Биологический каталог




Основы биохимии. Том 3

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

Как сообщалось, активность транскетолазы в эритроцитах является наиболее характерным показателем функционального уровня тиамина у человека.

50. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

1727

50.2.4. Распространение

Поверхностные слои семян особенно богаты тиамином. Хлеб из непросеянной муки является прекрасным источником витамина, в то время как обычный белый хлеб оказывается бедным источником, поскольку большая часть тиамина удаляется в процессе помола. Обогащение пшеничной муки тиамином восстанавливает первоначальное содержание тиамина и при значительном количестве потребляемого хлеба обогащенный хлеб служит важным источником тиамина в рационе. Большинство тканей животных также является важным источником тиамина, особенно богаты им продукты из свинины. Концентрация тиамина в молоке относительно невелика; оно, однако, оказывается важным пищевым источником этого витамина, если потребляется в большом количестве, как это имеет место в США. Как показано в табл. 49.2, рекомендуемое ежедневное потребление тиамина составляет примерно 0,5 мг/1000 ккал диеты. При этом предполагается питание нормальной разнообразной пищей. Потребность в тиамине изменяется в зависимости от состава диеты. Липиды и белки проявляют тиаминсберегающее действие.-Высказано предположение, что сберегающее действие липидов отражает меньшую потребность в •тиамине в процессах метаболизма липидов. Однако содержание тиаминпирофосфата в тканях животных, находившихся на богатой липидами диете, значительно выше, чем у животных, получавших диету, богатую углеводами; можно, следовательно, полагать, что липиды каким-то образом препятствуют разрушению тиамина.

Обследования состояния питания в США показывают, что большинство населения получает такое количество тиамина, которое находится на границе минимума; лишь небольшая доля взрослого населения потребляет более 0,8 мг витамина в сутки, большинство же — существенно меньше. Поступление тиамина может быть относительно легко увеличено при включении в рацион гороха, фасоли, хлеба из непросеянной муки или обогащенного витамином, а также за счет совершенствования процесса приготовления пищи. При продолжительной варке гороха и фасоли в содовом растворе разрушается до 60% исходного тиамина; чрезмерно длительная варка приводит к выходу водорастворимого тиамина из многих пищевых продуктов.

50.3. Рибофлавин

Три направления исследований привели к идентификации рибофлавина: выделение флуоресцирующего вещества из сыворотки молока, выделение из последней необходимого для крыс фактора питания, названного первоначально витамином В2, и выделение кофермента желтого фермента (разд. 13.2) из эритроцитов.

1728

VI. ПИТАНИЕ

При облучении желтого фермента ,в щелочном растворе ультрафиолетом образуется производное желтого цвета люмифлавин. Поскольку люмифлавин был получен в тех же условиях из выделенного примерно в то же время витамина, то структурное родство витамина и простетической группы фермента стало очевидным. При облучении в кислой среде вместо люмифлавина образуется люмихром, обладающий сильноой голубой флуоресценцией. Эти превращения показаны на схеме. Таким образом, коферментная функция рибофлавина была установлена одновременно с идентификацией его как необходимого фактора питания.

Зг^С-С* Н.С-С

он он он I I I сн2-с—С—с—СН2ОН

? ? н

5*

.11 о

лмн

рибофлавин ?7,8-аимстил-1<)-и'-С-рибиг™л) изоаллоксазин1

?

СН3

?

О

люмифлавин

?

c=o

с I

С

н3с-с# I

с с с=о

. ^C^ ^C^ ^NH С N С

?

О

\ яюмихром

50.3.1. Биогенез и метаболизм

Синтез рибофлавина осуществляется всеми зелеными растениями, а также большинством бактерий и грибов, однако, насколько известно, он не происходит в организме животных. Для синтеза рибофлавина используются все атомы углерода и азота гуанозина (за исключением С-8 ,пуринавоп> кольца).

На рис. 50.2 .показан путь синтеза рибофлавина, который основан на данных биохимических исследований, проведенных на различных плесневых грибах, и генетических исследований, осуществленных на дрожжах. Степень фосфорилирования производного гуанозина (I) неизвестна. (Следует отметить, что в сходном процессе раскрытия кольца при образовании птеридинов и фолиевой кислоты (разд. 50.8) субстратом, из которого удаляется атом С-8, всегда является гуанозинтрифосфат.) Природа R2 в производном ?-окси-2,4,5-триаминолиримидина (II) неизвестна. При замене аминогруппы на кетогруппу образуется 5-амино-2,6-диокси-4-(l'-D-рибитиламино)пиримидин (IV): последний, также как и III,

50. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

1729

о

ООО

R

рибофлавин (Ш) 6,7 Эмметил-8-рибитлиллюмаэин (V)

Рис. 50.2. Предполагаемая схема биосинтеза рибофлавина. В исходном производном гуанозина (I) состояние фосфорилирования заместителя (Ri) неизвестно. В соединении (II) не охарактеризован остаток сахара (R2), не установлено также, фосфорилирован ли он. В производных III—VI — это D-рибитил. В образовании рибофлавина, катализируемом рибофлавинсинтазой, участвуют две молекулы люмазина (V). Звездочками показано распределение 14С в предшественнике (V)

и продукте (VI).

накапливается в культурах, нуждающихся в рибофлавине мутантов дрожжей. Стадия или стадии, ведущие к образованию 6,7-ди-метил-8-рибитиллюмазина (V), неизвестны, но могут, вероятно, включать реакцию с соединениями, соответствующими по уровню окисления дпацетилу (СН3—СО—СО—СН3) или ацетоину (СН3— —СО—СНОН—СНз). Последний образуется некоторыми микроорганизмами в результате реакции 2-оксиэтильного производного тиаминпирофосфата (разд.. 12.2.1) с ацетальдегидом.

Образование рибофлавина завершается рибофлавинсинтазой, которая имеет связывающие участки для двух молекул люмазина (V). В ходе необычной реакции диазиновое кольцо одной молекулы раскрывается, и четырехуглеродный фрагмент присоединяется ко второй молекуле люмазина, как это следует из распределе-

37—1503

1730

VI. ПИТАНИЕ

ния 14С, указанного звездочками. Другой продукт реакции (IV) сохраняется и вновь используется для образования люмазина (V).

Синтезы FMN и FAD из рибофлавина приведены в разд. 24.1.9. Все известные биологические функции рибофлавина осуществляются именно этими двумя коферментами. У человека поступивший с пищей рибофлавин экскретируется в основном либо в неизмененном виде, либо в виде фосфорного эфира — рибофлавин-5'-фосфата.

Не все бактерии могут синтезировать .рибофлавин, он является необходимым фактором роста для .ряда видов микроорганизмов, в первую очередь Lactobacilli. Зависимость скорости образования этими организмами кислоты от количества витамина в среде является основой количественного метода определения рибофлавина. В -простейшем методе определения измеряют флуоресценцию растворов рибофлавина.

50.3.2. Недостаточность

Хотя нет данных о том, что недостаток рибофлавина является основным этиологическим фактором тяжелого заболевания человека, однако у больных пеллагрой, бери-бери и квашиоркором наблюдается также недостаток рибофлавина. Неосложненная недостаточность рибофлавина у человека характеризуется фуксинопо-добным цветом языка, образованием трещин в углах рта и на губах (кейлозис), ееборрейным дерматитом, особенно в области носогубных складок, и васкуляризацией роговицы. По существу, рее эти признаки могут наблюдаться и при других состояниях недостаточности, особенно тех, которые обусловлены недостатком ниацина и железа; трудно поэтому установить, в какой мере наблюдаемые у человека симптомы обусловлены именно недостатком рибофлавина.

Несмотря на фундаментальную роль флавиновых ферментов, недостаток рибофлавина не проявляется в каких-либо характерных химических изменениях, которые можно было бы использовать для диагностики. Обычно концентрация FMN снижается быстрее, чем FAD, и концентрации обоих коферментов снижаются быстрее в печени и почках, чем в сердце и мозге. Изменение концентрации рибофлавина в эритроцитах является, вероятно, наиболее чувствительным показателем недостаточности. В норме концентрация рибофлавина в цельной крови составляет 20 мкг/100 мл.

Рекомендованная ежедневная доза, рибофлавина была рассчитана по количеству рибофлавина, потребляемого и экскретируемо-го людьми, находящимися на полноценной диете. Кроме того, расчет дозы для человека был проведен путем экстраполяции, учитывая соотношение рибофлавина и тиамина в рационе крыс. Нарушения, обусловленные недостатком рибофлавина, наблюдались у

50. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

1731

взрослых людей (добровольцев), которые получали рацион, содержащий 0,25 мг (или меньше) рибофлавина в расчете на 1000 ккал рациона.

. Среди обычно употребляемых пищевых продуктов лишь небольшое число богато рибофлавином; в первую очередь следует отметить печень, дрожжи и пшеничные зерна; однако в диете жителей США большая часть рибофлавина поступает за счет молока и .куриных яиц. Источником рибофлавина для препаративного получения обычно является культуральная жидкость некоторых плесневых грибов, которые продуцируют 'большое количество витамина.

50.4. Никотиновая кислота, или ниацин

Пеллагра была распознана еще в 1735 г. Гаспаром Казалем, врачом испанского короля Филипа V. До XX в. она была почти неизвестна в Соединенных Штатах, однако с 1910 по 1935 г. в юго-восточных районах было зарегистрировано до 170 000 случаев заболевания. Пеллагра была отнесена Гольдбергером к болезням, обусловленным недостатком необходимого фактора питания; Гольдбергер установил также ее сходство с «черным языком» собак. Это наблюдение позволило Элвехьему, Були и их сотр. идентифицировать в 1937 г. никотиновую кислоту как необходимый фактор питания. Варбургом и Эйлером соответственно в 1935 и ?936 гг. было установлено, что никотиновая кислота является компонентом NADP и NAD. Таким образом, метаболическая роль никотиновой кислоты была выяснена до того, как было установлено ее значение в питании. Официально принятое название рассматриваемого витамина — ниацин.

50.4.1. Биогенез и метаболизм ниацина

Синтез ниацина происходит почти у всех организмов — от растений до человека. Путь превращения триптофана в мононуклеотид никоти

страница 123
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 3" (10.5Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(06.12.2019)