ium tetanomorphum, которая привела к открытию кобамидных коферментов,— это образование ?-метиласпарагиновой кислоты из глутаминовой кислоты:

СООН

СООН

I

HCNH,

HCNH2

НСН . * I

I НССООН НСН I

I сн3

СООН

глутаминовая ?-метиласпараги-кислота новая кислота

Аналогичной реакцией является взаимопревращение сукцинил-СоА и метилмалонил-СоА (разд. 17.5.9). В результате превращения атом С-2 метилмалонил-СоА становится атомом С-З сукцинил-СоА, следовательно, мигрирует не углерод свободной СООН-группы, а, как указывалось выше, (разд. 17.5.9), целиком группа —СО—S— —СоА.

Кобамидные коферменты участвуют также в днсмутации вици-нальных диолов, например пропан-1,2-диола, с образованием соответствующего альдегида:

СН3СНОНСН2ОН -> СН3СН2СНО

пропан-1,2-диол пропионовый альдегид

1752

VI ПИТАНИЕ

Каждая из этих реакций протекает по схеме

II II

Са Cj, Са Сь

В рассмотренных выше реакциях X может быть соответственно CHNH2—СООН, —СО—S—СоА или —ОН. Ни в одном из случаев мигрирующий водород не обменивается с протонами среды; очевидно, что этот водород переносится сначала на кофермент, а затем возвращается к субстрату. Если, например, меченный тритием пропандиол и немеченый этиленгликоль инкубировать с ферментом и коферментом, то тритий равномерно распределится между образующимися цропионовым альдегидом и ацетальдегидом. Временной акцепторной группой является, вероятно, дезоксириби-тильный фрагмент дезоксиаденозина. Подобным же образом, по-видимому, функционирует кофермент ??2 в системе, в которой происходит восстановление рибонуклеозидтрифосфатов до соответствующих дезоксирибонуклеозидтрифосфатов; образующийся в реакции карбанион затем легко восстанавливается тиоредокси-•ном (разд. 24.1.7). По совершенно другому механизму должно происходить осуществляющееся при участии кофермента В|2 метилирование гомоцистеина в метионин (разд. 20.4.1.4); в данном случае реактивная форма кофермента образуется в результате двухэлектронного восстановления, образуя структуру, известную как витамин Bi2s, в которой кобальт одновалентен. В этой форме витамин легко алкилируется такими агентами, как метилиодид, образуя метил-В|2. Это же производное, образующееся в соответствующих ферментных системах в результате переноса метильной группы от №-метил-Н4-фолата, является непосредственным алки-лирующим агентом для гомоцистеина (разд. 21.4.29). Участие витамина В|2 в этих реакциях объясняет способность крыс расти на рационах, в которых нет метионина, но имеются гомоцистеин (или гомоцистин) и витамин В|2.

?

> ХСс> + R-S-CH3

/| х

Следует отметить, что в настоящее время у млекопитающих известны только две реакции, в которых участвует В12-кофермент: метилирование гомоцистеина и превращение метилмалонил-СоА в сукцинил-СоА. Количество метилмалоната, экскретируемого с мочой, является важным показателем недостаточности витамина В12.

СН3

^Со( + KSH

50. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

1753

50.10. Инозит

Инозит может находиться в семи оптически неактивных и в двух оптически активных формах. Только одна из оптически активных форм — лшо-инозит (разд 3.3.2.4)—обладает биологической активностью.

Недостаток инозита в рационе приводит у мышей к облысению, а у крыс вызывает «очкообразное» облысение вокруг глаз. Имеют-<ся данные о том, что для кур, птенцов индюков, свиней, хомяков н морских свинок инозит также является незаменимым компонентом пищи. Приведенные данные трудно, однако, согласовать с тем фактом, что после введения иС-глюкозы крысе из ее тканей можно выделить 14С-инозит; это указывает на функционирование неизвестного синтетического пути. Не предрешая вопроса о том, является ли инозит незаменимым компонентом пищи или же он синтезируется в печени, исследования на клеточных культурах .показывают, что витамин необходим для роста фибробластов и .различных штаммов клеток опухолей человека (в особых экспериментальных условиях). У дрожжей образование инозита из глюкозы катализируется двумя специфическими ферментами. Циклаза катализирует при участии NAD+ образование инозит-1-фосфата из глюкозо-6-фосфата. Фосфат удаляется затем специфической фос-фатазой; последняя атакует фосфатный эфир аксиальной 1-окси-группы, но не действует на подобный эфир экваториальной 2-оксн-группы.

Крысы могут метаболизировать относительно большие количества инозита; после введения витамина лишь незначительное количество его экскретируется с мочой. При введении меченого ино-.зита крысам, получавшим флоридзин, в их моче появляется меченая глюкоза. Инозит является также антикетогенным веществом. Начальной стадией его деградации является катализируемое оксн-геназой окисление, приводящее к образованию г>-глюкуроновой кислоты (разд. 15.7.7).

Инозит широко распространен среди растений и животных. Большие количества его обнаружены в сердечной мышпе позвоночных и скелетных мышцах акулы. Было высказано .предположение, что у акулы инозит выполняет резервную функцию, подобную ¦той, которую выполняет гликоген у других видов животных. В растениях в больших количествах найдены моно-, ди- и трифосфор-ные эфиры инозита. Инозитгексафосфат, фитиновая кислота (разд. 39.1.1), в высокой концентрации находится в семенах растений. В ядерных эритроцитах птиц фитиновая кислота связана с гемоглобином точно таким же образом, как 2,3-дифосфоглицерат в эритроцитах млекопитающих (разд. 31.3.2). Поступающая с пищей фитиновая кислота оказывает рахнтоген.ное действие, по-

1754

VI. ПИТАНИЕ

скольку образование в желудочно-кишечном тракте нерастворимого фитата кальция препятствует нормальному всасыванию поступающего с пищей кальция (разд. 39.1.1) и может также нарушать нормальное всасывание железа и цинка (разд. 49.2.6). Семена, растений, бобы и орехи содержат инозитфосфоглицериды, связанные гликозидными связями с олигосахаридами.

50.11. Холин

Недостаточность холина (так же как и ниацина) не может возникнуть у животных, получающих рацион, содержащий адекватное количество белка. С целью обсуждения, однако, холин можно рассматривать как витамин комплекса В. По крайней мере два вида нарушений, наблюдаемых у животных с недостаточностью метионина, по-видимому, специфически связаны с потребностью в колине.

Синтез фосфатидилхолина в печени животных с недостаточностью холина протекает медленнее, чем у нормальных животных, хотя скорость поступления фосфатидилхолина в плазму из печени у обеих групп животных примерно одинакова. Остается неясным, почему при этом происходит накопление липидов в печени. В срезах печени животных с недостаточностью холина нарушено окисление длинноцепочечных жирных кислот до С02. Недостаток холина не является, однако, единственной причиной ожирения печени у животных, находящихся на малобелковой диете, поскольку ¦при недостатке в рационе холина некоторые другие аминокислоты, особенно треонин, также проявляют липотропное действие. Избыточное количество липидов в клетках печени животных, находящихся на малобелковой диете, приводит к некрозу и фиброзу подобно тому, как это происходит при циррозе Лаэнека. Следует отметить, что лечение холином, метионином и инозитом больных, страдающих циррозом, оказалось неэффективным.

Патогенез геморрагических поражений почек у крыс с недостаточностью холина остается невыясненным. Эти поражения наблюдаются только у молодых крыс вскоре после прекращения питания молоком, когда скорость синтеза фосфоглицеридов в почках максимальна. Наблюдаемые геморрагические поражения почек у крыс не идентичны какому-либо из известных поражений почек у человека. Большинство крыс с подобными патологическими изменениями погибают от уремии. Введение холина, даже в разгаре заболевания, излечивает многих животных; однако через несколько месяцев у них могут развиться тяжелая гипертония и артериосклероз почечных сосудов вследствие выраженного фиброза почечной капсулы.

50. ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ВИТАМИНЫ

1755

У крыс с хронической недостаточностью холина развиваются анемия и гипопротеинемия, часто сопровождающаяся отеком. Эти симптомы не обусловлены малобелковой диетой, используемой для создания недостатка холина, поскольку введение животным холина приводит к быстрому уменьшению патологических явлений. На потребность в холине и метионине, по-видимому, влияет количество фолиевой кислоты и витамина ??2, поступающих с пищей. Холин широко распространен как компонент фосфатидилхолина; железистые ткани, а также нервная ткань, яичный желток, некоторые растительные масла (например, соевое) являются богатыми источниками витамина.

50.12. Аскорбиновая кислота

Наиболее характерными химическими свойствами аскорбиновой кислоты (ранее называвшейся витамином С) являются ее кислотность, обусловленная енольным водородом при С-З, и легкое окисление до дегидроаскорбиновой кислоты, катализируемое ионами металлов (в небольших концентрациях). Дегидроаекорби-новая кислота нестабильна в щелочной среде, в которой происходит гидролиз лактонного кольца с образованием дикетогулоновой кислоты. Дегидроаскорбиновая кислота легко восстанавливается такими агентами, как H2S, цистеин и глутатион. Восстанавливающая способность аскорбиновой кислоты является основой большинства количественных аналитических методов ее определения '(например, титрование красителем 2,6-дихлорфенолиндофенолом).

о=с-I

нос II

нос

о

НС— I

носн I

1_-аскороиновэя кислота

О

о=с-I

о=с I

о=с I

нс-

носн I

сн2он

l-Вегиароаскорби-новая кислота

СООН I

о=с I

> о=с

нсон I

носн I

сн2он

l-Оикетогу ломовая кислота

50.12.1. Биогенез и метаболизм

Аскорбиновая кислота относится к числу незаменимых компонентов пищи для человека, других приматов, а также морских свинок, но может синтезироваться у всех других видов животных, которые были исследованы в этом отношении. Главные стадии

1756

VI. ПИТАНИЕ

синтеза аскорбиновой кислоты у животных следующие:

нс=о I

НСОН

носн j I

неон I

неон I

соон

Е-глкжу ромовая кислота

сн2он I

НСОН

I

НОСН ? I

НСОН I

НСОН

СООН I

НОСН I

НОСН

I

НСОН I

НОСН

-нр +нго

СООН

1_-глутоновая кислота

о

о=с— I

НОСН