Биохимия
Скачать 2.08 Mb.
|
2.Водорастворимые витамины (строение, биохимическая роль). Тиамин (В1). В химическом отношении витамин В1 представляет собой производное пиримидина и тиазола. Препарат витамина, получаемый синтетическим путем, представляет собой тиаминхлорид:    Известны и другие производные тиамина, обладающие свойствами витамина В1 (тиаминмонофосфат, тиаминдифосфат, тиаминтрифосфат, тиаминсульфид и др.). При недостатке тиамина в пище у человека возникает авитаминоз, называемый болезнью бери-бери. Нарушения в деятельности организма при недостаточности тиамина обусловлены тем, что ему принадлежит ряд важных функций. Тиамин в виде тиамин-пирофосфата выполняет функцию кофермента при различных видах карбоксилирования, принимает участие в реакциях, связанных с переносом активных альдегидов. Тиамин широко распространен в природе и содержится в достаточных количествах в продуктах как растительного, так и животного происхождения. Важнейшими источниками его являются хлеб, различные мучные и крупяные изделия. Рибофлавин (В2). В химическом отношении рибофлавин представляет собой производное изоаллоксазина, связанного с пятиатомным спиртом рибитолом:  Явление недостаточности в рибофлавине у людей наблюдается редко, но часто возникает на фоне дефицита других витаминов и особенно сильно проявляется при белковом голодании. При недостатке рибофлавина развивается общий дерматит, наблюдаются функциональные и морфологические изменения в центральной нервной системе. Биохимическая роль рибофлавина сводится к тому, что он является простетической группой многих ферментов дыхательной цепи – так называемых флавиновых ферментов. Белковый компонент ферментов может сочетаться с различными производными рибофлавина, хотя в основном он найден в виде рибофлавина-5-фосфата. Поскольку рибофлавин принимает участие в большом количестве ферментативных реакций, его недостаток приводит к снижению обмена веществ. Он входит также в состав ферментов, принимающих участие в окислении аминокислот. Потребность взрослого человека в рибофлавине составляет 2,5–3,5 мг. Большая часть этого витамина поступает с пищей. Частично рибофлавин может быть синтезирован микроорганизмами кишечника. Витамин В2 содержится главным образом в мясных, отчасти молочных и некоторых растительных продуктах. Особенно много его в пекарских дрожжах. Пиридоксин (В6). Известно несколько веществ, обладающих действием витамина В6 и составляющих группу пиридоксина: 
Специфичность этих веществ очень велика, так как известен целый ряд аналогов, обладающих антивитаминным действием. Отсутствие витамина В6 в пищевом рационе человека приводит к тяжелым биохимическим и биологическим последствиям. Изменяется количество ферментов, участвующих в обмене аминокислот, поэтому обмен белковых веществ нарушается. Биохимическая роль этого витамина обусловлена тем, что соединения этой группы в организме переходят в пиридоксаль-5-фосфат с помощью специфического фермента – пиридоксалькиназы. Пиридоксаль является также составной частью фосфорилазы. Пиридоксаль-5-фосфат представляет собой кофермент системы ферментов, осуществляющих переаминирование аминокислот, декарбоксилирование, реакции обмена триптофана, образования цистина из серина и др. Суточная потребность в витамине В6 для взрослого человека составляет 2 мг. Витамин В6 широко распространен в пищевых продуктах как растительного, так и животного происхождения. Кобаламин (В12) объединяет группу веществ со сложным строением. Их скелет состоит из модифицированного порфиринового цикла, в котором четыре пиррольных кольца соединены тремя метиновыми группами, из которых две замещены метильными группами. Кроме того, эти кольца частично гидрированы и замещены. В центре находится кобальт, связанный с азотом пиррольных колец координационной связью. Первым из соединений этого типа был открыт цианкобаламин. Позднее были обнаружены окси (ОН) –, хлоро (Cl) –, нитро (NО2) – кобаламины. Другая составная часть кобаламина – рибонуклеотид, в котором имеется циклическое основание и остаток аминопропанола. Вещества, не содержащие нуклеотида, получили название псевдокобаламинов, они неактивны для человека и животных. Отсутствие витамина В12 приводит к возникновению злокачественной анемии. Биохимическая роль витамина В12 очень многогранна, но основная сводится к обмену метильных групп. Вероятно, ему принадлежит важная функция в синтезе метионина и тимина. Потребность в кобаламине для здорового человека составляет 2–5 мкг. Источником витамина В12 служат продукты животного происхождения. Особенно много его в субпродуктах. Оротовая кислота (В13) относится к числу малоизвестных витаминов, хотя впервые была выделена в 1905 году из сыворотки молока. В химическом отношении она представляет собой производное урацила. 
Оротовой кислоте принадлежит важная роль в синтезе пуриновых нуклеотидов. Витамин В13 в большом количестве содержится в дрожжах, печени, молоке многих животных, особенно в первые дни лактации. Пангамовая кислота (В15) была выделена Кребсом в 1951 году из рисовых отрубей, абрикосовых косточек, печени лошади. В химическом отношении это азотистое производное сложного эфира Д-глюконовой и уксусной кислоты: 
Большое количество лабильных метильных групп в структуре пангамовой кислоты обуславливает ее роль в процессах трансметилирования и активации тканевого дыхания. Никотиновая кислота (ниацин, РР) представляет собой b-пиридинкарбоновую кислоту. В организме животных и человека она встречается в форме никотинамида, связанного с НАД и НАДФ. 
Недостаточность витамина РР в пище ведет к возникновению авитаминоза, получившего название пеллагры (шершавая кожа). Биохимическая роль никотиновой кислоты обусловлена тем, что ее амид используется клетками как строительный материал для синтеза коферментов никотинамидадениндинуклеотида (НАД) и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ), которым принадлежит важная роль в процессах биологического окисления. Для взрослого человека суточная норма ниацина 15–25 мг. Никотиновая кислота содержится в довольно большом количестве в пищевых продуктах. Наиболее богаты витаминами РР дрожжи и печень. Фолиевая кислота (Вс). Фолиевая (птероилглутаминовая) кислота была впервые выделена в 1941 году из листьев шпината. Она построена из птеринового скелета, n-аминобензойной и глютаминовой кислот: 
фолиевая кислота В организме фолиевая кислота превращается в фолиновую, которая в 100 раз активнее фолиевой. В процессе превращения фолиевой кислоты в фолиновую важная роль принадлежит аскорбиновой кислоте. Фолиевая кислота вместе с витамином В12 стимулирует образование эритроцитов. Кроме того, она выполняет функцию кофактора при синтезе аминокислот и в процессе связывания простетических групп с белком при синтезе протеидов. Потребность в витамине Вс у человека составляет 2–3 мг в сутки. Он содержится во многих продуктах преимущественно растительного происхождения, а также в печени животных. Пантотеновая кислота (G). По химическому строению пантотеновая кислота представляет собой пептид, образованный из пентоевой кислоты и b-аланина:     У человека недостаточность в пантотеновой кислоте не вызывает авитаминоза, так как она в достаточном количестве вырабатывается кишечной микрофлорой (Escherichia coli). Биохимическая роль пантотеновой кислоты велика, так как она входит в состав многих коферментов, в частности является составной частью СоА.  кофермент А (СоА) Суточная потребность в пантотеновой кислоте составляет 7–10 мг. Она содержится во многих пищевых продуктах. Некоторые продукты, например, яичный желток, содержат очень большое количество пантотеновой кислоты.
Ввиду широкого распространения n-аминобензойной кислоты в пищевых продуктах специфического проявления этого типа авитаминоза не наблюдается. n-аминобензойная кислота принимает участие в биосинтезе фолиевой и фолиновой кислот, активирует биосинтез пуринов и пиримидинов и является необходимым компонентом в превращении тирозина в коричневый пигмент – меланин. Биотин (Н). Биотин представляет собой гетероциклическое соединение, состоящее из тиофенового и мочевинного колец, связанных с валерьяновой кислотой. 
У человека авитаминоз не отмечен при любом содержании этого витамина в пищевых рационах, так как он вырабатывается микрофлорой кишечника. В сравнительно больших количествах биотин содержится в печени, почках, дрожжах. Потребность человека в биотине 150–200 мкг в сутки. Инозит, обладает липотропным действием: при белковой недостаточности предотвращает жировую инфильтрацию печени. Он участвует в регуляции ритма сердца, способствует образованию молочной кислоты и входит в состав многих ферментов углеводного и белкового обмена. 
Это соединение широко распространено в растительном мире в виде производного фитиновой кислоты, в составе животных организмов оно найдено как в связанном (инозитофосфатиды), так и в свободном виде. Потребность человека в инозите 1,0–1,5 г в сутки. Холин входит в состав многих фосфатидов. В связи с очень быстрым обменом фосфатидов в организме расход холина очень велик, и потребность в нем не обеспечивается за счет синтеза, поэтому часть холина должна поставляться с пищей.  СН3   СН2 – N СН3 СН3 ОН холин Холин участвует в процессах трансметилирования в качестве донора метильных групп. Как и инозит, он обладает липотропным действием. Потребность человека в холине составляет 0,5–1,0 г в сутки. Аскорбиновая кислота (С). Химическая природа витамина С была расшифрована в 1928–1932 годах. Было выяснено, что это L-аскорбиновая кислота, представляющая собой лактон 2,3 диенолгулоновой кислоты: 
Ее кислые свойства обусловлены диенольной группировкой. Енольные группы легко окисляются, поэтому аскорбиновая кислота на воздухе окисляется, переходя в дегидроаскорбиновую кислоту, которая еще обладает действием витамина С. При дальнейшем окислении она необратимо превращается в 2,3-дикетогулоновую кислоту. Недостаток аскорбиновой кислоты у человека вызывает цингу. Биохимическое значение аскорбиновой кислоты выражается в том, что она является постоянной составной частью тканей и органов человека и многих животных. Особенно велика ее роль в окислительно-восстановительных процессах. Потребность в витамине С зависит от возраста, выполняемой работы, функционального состояния организма и климатических особенностей. При средней затрате труда взрослому человеку рекомендуется 70 мг в сутки, при тяжелом физическом труде – 100 мг. В условиях Крайнего Севера и жаркого климата потребность в аскорбиновой кислоте повышается на 30–50%. Аскорбиновая кислота содержится в овощах, фруктах, ягодах. Особенно много ее в ягодах шиповника и черной смородины. Флавон (Р) сопровождает аскорбиновую кислоту в ее природных источниках, но его роль как витамина окончательно не выявлена. Характерная особенность витамина Р – его влияние на проницаемость стенок сосудов. Предполагается, что в организме животного он тормозит деятельность гиалуринидазы, вызывающей распад гиалуроновой кислоты, что способствует повышению прочности капилляров. Потребность человека в этом витамине не установлена. Главные источники витамина – продукты растительного происхождения (листья гречихи, спаржи и др.). 3.Жирорастворимые витамины (строение, биохимическая роль) Аксерофтол (А) – первичный высоконасыщенный спирт, являющийся производным каротиноидов: 
Каротиноиды в чистом виде представляют собой кристаллические темно–красные или оранжево-красные пигменты, широко распространенные в растениях. Благодаря своеобразному расположению и большому числу двойных связей эти соединения имеют большое число изомеров. Ряд каротиноидов – предшественники витамина А. Наиболее активный из них – b-каротин. Недостаток аксерофтола в пище ведет к тяжелому заболеванию всего организма, что выражается в снижении обменных процессов. Биохимическая роль аксерофтола проявляется в окислительно-восстановительных процессах. Он ускоряет окисление субстрата кислородом воздуха: при его участии в организме образуются перекиси, которые в свою очередь отдают кислород субстрату. Основная роль витамина А сводится к участию в химических процессах, происходящих в сетчатке глаза. Потребность в витамине А колеблется от 0,5 до 2 мг в зависимости возраста и физиологического состояния. Аксерофтол содержится в продуктах животного происхождения. В продуктах растительного происхождения – провитамин А (каротин). Кальциферол (Д). Открытие кальциферола тесно связано с его антирахитическим свойством. Было установлено, что некоторые вещества, содержащиеся в составе липидов организма, способны под влиянием ультрафиолетового облучения приобретать антирахитические свойства. Эти вещества назвали провитаминами. К ним относятся некоторые из стеринов – эргостерин и 7-дегидрохолестерин, у которых в кольце «В» две двойные связи. В процессе фотохимической реакции происходит разрыв кольца «В»: 
Кроме эргокальциферола (витамина Д2), который не образуется в организме животных и человека и имеет лишь медицинское значение, известны и другие: Д3, Д4, Д5, но практическое значение имеют только витамины Д2 и Д3. Недостаток кальциферола в пище отражается на костной системе: мягкая костная ткань разрастается, на границе между костной и хрящевой тканью образуются ребра. Из-за ненормальной гибкости костей под тяжестью скелета тела они изгибаются, особенно в конечностях (ноги), наблюдается деформация грудной клетки. Это заболевание получило название рахита. При Д-авитаминозе нарушается развитие зубов, мышцы становятся дряблыми. Это заболевание характерно для детского возраста. Биохимическая роль кальциферола состоит в том, что он участвует в регуляции фосфорно-кальциевого обмена в организме и особенно в процессе образования костей. Кальциферол способствует поддержанию постоянного уровня кальция в крови, регулирует деятельность ряда желез эндокринной системы. Потребность в кальцифероле в обычных условиях удовлетворяется за счет пищи и эндогенного его синтеза под влиянием ультрафиолетового облучения. Для взрослого человека витамина Д достаточно 0,25 мг в сутки, для детей норма несколько больше. Кальциферол содержится почти исключительно в продуктах животного происхождения и некоторых низших грибах. Токоферол (Е). В настоящее время известно семь форм витамина Е, сходных по своему химическому строению и действию на животный организм. Наиболее активный из них – a-токоферол 
Все формы отличаются друг от друга расположением и числом метильных групп. При недостатке витамина Е в пищевом рационе человека снижается интенсивность обмена белковых веществ. Потребность человека в витамине Е не известна. Он содержится в различных пищевых продуктах. Филлохинон (К). Витамины К1 и К2 являются производными 2-метил-1,4-нафтохинона. 
Нехватка витамина К у человека не наблюдается, так как он вырабатывается кишечной микрофлорой, но при отсутствии этого витамина нарушаются процессы свертывания крови. Биохимическая роль витамина К сводится к тому, что он повышает тромбопластическую активность крови. Также ему принадлежит важная роль в процессе биологического окисления – в переносе электронов от НАД*Н2 на цитохромы. Полиненасыщенные жирные кислоты (F). Ненасыщенные жирные кислоты – линолевая, линоленовая, арахидоновая – получили название витамина F. Линоленовая кислота малоактивна, и ее роль в основном сводится к активированию линолевой кислоты. Арахидоновая кислота может синтезироваться в организме из линолевой кислоты при участии пиридоксина. Биохимическая роль витамина F состоит в том, что он участвует в обмене жиров, способствует их усвоению, снижает уровень холестерина в крови, важен для нормального течения процессов размножения и лактации и входит в состав некоторых ферментных систем. Потребность в витамине F точно не определена. Для обеспечения организма человека витамином F в рацион необходимо включать растительные масла. |
Похожие:
 | Методические указания к самостоятельной работе Специальность 020208. 65 Биохимия Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Биохимия» | | Методические указания к самостоятельной работе Специальность 020208. 65 Биохимия Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Биохимия» |
| Биохимия тканей Биохимия тканей: методические указания к самостоятельной работе [Текст ] / cост. Е. В. Инжеваткин – Красноярск: Сибирский федеральный... | | Биохимия мембран Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по специальности 012300 Общая биохимия. В учебном пособии представлена... |
| Биохимия мембран Методические указания предназначены для студентов, обучающихся по специальности 012300 Общая биохимия. В учебном пособии представлена... | | Программа по дисциплине «Биохимия» Целью изучения дисциплины является освоение теоретическими основами дисциплины «Биохимия» по разделам: строение и состав структурных... |
 | Памятка для студентов направления 260800 «Технология продукции и... Дисциплина «Биохимия» общим объемом 180 часов: лекции – 34 часа, лабораторные работы – 34 часа, практические занятия -17 часов, самостоятельная... | | Учебно-методический комплекс по дисциплине «Биохимия молока и мяса»... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Биохимия молока и мяса» составлен на основе |
| Рабочая программа по дисциплине биологическая химия биохимия полости... Настоящая рабочая программа составлена на основе примерной программы по дисциплине биологическая химия – биохимия полости рта, рекомендованной... | | Рабочей учебной программы по дисциплине микробиология, вирусология 060601 Медицинская биохимия |
| Рабочая программа составлена в соответствии с: Федеральным государственным... Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности):... | | Рабочей учебной программы по дисциплине общая и клиническая иммунология... |
| Российской федерации «Биология», профили Ботаника, Зоология, Физиология, Генетика, Биоэкология; Биохимия | | Домашнее задание на 19. 01. 13 Учебно-методический комплекс по дисциплине «Биохимия молока и мяса» составлен на основе |
| Самостоятельная работа 156 (час.) По направлению подготовки 060601 Медицинская биохимия (квалификация «специалист») | | Тема №1 «учение о клетке» Учебно-методический комплекс по дисциплине «Биохимия молока и мяса» составлен на основе |
