOH]. Flaviini ensüümid (flaviinist sõltuvad DH) sisaldavad FAD-i, mis on neis sisalduvate prootonite ja elektronide peamine allikas. Keemilise protsessi käigus. reaktsioonide käigus muudetakse FAD FADN 2-ks. FAD tööosa on isoaloksasiini 2 tsükkel; keemia protsessis. reaktsioon on kahe vesinikuaatomi lisamine lämmastikule ja kaksiksidemete ümberpaigutamine tsüklites.

3. rühm: pantoteensed koensüümid, mis on saadud vitamiinist B3- pantoteenhape. Need on osa koensüümist A, HS-CoA. See koensüüm A on atsüültransferaaside koensüüm, millega koos kannab see erinevaid rühmi ühest molekulist teise.

4 grupp: nikotiinamiid, PP-vitamiini derivaadid - nikotiinamiid:

Esindajad:

Nikotiinamiidadeniindinukleotiid (NAD);

Nikotii(NADP).

Koensüümid NAD ja NADP on dehüdrogenaaside (NADP-sõltuvad ensüümid) koensüümid, näiteks malaat-DH, isotsitraat-DH, laktaat-DH. Osaleda dehüdrogeenimis- ja redoksreaktsioonides. Sel juhul seob NAD kaks prootonit ja kaks elektroni ning moodustub NADH2.

Riis. töörühm NAD ja NADP: PP-vitamiini joonistamine, millele on kinnitunud üks H-aatom ja selle tulemusena toimub kaksiksidemete ümberkorraldamine. Koostatakse uus PP + H + vitamiini konfiguratsioon]

5 grupp: püridoksiin, vitamiini B6 derivaadid... [riis. püridoksaal. Püridoksaal + fosforhape = püridoksaalfosfaat]

- püridoksiin;

- püridoksaal;

- püridoksamiin.

Need vormid muunduvad reaktsioonide käigus. Kui püridoksaal reageerib fosforhappega, saadakse püridoksaalfosfaat (PF).

PP on aminotransferaaside koensüüm, mis kannab aminorühma AA-st üle ketohappeks - reaktsioon transamineerimine... Samuti sisalduvad AK-dekarboksülaasides koensüümidena B6-vitamiini derivaadid.

Mittevitamiini koensüümid- ained, mis tekivad ainevahetuse käigus.

1) Nukleotiidid- UTP, UDF, TTF jne. UDP-glükoos osaleb glükogeeni sünteesis. UDP-hüaluroonhapet kasutatakse erinevate ainete neutraliseerimiseks põikreaktsioonides (glükuronüültransferaas).

2) Porfüriini derivaadid(heem): katalaas, peroksidaas, tsütokroomid jne.

3) Peptiidid... Glutatioon on tripeptiid (GLU-CIS-GLI), osaleb o-reaktsioonides, on oksidoreduktaaside (glutatioonperoksidaas, glutatioonreduktaas) koensüüm. 2GSH "(noole kohal 2H) G-S-S-G. GSH on glutatiooni redutseeritud vorm ja G-S-S-G on oksüdeeritud.

4) Metalliioonid Näiteks Zn 2+ on osa ensüümist AldH (alkoholdehüdrogenaas), Cu 2+ - amülaas, Mg 2+ - ATP-aas (näiteks müosiini ATP-aas).

Võib osaleda:

Ensüümi substraadikompleksi kinnitumine;

Katalüüsis;

Ensüümi aktiivse saidi optimaalse konformatsiooni stabiliseerimine;

Kvaternaarse struktuuri stabiliseerumine.

KOMENTAARID(sün. koensüümid) – bioloogilist päritolu madala molekulmassiga orgaanilised ühendid, mis on vajalikud täiendavate spetsiifiliste komponentidena (kofaktoritena) mitmete ensüümide katalüütiliseks toimeks. Paljud K. on vitamiinide derivaadid. Biol, olulise rühma vitamiinide (rühm B) mõju määrab nende muundumine K.-ks ja ensüümideks keharakkudes. Üritati (ja mitte ebaõnnestunult) mõnda K.-d otse ära kasutada, et panna pikali. eesmärgid. Antud juhul tekkivad raskused seisnevad selles, et K. sisalduse kvantitatiivseid määramisi veres ja elundites ei tehta alati ning veelgi harvem määratakse uuritavat K.-d sünteesivate või hävitavate ensüümide aktiivsus normaalsetes ja patoloogilised seisundid. Mis tahes haiguse puhul avastatud selle või teise K. puudust püütakse tavaliselt kõrvaldada vastava vitamiini kehasse viimisega. Kuid kui rikutakse puuduva K. sünteesi süsteeme, mis sageli juhtub, siis kaotab sellise vitamiini sisseviimine oma tähenduse: raviefekti saab saavutada ainult puuduva koensüümi sisseviimisega. Lamamisega. eesmärgid on kokarboksülaas (vt. Tiamiin), FAD, vitamiini B 12 koensüümvormid (vt. Tsüanokobalamiin) ja mõned teised K. Lamada. K.-d manustatakse parenteraalselt, kuid isegi sellisel juhul ei ole alati kindel, et nad suudavad tungida oma toimekohta (rakusisesesse keskkonda) lõhenemata.

Väikese muuliga. Kaal, K., erinevalt valgulise iseloomuga biokatalüsaatoritest (ensüümid), iseloomustab termiline stabiilsus ja dialüüsi kättesaadavus. Taimede hingamisteede kromogeene (polüfenoole), glutamiinhapet, ornitiini, glükoosi bisfosfaate (difosfaate) ja glütseroolhapet ning muid metaboliite, mis teatud tingimustel toimivad ensümaatiliste ülekandeprotsesside kofaktoritena, nimetatakse sageli K. vastavateks protsessideks. Mõistet "koensüüm" on õigem kasutada ainult ühendite biol kohta, mille funktsioon on täielikult või peamiselt taandatud nende spetsiifilisele osalemisele ensüümide tegevuses (vt.).

Termini "koensüüm" pakkus G. Bertrand 1897. aastal välja mangaanisoolade funktsiooni tähistamiseks, mida ta pidas fenolaasi (lakaasi) spetsiifiliseks kofaktoriks; nüüd aga ei aktsepteerita ensüümsüsteemide anorgaanilisi komponente K-ks klassifitseerima. Tõelise (orgaanilise) K. olemasolu tegid esmakordselt kindlaks inglased. biokeemikud A. Harden ja W. Young 1904. aastal, kes näitasid, et dialüüsi käigus eemaldatakse pärmirakkude ensümaatilistest ekstraktidest alkohoolset kääritamist katalüüsiva ensüümikompleksi toimeks vajalik termostabiilne orgaaniline aine (vt.). Sellele kääritamise abikatalüsaatorile andsid Harden ja Young nimeks cozymaze; selle struktuur loodi 1936. aastal H. Euler-Helpini ja O. Warburgi laborites peaaegu üheaegselt.

K. toimemehhanism ei ole sama. Paljudel juhtudel toimivad nad teatud kemikaalide vaheaktseptoridena (kandjatena). rühmad (fosfaat, atsüül, amiin jne), vesinikuaatomid või elektronid. Muudel juhtudel osaleb K. ensümaatiliste reaktsioonide substraadimolekulide aktiveerimises, moodustades nende molekulidega reaktiivseid vaheühendeid. Selliste ühendite kujul läbivad substraadid teatud ensümaatilised transformatsioonid; sellised on glutatiooni (vt) funktsioonid glüoksalaasi ja formaldehüüddehüdrogenaasi koensüümina, CoA - koos mitmete rasvhapete (vt) ja muude orgaaniliste muundumisega - t jne.

Tüüpilised K. moodustavad hapraid tugevalt dissotsieerunud ühendeid lahustuvate ensüümide spetsiifiliste valkudega (apoensüümidega), millest saab neid kergesti eraldada dialüüsi (vt) või geelfiltratsiooniga (vt). Paljudes rühmaülekande reaktsioonides, mis toimuvad kahe ensüümvalgu konjugeeritud toimel, toimub K. osakeste vahelduv pöörduv kinnitumine nende valkude molekulidega kahel kujul - aktseptor ja doonor (näiteks oksüdeeritud ja redutseeritud, fosforüülitud ja fosforüülimata kujul). ). Allolev diagramm näitab (mõnevõrra lihtsustatud kujul) pöörduva vesiniku ülekande mehhanismi vesiniku doonormolekuli (AH2) ja aktseptormolekuli (B) vahel kahe dehüdrogenaasi (Fa ja Fb) ja koensüümi (Co) toimel:

Üldine vastus:

Redoksprotsessi täistsüklis (reaktsioonid 1-6) koensüümi kodehüdrogenaas ei muutu ega sisaldu reaktsiooniproduktide tasakaalus, st see toimib katalüsaatorina. Kui arvestada tsükli järjestikuseid faase, millest igaüks toimub ühe ensüümi osalusel (reaktsioonid 1-3 ja 4-6), siis Ko ja KoH2 toimivad teisena molekulidega AH2, A, B, BH2 substraat. Samas tähenduses on erinevus substraatide ja dissotsieeruva K. vahel, mis osaleb fosfaadi, atsüüli, glükosüüli ja teiste rühmade ülekandereaktsioonides, suhteline.

Paljudes kahekomponendilistes ensüümides, mis on üles ehitatud nagu proteiinid, moodustab apoensüüm tugeva, raskesti dissotsieeruva ühendi koos mittevalgu termostabiilse komponendiga. Valguensüümide mittevalgulised komponendid, mida tavaliselt nimetatakse proteesrühmadeks (nt flaviini nukleotiidid, püridoksaalfosfaat, metalloporfüriinid), interakteeruvad substraadiga, jäädes kogu ensümaatilise reaktsiooni vältel lõhustamata üksiku valgu molekuli osaks. Mõistet "koensüüm" laiendatakse tavaliselt ensüümide tihedalt seotud orgaanilistele proteesrühmadele, mis interakteeruvad keemiliselt substraadi molekulidega, mida on raske eristada kergesti dissotsieeruvast K.-st, kuna mõlemat tüüpi kofaktorite vahel toimuvad järkjärgulised üleminekud.

Samamoodi on võimatu tõmmata teravat piiri K. ja teatud ainevahetuse vaheproduktide (metaboliitide) vahele, mis ensümaatilistes protsessides toimivad kas tavaliste substraatidena, mis läbivad selles protsessis põhimõtteliselt pöördumatuid muutusi, seejärel aga konjugeeritud vajalike abikatalüsaatoritena. ensümaatilised transformatsioonid, millest need metaboliidid vabanevad muutumatul kujul. Seda tüüpi metaboliidid võivad toimida teatud rühmade vaheaktseptoritena ensümaatilise ülekande protsessides, toimides sarnaselt ülaltoodud skemaatiliselt kujutatud protsessiga (näiteks polüfenoolide roll vesiniku kandjatena taimerakkude hingamisel, glutamiinhappe roll amiinrühmade ülekandmisel transamiinimisreaktsioonide jms kaudu) või keerukamates tsüklilistes transformatsioonides, mis hõlmavad mitmeid ensüüme (näiteks ornitiini funktsioon uurea moodustumise tsüklis). 1,6-bisfosfoglükoosi koensüümilaadsel toimel on veidi erinev iseloom, mis toimib vajaliku kofaktorina ja samal ajal ka vaheetapina fosfaadijääkide molekulidevahelise ülekande protsessis 1-fosfoglükoosi ja 6-fosfoglükoosi vastastikusel muundamisel. fosfoglükoos fosfoglükomutaasi toimel, kui kofaktori molekul läheb üle lõppprodukti molekuliks, andes algsaadusele ühe fosfaadijäägi, millest moodustub uus kofaktori molekul. Täpselt sama funktsiooni täidab 2,3-bisfosfoglütseriinhape 2-fosfoglütserooli ja 3-fosfoglütseroolhappe vastastikusel muundamisel, mida katalüüsib teine ​​fosfomutaas.

On väga mitmekesine keemia. struktuur. Enamasti on nende hulgas aga kahte tüüpi ühendeid: a) nukleotiidid ja mõned teised fosforhappe orgaanilised derivaadid; b) peptiidid ja nende derivaadid (näiteks foolhape, CoA, glutatioon). Loomadel ja paljudes mikroorganismides on paljude K molekulide ehitamiseks vaja ühendeid, mida need organismid ei sünteesi ja mida tuleb koos toiduga, st vitamiinidega (vt.). Enamik vees lahustuvaid B-vitamiine on osa K.-st, mille struktuur ja funktsioonid on teada (see kehtib tiamiini, riboflaviini, püridoksaali, nikotiinamiidi, pantoteenhappe kohta) või võivad nad ise toimida aktiivsete K. molekulidena (vitamiin B 12 , foolhape). Sama kehtib ilmselt ka teiste vees ja rasvlahustuvate vitamiinide kohta, mille roll biol, katalüüsi protsessides pole veel täielikult välja selgitatud.

Kõige olulisemad K. on loetletud allpool, märkides nende struktuuri tüübi ja peamised ensümaatiliste transformatsioonide tüübid, milles nad osalevad. Artiklites üksikute K. kohta antakse üksikasjalikum teave nende struktuuri ja toimemehhanismi kohta.

Nukleotiidi koensüümid... Adenüülribonukleotiidid (adenosiin-5"-mono-, di- ja trifosforhape teile) osalevad arvukates orto- ja pürofosfaadijääkide, aminohappejääkide (aminoatsüülide), süsi- ja väävelhappe aktiveerimise ja ülekandmise reaktsioonides. ja ka paljudes teistes Sarnaseid funktsioone täidavad teatud juhtudel inosiin-5 "-fosfor- ja guanosiin-5" -fosforhappe derivaadid.

Guanüülribonukleotiidid (guanosiin-5"-mono-, di- ja trifosforhape teile) mängivad K. rolli ülejäänud suktsinüüli ülekandmise reaktsioonides (suktsinüül), ribonukleoproteiinide biosünteesis mikrosoomides, biosünteesis adenüüli inosiinist ja võib-olla ka mannoosijääkide ülekandumise ajal.

Tsütidüülribonukleotiidid (tsütidiin-5 "-fosfoorne teile) fosfatiidide biosünteesis mängivad rolli K. O-fosfoetanoolkoliini, O-fosfoetanoolamiini jne jääkide ülekandmine.

Uridüülribonukleotiidid (uridiin-5"-fosforhape teile) täidavad K. ülesandeid transglükosüülimise protsessides, st monooside (glükoos, galaktoos jne) jääkide ja nende derivaatide (heksosamiinide jäägid, glükuroonhape jne.) di- ja polüsahhariidide, glükuronosiidide, heksosaminiidide (mukopolüsahhariidide) biosünteesis, samuti suhkrujääkide ja nende derivaatide aktiveerimisel mõnes muus ensümaatilises protsessis (näiteks glükoosi ja galaktoosi omavaheline muundamine). , jne.).

Nikotiinamiidadeniindinukleotiid (NAD) osaleb vesiniku ülekande reaktsioonides, mis on kõige olulisemad raku metabolismi jaoks, kuna spetsiifilised K. arvukad dehüdrogenaasid (vt).

Nikotii(NADP) osaleb teatud dehüdrogenaaside spetsiifilise K.-na vesiniku ülekandereaktsioonides, mis on olulised raku metabolismi jaoks.

Flaviini mononukleotiid (FMN) osaleb mõnede flaviini ("kollase") oksüdatiivsete ensüümide biol, vesiniku ülekandes K. (proteesirühm).

Flaviinadeniindinukleotiid (FAD) osaleb enamiku flaviini ("kollase") oksüdatiivsete ensüümide biol, vesiniku ülekandes K. (proteesirühm).

Koensüüm A (CoA, redutseeritud vorm - KoA-SH, atsüülimiskoensüüm; adenosiin-Z", 5" -bisfosforhappe ühend pantotenüülaminoetaantiooli või panteteiiniga) moodustub koos äädikhappe ja teiste R-CO tüüpi orgaaniliste to-tioestrite jääkidega -S-CoA, kus R on orgaanilise aine jääk ja mängib K. rolli happejääkide ülekandmisel ja aktiveerimisel, nagu ka atsüülimisreaktsioonides (atsetüülkoliini süntees, hippuri süntees, paarisapp to-t jne) ja paljude teiste happejääkide ensümaatiliste transformatsioonidega (kondensatsioonireaktsioonid, oksüdatsioonireduktsioon või küllastumata hapete pöörduv hüdratatsioon t-ks). CoA osalusel toimub hulk rakuhingamise, rasvhapete biosünteesi ja oksüdatsiooni, steroidide, terpeenide, kummi jm sünteesi vahereaktsioone.

Koensüüm B 12. Võimalik, et mitmesugused biol, funktsioonid vitamiin B 12, chem. mille mehhanism pole veel selge, näiteks vereloome protsessis, metüülrühmade biosünteesi käigus, sulfhüdrüülrühmade (SH-rühmade) transformatsioonid jne on tingitud tema rollist K. valgu-ensüümide biosüntees.

Muud fosfaadijääke sisaldavad koensüümid. Difosfotiamiin toimib püroviinamari-, alfa-ketoglutaar- ja teiste alfa-ketohapete dekarboksüülimiseks (lihtne ja oksüdatiivne), samuti fosforüülitud ketosuhkrute süsinikuahela lõhustamise reaktsioonides spetsiaalse ensüümide rühma (ketolaas, transketolaas, fosfoketolaas).

Püridoksaalfosfaat kondenseerub aminohapetega (ja amiinidega) aktiivseteks vaheühenditeks nagu Schiffi alused (vt Schiffi alused); on K. (proteetiline rühm), mis koosneb ensüümidest, mis katalüüsivad transamiinimise ja dekarboksüülimise reaktsioone, samuti paljusid teisi ensüüme, mis viivad läbi erinevaid aminohapete transformatsioone (lõhustumis-, asendus-, kondensatsioonireaktsioone), mis mängivad olulist rolli rakus. ainevahetus.

Peptiidi koensüümid... Formülatsiooni koensüüm. Taastatud foolhape ja selle derivaadid, mis sisaldavad kolme või seitset glutamiinhappe jääki, mis on ühendatud gamma-peptiidsidemetega, mängivad K. rolli vahevahetuses nn. ühe süsiniku ehk "C1" jäägid (formüül-, oksümetüül- ja metüülrühm), osaledes nii nende jääkide ülekandereaktsioonides kui ka nende redoks-interkonversioonides. H4-foolhappe formüül- ja oksümetüülderivaadid on sipelghappe ja formaldehüüdi "aktiivsed vormid" metüülrühmade biosünteesi ja oksüdatsiooni protsessides, seriini, glütsiini, histidiini, metioniini, puriini aluste jne vahetamisel.

Glutatioon. Redutseeritud glutatioon (G-SH) toimib nagu K., kui metüülglüoksaal muundatakse piimaks glüoksalaasi toimel, formaldehüüdi ensümaatilise dehüdrogeenimisega, teatud bioli, türosiini oksüdatsiooni jne etappides. Lisaks glutatioon (vt. ) mängib olulist rolli erinevate tiool- (sulfhüdrüül-) ensüümide kaitsmisel SH-rühmade oksüdeerumise või nende raskmetallide ja teiste SH-mürkidega seondumise tagajärjel inaktiveerumise eest.

Muud koensüümid... Lipoehape on teine ​​püroviinamari- ja alfa-ketoglutaarhappe K. dehüdrogenaas (koos difosfotiamiiniga); nende ensüümide toimel toimib lipoehappe jääk, mis on seotud amiidsidemega (CO - NH) spetsiifiliste ensüümvalkudega, vesiniku ja atsüüljääkide (atsetüül, suktsinüül) vaheaktseptor (kandja). Selle K. muud väidetavad funktsioonid pole hästi mõistetavad.

E-vitamiini (tokoferool), K-vitamiini (fülokinooni) ja nende redoks-transformatsiooni saadusi või n-bensokinooni lähedalt seotud derivaate (ubikinooni, koensüüm Q) loetakse K-ks (vesinikukandjateks), mis osalevad teatud vahereaktsioonides. hingamisteede oksüdatiivne ahel ja nendega konjugeeritud hingamisteede fosforüülimine (vt.). On kindlaks tehtud, et fülokinoon (K-vitamiin) mängib K. rolli alfa-karboksüglutamiinhappe jääkide biosünteesis, mis on osa vere hüübimissüsteemi valgukomponentide molekulidest.

Biotiin on vees lahustuv vitamiin, mis mängib K. või proteesrühma rolli mitmetes ensüümides, mis katalüüsivad karboksüleerimisreaktsioone – mõne orgaanilise to-t dekarboksüleerimist (püruviinhape, propioonhape jne). Nendel ensüümidel on biotinüülproteiidi struktuur, milles biotiinile vastav atsüüljääk (biotinüül) on amiidsidemega seotud valgumolekuli ühe lüsiinijäägi N6-aminorühmaga.

Askorbiinhape toimib loomsete kudede türosiini oksüdatsiooni ensüümsüsteemi ja mõnede teiste ensüümsüsteemide (hüdroksülaaside) aktivaatorina, mille toimel aromaatsete ja heterotsükliliste ühendite tuumas, sealhulgas peptiidiga seotud proliinijäägid kollageeni biosünteesis , tokoferoolid, fülokinoonid, flavoproteiinid.

Bibliograafia: Baldwin E. Dünaamilise biokeemia alused, tlk. inglise keelest, lk. 55 ja teised, M., 1949; Vitamiinid, toim. MI Smirnova, M., 1974; Dixon M. ja Webb E. Enzymes, trans. inglise keelest, M., 1966; Koensüümid, toim. V. A. Yakovleva, M., 1973; Kochetov GA Tiamiini ensüümid, M., 1978, bibliogr .; Ensüümid, toim. A.E.Braunstein, lk. 147, M., 1964, bibliogr.

A.E.Braunstein.