пользователей: 30398
предметов: 12406
вопросов: 234839
Конспект-online
РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСКУРСИЯ

Ферменты и витамины.

Витами́ны (от лат. vita — «жизнь») — группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы. Это сборная по химической природе группа органических веществ, объединённая по признаку абсолютной необходимости их для гетеротрофного организма в качестве составной части пищиАвтотрофные организмы также нуждаются в витаминах, получая их либо путём синтеза, либо из окружающей среды. Так, витамины входят в состав питательных сред для выращивания организмов фитопланктона[1]. Большинство витаминов являются коферментами или их предшественниками[2].

Витамины содержатся в пище (или в окружающей среде) в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам. К витаминам не относят микроэлементыи незаменимые аминокислоты[2].

Наука на стыке биохимии, гигиены питания, фармакологии и некоторых других медико-биологических наук, изучающая структуру и механизмы действия витаминов, а также их применение в лечебных и профилактических целях, называется витаминологией.[3]

Витамины выполняют каталитическую функцию в составе активных центров разнообразных ферментов, а также могут участвовать в гуморальной регуляции в качестве экзогенных прогормонов и гормонов. Несмотря на исключительную важность витаминов в обмене веществ, они не являются ни источником энергии для организма (не обладают калорийностью), ни структурными компонентами тканей.

Концентрация витаминов в тканях и суточная потребность в них невелики, но при недостаточном поступлении витаминов в организме наступают характерные и опасные патологические изменения.

Большинство витаминов не синтезируются в организме человека, поэтому они должны регулярно и в достаточном количестве поступать в организм с пищей или в виде витаминно-минеральных комплексов и пищевых добавок. Исключения составляютвитамин D, который образуется в коже человека под действием ультрафиолетового светавитамин A, который может синтезироваться из предшественников, поступающих в организм с пищей; и ниацин, предшественником которого являетсяаминокислота триптофан. Кроме того, витамины K и В3 обычно синтезируются в достаточных количествах бактериальной микрофлорой толстого кишечника человека[2].

С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния: отсутствие витамина — авитаминоз, недостаток витамина —гиповитаминоз, и избыток витамина — гипервитаминоз.

На 2012 год 13 веществ (или групп веществ) признано витаминами. Ещё несколько веществ, например карнитин и инозитол, находятся на рассмотрении[4]. Исходя из растворимости, витамины делят на жирорастворимые — A, D, E, K, и водорастворимые — C и витамины группы B. Жирорастворимые витамины накапливаются в организме, причём их депо являются жировая ткань и печень. Водорастворимые витамины в существенных количествах не депонируются и при избытке выводятся с водой. Это объясняет бо́льшую распространённость гиповитаминозов водорастворимых витаминов и гипервитаминозов жирорастворимых витаминов.

 

Витамины условно обозначаются буквами латинского алфавита: A, B, C, D, E, H, K и т. д. Впоследствии выяснилось, что некоторые из них являются не самостоятельными веществами, а комплексом отдельных витаминов. Так, например, хорошо изучены витамины группы В. Названия витаминов по мере их изучения претерпевали изменения (данные об этом приводятся в таблице). Современные названия витаминов приняты в 1956 году Комиссией по номенклатуре биохимической секции Международного союза по чистой и прикладной химии.

Для некоторых витаминов установлено также определенное сходство физических свойств и физиологического действия на организм.

До настоящего времени классификация витаминов строилась, исходя из растворимости их в воде или жирах. Поэтому первую группу составляли водорастворимые витамины (C, P и вся группа B), а вторую — жирорастворимые витамины — липовитамины (A, D, E, K). Однако ещё в 1942—1943 годах академик А. В. Палладин синтезировал водорастворимый аналог витамина К — викасол. А за последнее время получены водорастворимые препараты и других витаминов этой группы. Таким образом, деление витаминов на водо- и жирорастворимые до некоторой степени теряет свое значение.

Буквенное обозначение Химическое название согласно международной номенклатуре

(другие названия — в скобках)

Растворимость
(Ж — жирорастворимый
В — водорастворимый)
Последствия гиповитаминоза, физиологическая роль Верхний допустимый уровень Суточная потребность
A1


А2

Ретинол (аксерофтол, противоксерофтальмический витамин)
Дегидроретинол
Ж[8] Куриная слепотаксерофтальмия 3000 мкг[8] 900 (взрослые), 400—1000 (дети) мкг рет. экв.[8]
B1 Тиамин (аневрин, антиневритный) В Бери-бери не установлен[8] 1,5 мг[8]
B2 Рибофлавин В Арибофлавиноз не установлен[8] 1,8 мг[8]
B3 , PP никотинамид (никотиновая кислота, ниацинамид, противопеллагрический витамин) В Пеллагра 60 мг[8] 20 мг[8]
B4 Холин В Расстройства печени 20 г 425—550 мг

 

 

Ферменты. Общие сведения о белковых катализаторах биохимических реакций. Биомедицинское значение ферментов. Классификация ферментов и номенклатура Ферменты в клинической диагностике.

Ферменты – это вещества, без которых невозможно течение множества процессов в организме. На самом деле, ферменты принимают участие не только в переваривании пищи, но и в работе центральной нервной системы, в процессах роста новых клеток. Ферменты относятся к белкам. Но в их составе есть и минеральные соли. Ферментов достаточно много и каждый обладает совершенно уникальным действием на узкий круг веществ. Ферменты не могут заменять друг друга. Ферменты могут действовать только при температуре, не превышающей пятидесяти четырех градусов. Но и слишком низкие температуры тоже не способствуют их активности. Ведь «работают» ферменты в человеческом теле и оптимальна для них именно температура тела. Губителен для ферментов солнечный свет и кислород. Метаболизм жиров, белков, минералов и углеводов проходит только в присутствии ферментов. Ферменты действуют в кишечнике. При этом витамин Е помогает ферментам достичь в неизменном состоянии кишечника. Работа ферментов значительно сокращает энергетические затраты организма на переработку пищи. Если Вы не любитель сырых фруктов и овощей, то, скорее всего, у Вас в организме ферментов вырабатывается недостаточно. Все ферменты разделяются на три основных группы: амилаза, липаза и протеаза. Фермент амилаза необходим для переработки углеводов. Под воздействием амилазы углеводы разрушаются и легко всасываются в кровь. Амилаза присутствует как в слюне, так и в кишечнике. Амилаза тоже бывает разной. Для каждого вида сахаров существует собственный вид этого фермента. Липаза – это ферменты, которые присутствуют в желудочном соке и вырабатываются поджелудочной железой. Липаза необходима для усвоения организмом жиров. Протеаза – это группа ферментов, которые присутствуют в желудочном соке и тоже вырабатываются поджелудочной железой. Кроме этого, протеаза присутствует и в кишечнике. Протеаза необходима для расщепления белков. Существуют такие ферменты, которые запускают процессы обмена веществ внутри клеток. Практически нет в организме такой системы, которая не вырабатывала бы свои ферменты. Существуют и продукты питания, в которых есть собственные ферменты. Это авокадо, ананасы, папайя, манго, бананы и различные пророщенные зерна. В организме вырабатываются и так называемые протеолитические ферменты, которые не только участвуют в пищеварении, но еще и снимают воспалительные процессы. К таким ферментам относят панкреатин, пепсин, ренин, трипсин и химотрипсин. Наиболее распространенным в лекарственной форме является фермент панкреатин. Его применяют в случае нехватки ферментов в организме, для облегчения переваривания пищи, при аллергиях на еду, различных тяжелых нарушениях иммунитета, а также других сложных внутренних болезнях. Если Вы страдаете ферментной недостаточностью, то предпочтительнее использовать такие лекарства, которые содержат сразу несколько ферментов. Но есть препараты, содержащие только один какой-либо фермент. Обычно ферментные препараты нужно употреблять во время еды, но иногда эффективнее прием после еды. Лекарственные средства, которые содержат ферменты, следует держать в холодильнике. Ферментные препараты смело можно назвать БАД (биологически активными добавками). Но применять их бесконтрольно на протяжении длительного времени все же не стоит. Лучше проконсультироваться с врачом.

 

 

Первоначально ферментам давали названия, образуемые путем добавления окончания 2.gif к названию субстрата, на который данный фермент действует. Так, ферменты, гидролизующие крахмал (амилон), были названы амилазами; ферменты, гидролизующие жиры (3.gif-липазами; ферменты, гидролизующие белки (протеины), — протеиназами. Позднее ферментам, катализирующим сходные по типу реакции, стали давать название, указывающее тип соответствующей реакции — дегидрогеназы, оксидазы. декарбоксилазы, ацилазы и т.д. Многие из этих названий используются и теперь.

Номенклатура, введенная Международным биохимическим союзом (IUB), на первый взгляд кажется сложной и громоздкой, но зато она является однозначной. Главный ее принцип состоит в том, что ферменты называют и классифицируют в соответствии с типом катализируемой химической реакции и ее механизмом; это существенно облегчает систематизацию данных, относящихся к различным аспектам метаболизма. Основные черты системы, введенной IUB, состоят в следующем.

1. Реакции и ферменты, которые их катализируют, подразделяются на шесть классов, в каждом из которых имеется несколько подклассов (от четырех до 13).

2. Название фермента состоит из двух частей: первая часть — название субстрата (или субстратов); вторая указывает тип катализируемой реакции и оканчивается на - аза.

3. Дополнительная информация, если она необходима для уточнения, заключается в скобки. Например, фермент, катализирующий реакцию 4.gif имеет номер 1.1.1.37 и называется L-малат: NADf оксидоредуктаза (декарбоксилирующая).

4. Каждый фермент имеет кодовый номер по классификации ферментов (КФ): первая цифра характеризует класс реакции, вторая — подкласс и третья — подподкласс. Четвертая цифра указывает порядковый номер фермента в его подподклассе. Таким образом, КФ 2.7.1.1 означает, что фермент относится к классу 2 (трансфераза), подклассу 7 (перенос фосфата) и подподклассу 1 (акцептором фосфата является спирт). Последняя цифра обозначает фермент гексокиназу, или АТР: 5.gif-гексозо-б-фосфотрансферазу, т. е. фермент, катализирующий

перенос фосфата с АТР на гидроксильную группу атома углерода в шестом положении глюкозы.

Ниже представлены все шесть классов ферментов и некоторые конкретные примеры. В скобках указано рекомендуемое название.

1. Оксидоредуктазы.Ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции с участием двух субстратов, S и S:

image1.gif

Катализируют реакции, в которых участвуют такие группы, как 6.gif Некоторые подклассы:

1.1. Ферменты, действующие на группу СН— ОН (донор электронов). Например:

image2.gif

1.4. Ферменты, действующие на группу Н-NH, (донор электронов). Например:

1.4.1.3. L-Глутамат: NAD(P)+ оксидоредуктаза (дезаминирующая) [глутаматдегидрогеназа из печени животных]. Запись 7.gif означает, что акцептором электронов может служить либо 8.gif либо 9.gif лутамат 10.gif

image3.gif

2. Трансферазы. Ферменты, катализирующие перенос группы G (отличной от атома водорода) с субстрата S на субстрат 11.gif

image4.gif

Катализируют перенос одноуглеродных групп, альдегидных или кетонных остатков, а также ацильных, алкильных, гликозильных групп и групп, содержащих фосфор и серу. Некоторые подклассы:

2.3. Ацилтрансферазы. Например:

2.3.1.6. Ацетил-СоА:холин О-ацетилтрансфераза [холин-ацетилтрансфераза]

image5.gif

2.7. Ферменты, катализирующие перенос группы, содержащей фосфор. Например:

2.7.1.1. АТР: 12.gif-гексоза 13.gif-фосфотрансфераза [гек-сокиназа]

image6.gif

3. Гидролазы. Ферменты, катализирующие гидролиз эфирных, сложноэфирных, пептидных и гликозильных связей, кислотных ангидридов, связей С— С, С-галоида и 14.gif Например:

3.1. Ферменты, действующие на сложноэфирные связи. Например:

3.1.1.8. Ацилхолин—ацилгидролаза [псевдохо-линэстераза]

image7.gif

3.2. Ферменты, действующие на гликозильные соединения. Например:

image8.gif

3.4. Ферменты, действующие на пептидные связи.

Классификация (с подразделением на 11 подклассов) учитывает различия между пептидазами и протеазами, выделяет ферменты, гидролизующие дипептиды или более крупные пептиды, отщепляющие одну или большее число аминокислот, атакующие связь на С-или 15.gif-конце. Протеиназы в соответствии с механизмом катализа подразделяются на сериновые, тиоловые и металлозависимые. Например:

3.4.2.1. Сериновые протеиназы. Например: химотрипсин, трипсин, плазмин, факторы свертывания крови 16.gif

Карбоксильные (кислые) протеиназы. Например: пепсины А, В и С.

4. Лиазы. Ферменты, отщепляющие группы от субстратов по негидролитическому механизму, с образованием двойных связей.

image9.gif

Ферменты, действующие на связи 17.gif и С—галоид. Некоторые подгруппы:

4.1.2. Альдегид-лиазы. Например:

4.1.2.7. Кетозо-1-фосфат-альдолаза [альдолаза]

image10.gif

4.2. Углерод—кислород лиазы. Например:

image11.gif

5. Изомеразы. В этот класс включены все ферменты, катализирующие взаимопревращения оптических, геометрических и позиционных изомеров. Некоторые подклассы:

5.2. Цис-гпранс-изотлерязы. Например:

5.2.1.3. все-трянс-Ретиналь 11 -цис-транс-изоме-раза [ретинальизомераза]

image12.gif

5.3. Ферменты, катализирующие взаимопревращение альдоз и кетоз. Например:

5.3.1.1. 18.gif лицеральдегид-3-фосфаткетол-изо-мераза [триозофосфатизомераза]

image13.gif

6. Лигазы. (от лат. лигаре — связывать). Ферменты, катализирующие соединение двух молекул, сопряженное с разрывом пирофосфатной связи АТР или подобного соединения. В этот класс включены ферменты, катализирующие реакции, в ходе которых образуются связи 19.gif. Некоторые подклассы:

6.3. Ферменты, катализирующие образование связей 20.gif Например:

6.3.1.2. L-Глутамат:аммиак лигаза (ADP) [глу-таминсинтетаза]

image14.gif

6.4. Ферменты, катализирующие образование связей 21.gif Например:

6.4.1.2. Ацетил-СоА: 22.gif лигаза (ADP) [ацетил-Со А—карбоксилаза]

image15.gif


30.09.2015; 19:01
хиты: 239
рейтинг:0
для добавления комментариев необходимо авторизироваться.
  Copyright © 2013-2024. All Rights Reserved. помощь