Kofermentas a dalyvauja reakcijose. Kodėl mums reikia kvazivitaminų: kofermento Q, kofermento A, karnitino. Acetil CoA cheminė formulė yra C21H36N7O16P3S

Acetilkofermentas A, acetilkofermentas A, sutrumpintas kaip acetil-CoA- svarbus metabolizmo junginys, naudojamas daugelyje biocheminių reakcijų. Jo pagrindinė funkcija yra tiekti anglies atomus su acetilo grupe į trikarboksirūgšties ciklą, kad juos būtų galima oksiduoti ir išlaisvinti energiją. Pagal savo cheminę struktūrą acetil-CoA yra tioesteris tarp kofermento A (tiolio) ir acto rūgšties (acilo grupės nešiklio). Acetil-CoA susidaro per antrąjį deguonies ląstelių kvėpavimo etapą, piruvato dekarboksilinimą, kuris vyksta mitochondrijų matricoje. Tada acetil-CoA patenka į trikarboksirūgšties ciklą.

Acetil-CoA yra svarbus neurotransmiterio acetilcholino biologinės sintezės komponentas. Choliną, kartu su acetil-CoA, katalizuoja fermentas cholino acetiltransferazė, kad susidarytų acetilcholinas ir kofermentas A.

Funkcijos

Piruvato dehidrogenazės ir piruvato formiato liazės reakcijos

Piruvato deguonies pavertimas acetil-CoA vadinamas piruvato dehidrogenazės reakcija. Jį katalizuoja piruvato dehidrogenazės kompleksas. Galimos ir kitos piruvato ir acetil-CoA konversijos. Pavyzdžiui, piruvato formiato liazės paverčia piruvatą į acetil-CoA ir skruzdžių rūgštį.

Riebalų rūgščių metabolizmas

Gyvūnams acetil-CoA yra angliavandenių ir riebalų apykaitos pusiausvyros pagrindas. Paprastai acetil-CoA iš riebalų rūgščių metabolizmo patenka į trikarboksirūgšties ciklą, prisidedant prie ląstelių aprūpinimo energija. Kepenyse, kai cirkuliuojančių riebalų rūgščių yra daug, acetil-CoA gamyba skaidant riebalus viršija ląstelės energijos poreikį. Norint panaudoti energiją, gaunamą iš acetil-CoA pertekliaus, susidaro ketoniniai kūnai, kurie vėliau gali cirkuliuoti kraujyje. Tam tikromis aplinkybėmis dėl to gali padidėti ketoninių kūnų kiekis kraujyje – būklė vadinama ketoze, kuri skiriasi nuo ketoacidozės – pavojingos būklės, kuri gali turėti įtakos diabetikams. Augaluose naujų riebalų rūgščių sintezė vyksta plastiduose. Daugelis sėklų kaupia didelius kiekius sėklų aliejaus, kad palaikytų daigų daigumą ir ankstyvą augimą prieš jiems pereinant prie maisto iš fotosintezės. Riebalų rūgštys yra įtrauktos į membranos lipidus, pagrindinę daugumos membranų sudedamąją dalį.

Kitos reakcijos

• Dvi acetil-CoA molekulės gali būti sujungtos, kad būtų sukurtas acetoacetil-CoA, kuris bus pirmasis HMG-CoA/cholesterolio biosintezės žingsnis prieš izoprenoidų sintezę. Gyvūnams HMG-CoA yra gyvybiškai svarbus cholesterolio ir ketoninių kūnų sintezės pirmtakas.
• Acetil-CoA taip pat yra acetilo grupės, įtrauktos į tam tikras histono ir nehistoninių baltymų lizino liekanas, šaltinis, modifikuojant acetilinimą po transliacijos – acetiltransferazės katalizuojamą reakciją.
• Augaluose ir gyvūnuose citozolinį acetil-CoA sintetina ATP citrato liazė. Kai gyvūnų kraujyje yra daug gliukozės, ji glikolizės būdu citozolyje paverčiama piruvatu, o po to mitochondrijose į acetil-CoA. Dėl acetil-CoA pertekliaus susidaro citratų perteklius, kurie pernešami į citozolį ir susidaro citozolinis acetil-CoA.
• Acetil-CoA gali būti karboksilintas citozolyje į acetil-CoA karboksilazę, todėl susidaro malonil-CoA, kuris reikalingas flavonoidų ir susijusių poliketidų sintezei, riebalų rūgščių pailgėjimui (vaškų susidarymui), odelių formavimuisi ir sėklų aliejus Cabbage genties atstovams, taip pat baltymų ir kitų fitocheminių medžiagų maloninimas.
• Augaluose jie apima seskviterpenus, brassinosteroidus (hormonus) ir membraninius stirenus.

taip pat žr

Literatūra

• T. T. Berezovas, B. F. Korovkinas Biologinė chemija. - M .: Medicina, 1998. - 704 p. – 15 000 egzempliorių. - ISBN 5-225-02709-1
• Yu. B. Filippovičius Biochemijos pagrindai. - M .: Agaras, 1999. - 512 p. – 5000 egzempliorių. - ISBN 5-89218-046-8

Wikimedia fondas. 2010 m.

Pažiūrėkite, kas yra „Acetil-CoA“ kituose žodynuose:

Žiūrėkite acetilkofermentą A... Didysis medicinos žodynas Vikipedija

COFERMENT A, CoA, kofermentas, susidedantis iš nukleotido adenozino 3,5 difosfato ir pantoteno rūgšties β-merkaptoetilamido; dalyvauja pernešant acilo grupes (rūgščių likučius), kurios su didele energija jungiasi prie CoA sulfhidrilo grupės. Biologinis enciklopedinis žodynas

Acetil CoA Acetil CoA kofermento A (CoA) acetilinimo kofermentas; vienas iš svarbiausių kofermentų; dalyvauja acilo grupių perdavimo reakcijose. CoA molekulė susideda iš adenilo rūgšties liekanos, pirofosfato grupe susietos su ... Wikipedia

Acetil CoA Acetil CoA kofermento A (CoA) acetilinimo kofermentas; vienas iš svarbiausių kofermentų; dalyvauja acilo grupių perdavimo reakcijose. CoA molekulė susideda iš adenilo rūgšties liekanos, pirofosfato grupe susietos su ... Wikipedia

- (acetil-CoA: orgofosfato acetiltransferazė, fosfotransacetilazė, fosfoacilazė), perdavimo klasės fermentas, katalizuojantis acetilo grupės perkėlimą iš acetilo kofermento A (acetilo CoA; žr. Kofermentai, pantoteno rūgštis) į H3PO4 likutį: ... Cheminė enciklopedija

BAIGTA, NAD - kofermentas, esantis visose gyvose ląstelėse, yra dalis dehidrogenazių grupės fermentų, kurie katalizuoja redokso reakcijas; atlieka elektronų ir vandenilio nešiklio funkciją, kurį gauna iš oksiduotų medžiagų. Sumažėjusi forma (NADH) gali jas perkelti į kitas medžiagas.

Tai dinukleotidas, kurio molekulė sudaryta iš nikotino rūgšties amido ir adenino, sujungtos grandinės, susidedančios iš dviejų D-ribozės liekanų ir dviejų fosforo rūgšties liekanų; naudojamas klinikinėje biochemijoje nustatant kraujo fermentų aktyvumą.

Ryžiai. 12.

NADP, NADP – gamtoje plačiai paplitęs kai kurių dehidrogenazių kofermentas – fermentai, katalizuojantys redokso reakcijas gyvose ląstelėse. NADP perima oksiduoto junginio vandenilį ir elektronus ir perduoda juos kitoms medžiagoms. Augalų ląstelių chloroplastuose NADP redukuojamas šviesos fotosintezės reakcijų metu, o vėliau tamsių reakcijų metu tiekiamas vandenilis angliavandenių sintezei. NADP, kofermentas, kuris skiriasi nuo NAD tuo, kad turi kitą fosforo rūgšties liekaną, prijungtą prie vienos iš D-ribozės liekanų hidroksilo, buvo rastas visų tipų ląstelėse.

Ryžiai. 13.

FAD, FAD - kofermentas, dalyvaujantis daugelyje redokso biocheminių procesų. FAD egzistuoja dviem formomis: oksiduota ir redukuota, o jo biocheminė funkcija paprastai yra pereiti tarp šių formų.

Ryžiai. 14.

Kofermentas A (kofermentas A, CoA, CoA, HSKoA) – acetilinimo kofermentas; vienas iš svarbiausių kofermentų, dalyvaujančių acilo grupių pernešime riebalų rūgščių sintezės ir oksidacijos metu bei piruvato oksidacijos metu citrinų rūgšties cikle.

CoA molekulę sudaro adenilo rūgšties liekana (1), sujungta pirofosfato grupe (2) su pantoteno rūgšties liekana (3), kuri savo ruožtu yra sujungta peptidiniu ryšiu su aminorūgštimi β-alaninu (4) (šios dvi grupės žymi pantoteno rūgšties liekaną), peptidiniu ryšiu susietos su likusia p-merkaptoetanolamino dalimi (5).

Kofermentai yra tokie junginiai, kurie būtini tam, kad fermentai galėtų įgyvendinti visas jiems prigimties būdingas funkcijas, įskaitant ir katalizines. Gamtoje vitaminų kofermentai perneša atomus, elektronus, kai kurias funkcines grupes tarp substratų.

Terminologijos ypatumai

Fermentai yra baltymai, kurie katalizuoja chemines reakcijas, būdingas bet kurio gyvo audinio ląstelėms. Fermentams būdinga struktūra: kofermentai, kurių molekulinė masė labai maža, ir apofermentai. Kofermentai ir funkcinės grupės, esančios aminorūgščių liekanų struktūroje (jos atsiranda dėl apofermento buvimo), kartu sukuria fermentinę aktyvią vietą, galinčią surišti substratą. Remiantis tokios reakcijos, kurioje dalyvauja nebaltyminės molekulės, rezultatai suaktyvėja substrato ir fermento kompleksas.

Kofermentai patys neturi katalizinių parametrų, suaktyvėja tik tada, kai dalyvaujant apofermentui susidaro kompleksas. Tas pats pasakytina ir apie apofermentus – šie junginiai patys savaime nesukelia jokių cheminių reakcijų ir nieko negali suaktyvinti. Kompleksų, įskaitant kofermentus, apofermentus, susidarymas yra natūralus būdas koreguoti gyvo organizmo vidinių sistemų fermentinį aktyvumą.

Cheminių procesų ypatumai

Kaip atskleidė daugybė tyrimų, kofermentas Q10 yra nepaprastai svarbus žmonėms ir žmonių sveikatai, tuo pačiu reikia atsižvelgti į tai, kad gyvuose audiniuose esantys fermentai kataliziškai veikia tik tada, kai atsiranda papildomas neorganinių medžiagų poveikis. junginiai. Visų pirma, tiksliai žinoma, kad be kofermento Q10 organizmui reikia teigiamai įkrautų kalio, cinko ir magnio jonų. Metalo katijonai gali reaguoti su apofermentu, o tai lemia fermento struktūros, ypač aktyvaus centro, koregavimą.

Vykstant cheminei reakcijai, kurioje dalyvauja metalo katijonas, fermentas aktyvuojamas, o tokie neorganiniai junginiai neįtraukiami į aktyvų fermento centrą. Tačiau mokslui pavyko atrasti daugybę fermentų, kuriuose kofermentų funkcijos derinamos su metalo katijonų, sudarančių junginį, funkcijomis. Geras pavyzdys yra karboanhidrazė, kurios antroje bazėje yra teigiamai įkrautas cinkas. Jonas turi neorganinį pobūdį, būtinas cheminei reakcijai suaktyvinti ir moksle gavo „kofaktoriaus“ pavadinimą.

Kofermentai: funkcionalumo specifiškumas

Kaip pavyko išsiaiškinti mokslininkams, kofermentai yra tokie junginiai, kurie turi dvi itin svarbias funkcines sritis gyvybinei organizmo veiklai palaikyti. Šie elementai mokslo bendruomenėje taip pat žinomi kaip reaktyvios vietos. Viena vertus, jų užduotis yra sudaryti ryšį su apofermentais, tuo pačiu metu dėl šios vietos susidaro ryšys su substratu. Kofermentai yra daugybė organinių junginių, kurie atlieka palyginti panašias funkcijas. Daugumai atrastų medžiagų būdingi konjuguotų pi jungčių, heteroatomų buvimas. Dažnai kofermentai yra junginiai, kuriuose yra vitaminų (kaip molekulės elemento).

Atsižvelgiant į sąveikos su apofermentais specifiką, įprasta kalbėti apie protezuojamus, tirpius fermentus. Atsižvelgiant į tipiškus kofermentų pavyzdžius, galima, pavyzdžiui, prisiminti riboflaviną. Tai klasikinis tirpių junginių kategorijos pavyzdys. Kofermentas gali tapti fermento molekulės dalimi vykstant cheminei reakcijai, vykstant transformacijoms, dėl kurių jis gauna laisvę. Forma, kuria kofermentas (kofermentas) tapo cheminės sąveikos dalimi, atkuriama nepriklausomoje reakcijoje (ji vyksta antra). Substratas taip pat dalyvauja visuose reakcijos etapuose, kuriais remdamiesi kai kurie mokslininkai siūlo tirpius kofermentus laikyti substratais. Kita dalis mokslo bendruomenės prieštarauja jiems, argumentuodama tai tokiu faktu: šios reakcijos substratas reaguoja tik esant tam tikram fermentui, o tirpus kofermentas gali sąveikauti su daugybe savo klasės fermentų. Pavyzdžiuose visa tai galima pastebėti, jei išsamiai atsižvelgsime į chemines sąveikos grandinės ypatybes, būdingas vitamino B2 kofermentui riboflavinui.

O iš kitos pusės?

Protezų grupei priklauso tokie kofermentai, kuriems būdingi labai stiprūs ryšiai su apofermentais. Paprastai jie susidaro pagal kovalentinį tipą. Kai vyksta cheminė reakcija, taip pat po jos, kofermentai yra fermentų centre. Substratas išsiskiria, prasideda regeneracijos procesas, kuriam reikalinga sąveika su substratu ar kitu kofermentu.

Jeigu koks nors fermentas išprovokuoja ir sustiprina oksidacinę, redukuojančią reakciją, cheminę sąveiką, kurios metu perduodami redukuojantys ekvivalentai (elektronai, protonai gali atlikti savo vaidmenį), visaverčiam darbui jam reikalingas kofermentas. Panašiai fermentai, kurie provokuoja perdavimo reakcijos aktyvavimą, negali veikti be kofermentų. Remiantis šiuo faktu, buvo įdiegta kofermentų klasifikavimo į perdavimo grupę ir oksidavimo, redukavimo sistema.

Kofermentai: kai kurios savybės

Gana įspūdingas procentas mokslui žinomų kofermentų yra vitaminų dariniai. Jei gyvame organizme yra medžiagų apykaitos problemų, turinčių įtakos vitaminų molekulėms, tai dažnai siejama su mažu fermentiniu aktyvumu.

Svarbu!

Kaip buvo galima atskleisti eksperimentų metu, kofermentai, esantys dideliame kiekyje, turi temperatūros stabilumą, tačiau jiems būdingos cheminių reakcijų savybės gana stipriai skiriasi. kofermentai taip pat labai skiriasi. Ypatingo mokslininkų dėmesio sulaukia nikotinamido adenino dinukleotidų grupė. Konkrečios katalizinės reakcijos specifiškumas lemia šio kofermento vaidmenį joje. Daugeliu atvejų jis elgiasi kaip tipiškas protezų grupės atstovas, tačiau kartais jis palieka fermentų centrą veikiamas vykstančių cheminių procesų.

Fermentai ir kofermentai: vienas neegzistuoja be kito

Biocheminės reakcijos įgyvendinamos dalyvaujant daugeliui asistentų, kitaip sudėtingas gyvų audinių cheminės sąveikos mechanizmas tęsiasi su sutrikimais. Fermentui, kurio struktūra yra sudėtingas arba paprastas baltymas, reikia mineralų, kofermentų ir vitaminų. Kofermentai – tai kofermentas Q10, įvairių vitaminų dariniai, taip pat folio rūgštis. Ypatingo dėmesio medicinoje šiuo metu sulaukia B grupės vitaminų gaminami kofermentai.

Kofermentas reikalingas tam, kad ląstelė galėtų gaminti energiją ir išleisti ją į organizmą gyvybei užtikrinti. Be to, energija eikvojama ne tik fiziniam aktyvumui. Reikia nepamiršti, kad protinė veikla, įvairių liaukų darbas, virškinimo sistema reikalauja įspūdingų energijos kiekių. Naudingų elementų, patenkančių į organizmą per virškinamąjį traktą ir kitais būdais, įsisavinimo procesai yra gana daug energijos reikalaujantys. Pats asimiliacijos procesas taip pat eikvoja organizmo energijos atsargas, susidarančias dėl kofermentų ir jų dalyvavimo reakcijose su fermentais. Beje, net kraujas teka, ir jam suteikiamos būtent tokios reakcijos, be jų mūsų kraujas tiesiog negalėtų tekėti per indus!

Biologijos paslaptys

Kofermentas yra tokia specifinė medžiaga, kurios dėka gyvas organizmas turi energijos vidiniams procesams vykdyti. Žmogaus kūne, kaip pavyko apskaičiuoti mokslininkams, yra apie šimtą trilijonų ląstelių, kurių kiekviena generuoja energiją normaliam gyvenimui palaikyti. Tuo pačiu metu ląstelė nevartoja tų medžiagų, kurias žmogus gauna su maistu, kad papildytų energijos atsargas, o pirmiausia savarankiškai gamina energiją. Išoriniai šaltiniai yra atsarginis variantas, į kurį kreipiamasi esant nepakankamam energijos generavimui savaime.

Žmogaus kūno ląstelių biologinės savybės yra tokios, kad jos turi viską, ko reikia energetiškai praturtintų kompleksinių junginių gamybai. Mokslininkai juos pavadino adenozino fosfatais. Tam oksiduojami riebalai, angliavandeniai, baltymai. Būtent jie išprovokuoja šilumos išsiskyrimą, kurią naudojant audiniai funkcionuoja normaliai. ATP molekulės taip pat yra ląstelių generuojamos energijos saugykla. Bet koks vidinis ląstelių procesas, sunaudojantis energiją, gali pasukti į šią molekulę reikiamai „porcijai“.

Ląstelių lygyje

Kiekviena ląstelė yra sudėtinga struktūra, kurioje yra mitochondrijos (tarpląstelinės struktūros). Būtent mitochondrijos yra aktyviausia ląstelių dalis, nes jos yra atsakingos už energijos gamybą. Mitochondrijų viduje yra grandinės, sudarytos iš elektronų, kad generuotų energiją. Procesas apima daugybę iš eilės vykstančių cheminių reakcijų, kurių metu susidaro adenozino fosfatų molekulės.

Iš elektronų sudarytos grandinės mitochondrijose gana aktyviai sąveikauja su vitaminais C, B, E. Ypatingo mokslininkų dėmesio sulaukia kofermentas Q10. Šis junginys neturi analogų ir pakaitalų, jo trūkumas organizme sukelia rimtų medžiagų apykaitos problemų. Be šio kofermento ląstelė negali gaminti energijos, o tai reiškia, kad ji miršta.

Kofermentas Q10

Riebalai gali ištirpinti Q10, todėl kofermentas gali judėti ląstelės membranoje. Tai nustato ypač svarbias jungties funkcijas, užtikrinančias elektronų perdavimą energijos gamybos procesuose. Q10 yra tokia mobili grandis, per kurią cheminės grandinės fermentai jungiasi vienas su kitu. Jei manoma, kad elektronų pora yra sujungta grandinėje, jie pirmiausia turi sąveikauti su kofermentu Q10.

Q10 molekulės ląstelės viduje nuolat juda – nuo ​​fermento iki fermento. Tai leidžia perkelti elektronus tarp fermentų. Tam tikru mastu ląstelę galima palyginti su mažu varikliu. Organinėms medžiagoms, iš kurių išgaunama energija, apdoroti reikalingas kofermentas Q10, kuris yra panašus į kibirkštį, kuri paleidžia įprasto variklio veiklą.

Poveikio Q10 ląstelei specifiškumas

Kofermentas Q10 aktyviai dalyvauja energijos gamyboje, o šio junginio judėjimo greitis ląstelių audiniuose reguliuoja tiek gaminamų ATP molekulių skaičių, tiek judėjimo elektronų grandinėje greitį. Svarbu, kad mitochondrijose būtų optimalus kofermento kiekis, kad reakcija nebūtų per stipri ar per silpna.

Jei organizme trūksta kofermento Q10, ATP gaminasi pastebimai mažesnėje koncentracijoje. Dėl to sumažėja ląstelių energijos atsargos. Tai atsispindi kasdieniame gyvenime taip: žmogus greitai, labai pavargsta, susiduria su įvairių organizmo sistemų darbo sutrikimais, kurie yra priversti susidoroti su padidėjusiu stresu. Rimtų patologijų išsivystymo tikimybė didėja. Reikia atsiminti, kad skirtingiems organams būdingas skirtingas Q10 kiekis.

Pasirūpink savo sveikata!

Kad ilgiau nesusidurtumėte su rimtais vidaus sistemų veiklos sutrikimais, būtina aprūpinti savo organizmą energijos šaltiniais. Didžiausias energijos suvartojimas būdingas energiją gaminantiems organams – tai širdžiai, inkstams, kepenims, kasai. Kofermento Q10 kiekis lemia kiekvieno iš šių organų funkcionavimo kokybę ląstelių lygiu. Dėl kofermento šio junginio trūkumas taip pat daro stiprų neigiamą poveikį biologiniams procesams. Šiuolaikinė medicina žino keletą būdų, kaip palaikyti normalų kofermento Q10 kiekį žmogaus organizme.

Kofermentai katalizinėse reakcijose atlieka įvairių atomų, elektronų ar protonų grupių pernešimą. Kofermentai jungiasi su fermentais:

kovalentiniai ryšiai;

Joninės jungtys;

Hidrofobinė sąveika ir kt.

Vienas kofermentas gali būti kelių fermentų kofermentas. Daugelis kofermentų yra polifunkciniai (pvz., NAD, PF). Holofermento specifiškumas priklauso nuo apofermento.

Visi kofermentai skirstomi į dvi dideles grupes: vitamininius ir nevitamininius.

Vitamininės prigimties kofermentai Vitaminų dariniai arba cheminės vitaminų modifikacijos.

1 grupė: tiamino – vitamino B1 dariniai. Jie apima:

tiamino monofosfatas (TMF);

tiamino difosfatas (TDF) arba tiamino pirofosfatas (TPP) arba kokarboksilazė;

Tiamino trifosfatas (TTP).

TPP turi didžiausią biologinę reikšmę. Įeina į keto rūgščių dekarboksilazę: PVC, a-ketoglutaro rūgštį. Šis fermentas katalizuoja CO2 pašalinimą.

Kokarboksilazė dalyvauja transketolazės reakcijoje iš pentozės fosfato ciklo.

2 grupė: flavino kofermentai, vitamino B2 dariniai. Jie apima:

- flavino mononukleotidas (FMN);

- flavino adenino dinukleotidas (FAD).

Rebitolis ir izoaloksazinas sudaro vitaminą B2. Vitaminas B2 ir likusi fosforo rūgštis sudaro FMN. FMN susijungia su AMP ir sudaro FAD.

[ryžiai. izoaloksazino žiedas yra prijungtas prie rebitolio, rebitolis su fosforo rūgštimi ir fosforo rūgštis su AMP]

FAD ir FMN yra dehidrogenazių kofermentai. Šie fermentai katalizuoja vandenilio pašalinimą iš substrato, t.y. dalyvauja oksidacijos-redukcijos reakcijose. Pavyzdžiui, SDH – sukcinato dehidrogenazė – katalizuoja gintaro to-you transformaciją į fumarą. Tai nuo FAD priklausomas fermentas. [ryžiai. COOH-CH 2 -CH 2 -COOH® (virš rodyklės - LDH, žemiau - FAD ir FADH 2) COOH-CH \u003d CH-COOH]. Flavino fermentuose (nuo flavino priklausomuose DG) yra FAD, kuris yra pagrindinis juose esančių protonų ir elektronų šaltinis. Per chem. reakcijos, FAD paverčiamas FADH 2 . Darbinė FAD dalis yra 2-asis izoaloksazino žiedas; chemijos procese. reakcija yra dviejų vandenilio atomų pridėjimas prie azoto ir dvigubų jungčių persitvarkymas žieduose.

3 grupė: pantoteniniai kofermentai, vitamino B3 dariniai- pantoteno rūgštis. Jie yra kofermento A, HS-CoA, dalis. Šis kofermentas A yra aciltransferazių kofermentas, kartu su juo perneša įvairias grupes iš vienos molekulės į kitą.

4 grupė: nikotinamidas, vitamino PP dariniai – nikotinamidas:

Atstovai:

Nikotinamido adenino dinukleotidas (NAD);

Nikotinamido adenino dinukleotido fosfatas (NADP).

Kofermentai NAD ir NADP yra dehidrogenazių (nuo NADP priklausomų fermentų), tokių kaip malato DG, izocitrato DG, laktato DG, kofermentai. Jie dalyvauja dehidrinimo procesuose ir redokso reakcijose. Šiuo atveju NAD prideda du protonus ir du elektronus ir susidaro NADH2.

Ryžiai. NAD ir NADP darbo grupė: vitamino PP paveikslėlis, prie kurio yra prijungtas vienas atomas H ir dėl to vyksta dvigubų jungčių persitvarkymas. Nubraižyta nauja vitamino PP + H + konfigūracija]

5 grupė: piridoksinas, vitamino B6 dariniai. [ryžiai. piridoksalis. Piridoksalis + fosforo rūgštis = piridoksalio fosfatas]

- piridoksinas;

- piridoksalis;

- piridoksaminas.

Šios formos keičiasi reakcijų procese. Kai piridoksalis reaguoja su fosforo rūgštimi, gaunamas piridoksalio fosfatas (PP).

PF yra aminotransferazių kofermentas, kuris atlieka amino grupės perkėlimą iš AA į keto rūgštį - reakciją transaminavimas. Be to, vitamino B6 dariniai yra įtraukti kaip kofermentai į AA dekarboksilazių sudėtį.

Nevitamininės prigimties kofermentai- medžiagų, kurios susidaro medžiagų apykaitos procese.

1) Nukleotidai- UTP, UDP, TTF ir kt. UDP-gliukozė patenka į glikogeno sintezę. UDP-hialurono rūgštis naudojama įvairių medžiagų neutralizavimui skersinėse reakcijose (gliukuroniltransferazė).

2) Porfirino dariniai(hemas): katalazė, peroksidazė, citochromai ir kt.

3) Peptidai. Glutationas yra tripeptidas (GLU-CIS-GLI), dalyvauja o-in reakcijose, yra oksidoreduktazių (glutationo peroksidazės, glutationo reduktazės) kofermentas. 2GSH "(virš rodyklės 2H) G-S-S-G. GSH yra redukuota glutationo forma, o G-S-S-G yra oksiduota forma.

4) metalo jonai Pavyzdžiui, Zn 2+ yra fermento AlDH (alkoholio dehidrogenazės), Cu 2+ - amilazės, Mg 2+ - ATPazės (pavyzdžiui, miozino ATPazės) dalis.

Gali dalyvauti:

Fermento substrato komplekso prijungimas;

katalizėje;

Fermento aktyviojo centro optimalios konformacijos stabilizavimas;

Kvarterinės struktūros stabilizavimas.

KOFEMENTAI(sin. kofermentai) – mažos molekulinės masės biologinės kilmės organiniai junginiai, būtini kaip papildomi specifiniai komponentai (kofaktoriai) daugelio fermentų kataliziniam veikimui. Daugelis K. yra vitaminų dariniai. Biol, reikšmingos grupės vitaminų (B grupės) poveikį lemia jų transformacija į K. ir fermentus organizmo ląstelėse. Buvo bandoma (ir nesėkmingai) tiesiogiai panaudoti kai kuriuos To. su paguldyti. tikslus. Šiuo atveju iškyla sunkumų, kad ne visada kiekybiškai nustatomas K. kiekis kraujyje ir organuose, o dar rečiau tiriamą K. sintetinančių ar naikinančių fermentų aktyvumas normaliomis ir patologinėmis sąlygomis. Esant bet kokiai ligai nustatytas šio ar kito K. trūkumas dažniausiai bandomas pašalinti, į organizmą įvesdamas atitinkamą vitaminą. Bet jei trūkstamo K. sintezės sistemos sutrinka, o tai dažnai pasitaiko, tada tokio vitamino įvedimas praranda prasmę: gydomąjį poveikį galima gauti tik įvedus trūkstamą kofermentą. Su paguldyti. tikslams naudoti kokarboksilazę (žr. tiaminą), FAD, vitamino B 12 kofermentines formas (žr. cianokobalaminą) ir kai kurias kitas K. In gulėti. K. tikslai yra skiriami parenteraliai, tačiau net ir esant tokiai sąlygai ne visada galima įsitikinti, kad jie gali prasiskverbti nepaskildami į savo veikimo vietą (į tarpląstelinę aplinką).

Turintis nedidelį molį. svoris, K., priešingai nei baltyminės prigimties biokatalizatoriai (fermentai), pasižymi terminiu stabilumu ir prieinamumu dializei. Kvėpavimo augalų chromogenai (polifenoliai), glutamo rūgštis, ornitinas, gliukozės ir glicerino rūgšties bisfosfatai (difosfatai) ir kiti metabolitai, kurie tam tikromis aplinkybėmis veikia kaip fermentinio perdavimo procesų kofaktoriai, dažnai vadinami atitinkamų procesų K. Sąvoką „kofermentas“ teisingiau vartoti tik jungtims, kurių funkcija visiškai arba daugiausia yra sumažinta iki specifinio jų dalyvavimo fermentų veikloje (žr.).

Terminą „kofermentas“ G. Bertrand’as pasiūlė 1897 m., nurodant mangano druskų, kurias jis laikė specifiniu fenolazės (lakazės) kofaktoriumi, funkcijai; tačiau dabar neorganiniai fermentų sistemų komponentai paprastai nepriskiriami prie K. Tikrojo (organinio) K. egzistavimą pirmieji nustatė anglai. biochemikai Harden (A. Harden) ir Young (W. Young) 1904 m., kurie parodė, kad iš mielių ląstelių fermentų ekstraktų dializės metu pasišalina termostabili organinė medžiaga, būtina alkoholinę fermentaciją katalizuojančio fermentų komplekso veikimui (žr.) . Šį pagalbinį fermentacijos katalizatorių Hardenas ir Youngas pavadino kosimase; jos struktūra buvo nustatyta 1936 m. H. Eulerio-Helpino ir O. Warburgo laboratorijose beveik vienu metu.

Veikimo mechanizmas Į. nevienodas. Daugeliu atvejų jie veikia kaip tarpiniai tam tikros cheminės medžiagos akceptoriai (nešėjai). grupės (fosfatas, acilas, aminas ir kt.), vandenilio atomai arba elektronai. Kitais atvejais K. dalyvauja fermentinių reakcijų substratinių molekulių aktyvavime, formuodami su šiomis molekulėmis reaktyvius tarpinius produktus. Tokių junginių pavidalu substratuose vyksta tam tikros fermentinės transformacijos; tokios yra glutationo (žr.) kaip glioksalazės ir formaldehido dehidrogenazės kofermento, CoA – daugelyje riebalų rūgščių (žr.) ir kitų organinių to-t transformacijų ir kt.

Tipiški To. sudaro trapius labai disocijuotus junginius su specifiniais tirpių fermentų baltymais (apofermentais), nuo kurių juos galima lengvai atskirti dializės (žr.) arba gelio filtravimo būdu (žr.). Daugelyje grupių perkėlimo reakcijų, vykstančių veikiant konjuguotiems dviejų fermentų baltymams, prie šių K. dalelių baltymų molekulių yra pakaitinis grįžtamasis prisijungimas dviem formomis – akceptoriaus ir donoro (pavyzdžiui, oksiduoto ir redukuoto, fosforilinto ir ne). - fosforilintas). Toliau pateiktoje schemoje (šiek tiek supaprastinta forma) parodytas grįžtamojo vandenilio perdavimo tarp vandenilio donoro molekulės (AH2) ir akceptoriaus molekulės (B) mechanizmas, veikiant dviem dehidrogenazėms (Fa ir Fb) ir kofermentui (Co):

Bendra reakcija:

Per visą redokso proceso ciklą (1-6 reakcijos) kofermento kodehidrogenazė nesikeičia ir nėra įtraukta į reakcijos produktų balansą, tai yra, ji tarnauja kaip katalizatorius. Jei atsižvelgiama į nuoseklias ciklo fazes, kurių kiekvienoje dalyvauja vienas fermentas (1-3 ir 4-6 reakcijos), tada Co ir CoH2 veikia lygiai taip pat kaip AN2, A, B, BH2 molekulės. antrasis substratas. Ta pačia prasme skirtumas tarp substratų ir disocijuojančių rūgščių, dalyvaujančių susietose fosfato, acilo, glikozilo ir kitų grupių perdavimo reakcijose, yra santykinis.

Daugelyje dviejų komponentų fermentų, sukurtų pagal baltymų tipą, apofermentas sudaro stiprų, sunkiai atsiskiriamą junginį su nebaltyminiu termostabiliu komponentu. Baltymų fermentų nebaltyminiai komponentai, paprastai vadinami protezinėmis grupėmis (pvz., flavino nukleotidai, piridoksalio fosfatas, metaloporfirinai), sąveikauja su substratu ir lieka per visą fermentinę reakciją kaip neskaldytos vienos baltymo molekulės dalis. Terminas „kofermentas“ paprastai išplečiamas ir apima chemiškai sąveikaujančias su substrato molekulėmis, tvirtai surištomis organinėmis protezinėmis fermentų grupėmis, kurias sunku atskirti nuo lengvai atsiskiriančių kofaktorių, nes tarp abiejų tipų kofaktorių vyksta laipsniški perėjimai.

Lygiai taip pat neįmanoma nubrėžti ryškios ribos tarp K. ir tam tikrų tarpinių medžiagų apykaitos produktų (metabolitų), kurie fermentiniuose procesuose veikia arba kaip įprasti substratai, kurių metu vyksta daugiausia negrįžtamų pokyčių, arba kaip būtini pagalbiniai konjuguoto katalizatoriai. fermentinės transformacijos, iš kurių šie metabolitai išsiskiria nepakitę. Tokio tipo metabolitai gali būti tarpiniai tam tikrų grupių akceptoriai fermentinio perdavimo procesuose, vykstant panašiai kaip aukščiau schematiškai pavaizduotas procesas (pavyzdžiui, polifenolių, kaip vandenilio nešėjų, vaidmuo augalų ląstelių kvėpavime, glutamino rūgšties vaidmuo. pernešant aminų grupes transamininimo reakcijomis ir pan.), arba sudėtingesnėse ciklinėse transformacijose, kuriose dalyvauja keli fermentai (pavyzdys yra ornitino funkcija karbamido susidarymo cikle). Į kofermentą panašus 1,6-bisfosfogliukozės veikimas turi šiek tiek kitokį pobūdį, kuris yra būtinas kofaktorius ir kartu tarpinis tarpmolekulinio fosfato likučių perdavimo proceso etapas, kai vyksta 1-fosfogliukozės ir 6-fosfogliukozės sąveika. fosfogliukozė, veikiant fosfogliukomutazei, kai kofaktoriaus molekulė pereina į molekulės galutinį produktą, suteikdama vieną fosfato likutį pirminiam produktui, iš kurio susidaro nauja kofaktoriaus molekulė. Lygiai tą pačią funkciją atlieka 2,3-bisfosfoglicerino rūgštis 2-fosfoglicerino ir 3-fosfoglicerino rūgščių tarpusavio konversijoje, kurią katalizuoja kita fosfomutazė.

To. ant jo yra labai įvairių. struktūra. Tačiau dažniausiai tarp jų yra dviejų tipų junginiai: a) nukleotidai ir kai kurie kiti organiniai fosforo rūgšties dariniai; b) peptidai ir jų dariniai (pvz., folio rūgštis, CoA, glutationas). Gyvūnams ir daugeliui mikroorganizmų, kad susidarytų daugybės K. molekulių, reikia junginių, kurių šie organizmai nesintetina ir kurie turi būti tiekiami su maistu, t. y. vitaminais (žr.). Dauguma vandenyje tirpių B grupės vitaminų yra K. dalis, kurios struktūra ir funkcijos yra žinomos (tai taikoma tiaminui, riboflavinui, piridoksaliui, nikotinamidui, pantoteno rūgščiai), arba jie patys gali veikti kaip aktyvios K molekulės. (vitaminas B12, folio rūgštis). Tas pats tikriausiai pasakytina ir apie kitus vandenyje ir riebaluose tirpius vitaminus, kurių vaidmuo biol, katalizės procesuose dar nėra iki galo išaiškintas.

Žemiau pateikiami svarbiausi fermentai, nurodant jų struktūros tipą ir pagrindinius fermentinių transformacijų, kuriuose jie dalyvauja, tipus. Straipsniuose apie atskirus To. pateikiami išsamesni duomenys apie jų sandarą ir veikimo mechanizmą.

Nukleotidinio pobūdžio kofermentai. Adenilo ribonukleotidai (adenozino-5"-mono-, di- ir trifosforo rūgštis jums) dalyvauja daugelyje aktyvinimo ir orto- ir pirofosfato liekanų, aminorūgščių liekanų (aminoacilo), anglies ir sieros rūgšties pernešimo reakcijų. kaip ir daugelyje kitų fermentinių transformacijų. Panašias funkcijas tam tikrais atvejais atlieka inozino-5"-fosforo ir guanozin-5"-fosforo to-t dariniai.

Guanilo riboukleotidai (guanozino-5"-mono-, di- ir trifosforo-jūs) atlieka K. vaidmenį gintaro likučio perdavimo į jus (sukcinilo) reakcijose, ribonukleoproteinų biosintezėje mikrosomose, adenilo biosintezė jums iš inozino ir, galbūt, perkeliant manozės likučius.

Cytidilo ribonukleotidai (citidinas-5 "-fosforas jums) fosfatidų biosintezėje atlieka K. pernešimo O-fosfoetanolio cholino, O-fosfoetanolamino ir kt.

Uridilo ribonukleotidai (uridinas-5"-fosforas jums) atlieka K. funkcijas transglikozilinimo procesuose, t.y. perneša monozių (gliukozės, galaktozės ir kt.) ir jų darinių (heksozaminų, gliukurono liekanų) likučius. rūgštis ir kt.) ir kt.) di- ir polisacharidų, gliukuronozidų, heksozaminidų (mukopolisacharidų) biosintezėje, taip pat aktyvinant cukraus likučius ir jų darinius kai kuriuose kituose fermentiniuose procesuose (pavyzdžiui, gliukozės ir galaktozės konversijoje). ir kt.).

Nikotinamido adenino dinukleotidas (NAD) dalyvauja vandenilio perdavimo reakcijose, kurios yra svarbiausios ląstelių metabolizmui, kaip specifinė K. daugybė dehidrogenazių (žr.).

Nikotinamido adenino dinukleotido fosfatas (NADP) dalyvauja vandenilio perdavimo reakcijose, kurios yra svarbiausios ląstelių metabolizmui, kaip specifinis kai kurių dehidrogenazių K..

Flavino mononukleotidas (FMN) dalyvauja biol, vandenilio pernešime kaip kai kurių flavino („geltonųjų“) oksidacinių fermentų K. (protezinė grupė).

Flavino adenino dinukleotidas (FAD) dalyvauja biol, vandenilio pernešime kaip daugumos flavino („geltonųjų“) oksidacinių fermentų K. (protezinė grupė).

Kofermentas A (CoA, redukuota forma - KoA-SH, acilinimo kofermentas; adenozino-3", 5"-bisfosforo rūgšties junginys su pantotenilaminoetantioliu arba panteteinu) sudaro R-CO tipo tioesterius su acto ir kitų organinių junginių likučiais. rūgštys -S-CoA, kur R yra organinės rūgšties liekana, ir atlieka K. vaidmenį pernešant ir aktyvuojant rūgšties likučius, kaip ir acilinimo reakcijose (acetilcholino, hipuro rūgšties, porinių tulžies rūgščių sintezėje ir kt.) , ir daugelyje kitų fermentinių rūgščių likučių transformacijų (kondensacijos reakcijos, oksidacijos redukcijos arba grįžtamasis nesočiųjų rūgščių hidratavimas). Dalyvaujant CoA, vyksta daugybė tarpinių ląstelių kvėpavimo, riebalų rūgščių biosintezės ir oksidacijos, steroidų, terpenų, gumos ir kt. sintezės reakcijų.

Kofermentas B 12 . Gali būti, kad įvairūs biol, vitamino B 12 funkcijos, chem. kurių mechanizmas dar nėra aiškus, pavyzdžiui, kraujodaros procese, vykstant metilo grupių biosintezei, sulfhidrilo grupių (SH-grupių) transformacijos ir kt., yra dėl jo kaip K. vaidmens procese. baltymų fermentų biosintezė.

Kiti kofermentai, kuriuose yra fosfatų likučių. Difosfotiaminas padeda K. dekarboksilinti (paprastą ir oksidacinį) piruvo, alfa-ketoglutaro ir kitas alfa-keto rūgštis, taip pat fosforilintų ketosacharidų anglies grandinės skilimo reakcijose, veikiant specialiai fermentų grupei ( ketolazė, transketolazė, fosfoketolazė).

Piridoksalio fosfatas kondensuojasi su aminorūgštimis (ir aminais) į aktyvius tarpinius produktus, tokius kaip Šifo bazės (žr. Schiff bazes); yra K. (protezinė grupė) fermentų, kurie katalizuoja transamininimo ir dekarboksilinimo reakcijas, taip pat daug kitų fermentų, kurie atlieka įvairias aminorūgščių transformacijas (skilimo, pakeitimo, kondensacijos reakcijas), kurios atlieka svarbų vaidmenį ląstelių metabolizme. .

Peptidinės prigimties kofermentai. Formilinimo kofermentas. Atkurta folio rūgštis ir jos dariniai, turintys tris ar septynias glutamo rūgšties liekanas, sujungtas gama-peptidiniais ryšiais, atlieka K. vaidmenį tarpinėje vadinamųjų medžiagų apykaitoje. vienos anglies, arba „C1“, liekanos (formilo, hidroksimetilo ir metilo), dalyvaujančios tiek šių likučių perdavimo reakcijose, tiek jų redokso konversijose. H4-folio rūgšties formilo ir oksimetilo dariniai yra skruzdžių rūgšties ir formaldehido „aktyvios formos“ metilo grupių biosintezės ir oksidacijos procesuose, keičiantis serinu, glicinu, histidinu, metioninu, purino bazėmis ir kt.

Glutationas. Redukuotas glutationas (G-SH) veikia pagal K tipą, kai metilglioksalis, veikiamas glioksalazės, fermentinio formaldehido dehidrogenavimo metu, tam tikrose biolo, tirozino oksidacijos ir kt., stadijose. Be to, glutationas (žr.) vaidina svarbų vaidmenį saugant įvairius tiolio (sulfhidrilo) fermentus nuo inaktyvavimo dėl SH grupių oksidacijos arba jų susijungimo su sunkiaisiais metalais ir kitais SH nuodais.

Kiti kofermentai. Lipoinė rūgštis yra antroji K. piruvo ir alfa-ketoglutaro dehidrogenazės iki - t (kartu su difosfotiaminu); veikiant šiems fermentams, lipoinės rūgšties liekana, susieta amido jungtimi (CO - NH) su specifiniais fermento baltymais, veikia kaip vandenilio ir acilo likučių (acetilo, sukcinilo) tarpinis akceptorius (nešėjas). Kitos tariamos šio K. funkcijos nėra pakankamai ištirtos.

Vitaminas E (tokoferolis), vitaminas K (filochinonas) ir jų redokso virsmų produktai arba glaudžiai susiję n-benzochinono dariniai (ubichinonas, kofermentas Q) laikomi K. (vandenilio nešikliais), dalyvaujančiais tam tikrose tarpinėse kvėpavimo takų oksidacinės grandinės reakcijose. o su jais konjuguotas kvėpavimo takų fosforilinimas (žr.). Nustatyta, kad filochinonas (vitaminas K) atlieka K. vaidmenį alfa-karboksiglutamino likučių, kurie yra kraujo krešėjimo sistemos baltymų komponentų molekulių dalis, biosintezėje.

Biotinas yra vandenyje tirpus vitaminas, kuris atlieka K. arba protezų grupės vaidmenį kaip daugelio fermentų, katalizuojančių karboksilinimo reakcijas – kai kurių organinių rūgščių (piruvo, propiono ir kt.) dekarboksilinimą, dalis. Šie fermentai turi biotinilo baltymų struktūrą, kurioje acilo liekana, atitinkanti biotiną (biotinilas), amidiniu ryšiu yra prijungta prie vienos iš baltymo molekulės lizino liekanų N6-amino grupės.

Askorbo rūgštis veikia kaip fermentų sistemos aktyvatorius, skirtas tirozino oksidacijai gyvūnų audiniuose ir kai kuriose kitose fermentų sistemose (hidroksilazėse), kurioms veikiant aromatiniai ir heterocikliniai junginiai, įskaitant su peptidais susietas prolino liekanas kolageno biosintezėje, tokoferoliai. , Filochinonai, Flavoproteinai, patenka į branduolį.

Bibliografija: Baldwin E. Dinaminės biochemijos pagrindai, vert. iš anglų kalbos, p. 55 ir kt., M., 1949; Vitaminai, red. M. I. Smirnova. Maskva, 1974 m. Dixon M. ir Webb E. Enzymes, trans. iš anglų k., M., 1966; Kofermentai, red. V. A. Jakovleva. Maskva, 1973 m. Kochetov G. A. Tiamino fermentai, M., 1978, bibliogr.; Fermentai, red. A. E. Braunsteinas, p. 147, M., 1964, bibliogr.

A. E. Braunšteinas.