TPP adalah koenzim transketolase. Farmakologi klinis. kekurangan vitamin B. vitamin yang larut dalam lemak

Biokimia, tugasnya. Pentingnya biokimia untuk kedokteran. Metode penelitian biokimia modern.

Biokimia adalah ilmu tentang struktur zat penyusun organisme hidup, transformasinya, dan proses fisikokimia yang mendasari aktivitas kehidupan.

tugas BH

1. Kajian proses BIOKATALISIS.

2. Kajian mekanisme hereditas pada tingkat molekuler.

3. Mempelajari struktur dan metabolisme asam nukleat.

4. Mempelajari struktur dan metabolisme protein dan lemak

5. Kajian transformasi karbohidrat.

7. Kajian peran biologis molekul pemberi sinyal (HORMON).

8. Kajian tentang peran vitamin dalam metabolisme.

9. Kajian peranan mineral.

Pentingnya HD untuk pengobatan.

Tugas utama kedokteran: patogenesis, diagnosis, pengobatan, pencegahan penyakit.

1. Pentingnya HD untuk memahami mekanisme penyakit.

DLL. Penyakit kardiovaskular (aterosklerosis). Saat ini diasumsikan bahwa sensitivitas reseptor sel terhadap LDL adalah penting

2. Pentingnya HD untuk mendiagnosis penyakit.

Meluasnya penggunaan studi biokimia cairan biologis.

A. Jumlah substrat.

B. Studi aktivitas enzim.

B. Studi tentang kadar hormon. RIA, metode ELISA. Identifikasi PRA-PENYAKIT.

3. Pentingnya HD untuk pengobatan. Identifikasi hubungan yang terganggu dalam metabolisme, pembuatan obat yang tepat, meluasnya penggunaan obat alami.

4. Pentingnya HD untuk pencegahan penyakit. DLL. Kurangnya vit. C-scurvy - untuk pencegahan vit. C. Kekurangan vit. D-rakhitis-vit. D

Asam amino, klasifikasinya. Struktur dan peran biologis asam amino. Kromatografi asam amino.

Protein terdiri dari AA. Semua AK dapat dibagi menjadi 4 kelompok:

1. Dapat diganti - disintesis dalam tubuh: ALA, ASP, ASN, GLU, GLN, GLY, PRO, SER.

2. Tak tergantikan - tidak disintesis di dalam tubuh dan berasal dari makanan: VAL, LEI, ILE. LIZ. TRE, BERTEMU, FEN, TIGA.

3. Dapat diganti sebagian - disintesis di dalam tubuh, tetapi sangat lambat dan tidak memenuhi semua kebutuhan tubuh: GIS, ARG.

4. Dapat diganti secara kondisional - disintesis dari asam amino esensial: CIS (MET), TYR (FEN).

Kelengkapan gizi protein ditentukan oleh:

1. Kehadiran semua asam amino esensial. Tidak adanya satu asam amino esensial pun mengganggu biosintesis protein.

1. Komposisi asam amino protein. Semua AA dapat terkandung dalam produk yang berasal dari hewan dan tumbuhan.

Dalam keadaan isoelektrik, protein menjadi kurang stabil. Properti protein ini digunakan selama FRAKSINYA:

1. KROMATOGRAFI PERTUKARAN ION.

Menggunakan ION EXCHANGERS, yang terbuat dari selulosa murni: DEAE - selulosa (mengandung gugus kationik); CM - selulosa (mengandung gugus anionik). DEAE memisahkan protein bermuatan negatif, dan CM memisahkan protein bermuatan positif. Semakin banyak gugus COOH dalam suatu protein, semakin kuat ikatannya dengan selulosa DEAE.

2. Pemisahan protein berdasarkan besarnya muatan – elektroforesis protein. Dengan menggunakan elektroforesis, setidaknya 5 fraksi diisolasi dalam serum darah: ALBUMIN, alfa, alfa-2, gamma, beta - globulin.

Prinsip klasifikasi protein. Ciri-ciri protein sederhana. Karakteristik histon dan protamin.

Koenzim dan fungsinya dalam reaksi enzimatik. Koenzim vitamin. Contoh reaksi yang melibatkan koenzim vitamin.

KOENZIM adalah zat organik dengan berat molekul rendah yang bersifat non-protein. Mereka paling sering mengandung berbagai vitamin, oleh karena itu dibagi menjadi dua kelompok: 1. Vitamin. 2.Non vitamin.

1. THIAMIN mengandung vitamin B1 (THIAMIN) - TMP - THIAMINE MONOPHOSPHATE, TDP - THIAMINE DIFOSPHATE, TTP - THIAMINE TRIPHOSPHATE. TPP dikaitkan dengan enzim DECARBOXYLASES alpha ketoacids (PVK, alpha KGA)

2.FLAVIN mengandung vitamin B2 - FMN - FLAVINMONONUCLEOTIDE, FAD - FLAVIIADENIDNINEDINUCLEOTIDE.

FMN dan FAD berhubungan dengan enzim DEHYDROGENASES. Berpartisipasi dalam reaksi DEHIDROGENASI.

3. PANTOTHEIN (vitamin B3) - KOF A (HS-KOA - HS KOENZYME A) - KOENZIM ASYLASI.

4. NICOTINAMIDE mengandung vitamin PP (NIACIN) - NAD (NICOTINAMIDE ADNINE NUCLEOTIDE), NADPH (NICOTINAMIDE ADNINE NUCLEOTIDE PHOSPHATE). Terkait dengan DEHIDROGENAS:

5. PYRIDOXINE mengandung vitamin B6. PAF - PYRIDOXAMINOPOSPHATE, PF - PYRIDOXALPHOSPHATE:

1. Reaksi TRANSAMINASI (TRANSAMINASI). Terkait dengan enzim aminotransferase.

2. REAKSI DEKARBOXYLASI AA.

Tata nama dan klasifikasi enzim. Ciri-ciri golongan oksidoreduktase. Contoh reaksi yang melibatkan oksidoreduktase

1. OXIDOREDUCTASES.

2. TRANSFERASE.

3. HIDROLAS.

5. ISOMERAS.

6. LIGASE.

Setiap kelas dibagi menjadi subkelas. Subclass dibagi menjadi SUBCLASSES.

1.OXIDOREDUCTASES.

Enzim kelas ini terlibat dalam OVR. Ini adalah kelas enzim yang paling banyak jumlahnya (lebih dari 400 OXIDOREDUCTASES). 1. DEHIDROGENAS AEROBIK. Mereka berpartisipasi dalam reaksi DEHIDRONASI.

Beberapa DEHIDROGENAS AEROBIK disebut OKSIDAS. Misalnya AK OKSIDASE.

2.ANAEROBIK D D. Enzim-enzim ini juga terlibat dalam reaksi DEHIDROGENASI, yaitu. menghilangkan H2 dari substrat teroksidasi dan memindahkannya ke substrat lain kecuali O2.

3.PEROKSIDASE. Enzim yang mengambil H2 dari substrat teroksidasi dan mengangkutnya menjadi PEROKSIDA.

4. SITOKROM. Mereka mengandung HEM. CYTOCHROM hanya terlibat dalam pengangkutan elektron.

Ciri-ciri golongan lyase, isomerase dan ligase (synthetase), contoh reaksi.

2.Enzim yang memutus ikatan antar atom karbohidrat secara non HIDROLITIK tanpa partisipasi air (ALDOLASE).

3.Enzim yang terlibat dalam reaksi HIDRASI dan DEHIDRASI.

ISOMERAS. Enzim kelas ini berpartisipasi dalam transformasi ISOMERIK. Dalam hal ini, satu isomer struktural dapat berubah menjadi isomer lain karena penataan ulang atom secara intramolekul.

LIGASE. Enzim golongan ini ikut serta dalam reaksi penggabungan dua atau lebih zat sederhana untuk membentuk zat baru. Reaksi-reaksi tersebut memerlukan energi dari luar dalam bentuk ATP.

Ciri-ciri golongan enzim transferase dan hidrolase. Contoh reaksi yang melibatkan enzim tersebut.

TRANSFERASE. Enzim kelas ini terlibat dalam pengangkutan gugus atom dari donor ke akseptor. Tergantung pada grup yang ditransfer, TRANSFERASES dibagi menjadi beberapa subkelas:

1.AMINOTRANSFERASE. Mereka berpartisipasi dalam reaksi transaminasi.

ASAT - ASPARAGIN AMINOTRANSFERASE.

2.METILTRANSFERASES (grup CHZ).

3.PHOSPHOTRANSFERASES (kelompok FOSFAT).

4.ACYLTRANSFERASES (residu asam).

HIDROLASE. Enzim kelas ini berpartisipasi dalam reaksi pemutusan ikatan molekul substrat dengan partisipasi air.

1. ESTER AZES bertindak atas obligasi ESTER. Ini termasuk LIPASE, FOSFOLIPAS, KOLESTERAS.

2. GLYCOSIDASES - bekerja pada ikatan GLYCOSIDIUS yang ditemukan dalam karbohidrat kompleks. Ini termasuk AMYLASE, SUCCARASE, MALTASE, GLYCOSIDASE, LACTASE.

3.PEPTIDASES terlibat dalam pemutusan ikatan PEPTIDA dalam protein. Ini termasuk PEPSIN, CHIMOTRYPSIN, AMINOPEPTIDASE, CARBOXYPEPTIDASE, dll.

12. Ide modern tentang mekanisme kerja enzim. Tahapan reaksi enzimatik, efek molekuler, contoh.

MEKANISME AKSI ENZIM. Dari sudut pandang termodinamika, kerja enzim apa pun ditujukan untuk mengurangi energi aktivasi. Semakin rendah energi aktivasi, semakin tinggi laju reaksinya. Teori kerja enzim dikemukakan oleh BAYLIS dan VANBURG. Menurutnya, enzim adalah “spons” yang menyerap molekul zat yang bereaksi pada permukaannya. Tampaknya menstabilkan mereka dan mendorong interaksi. 70 tahun yang lalu teori lain dikemukakan oleh MICHAELIS dan MENTEN. Mereka mengemukakan konsep kompleks F-S. Enzim berinteraksi dengan substrat, membentuk kompleks antara F-S yang tidak stabil, yang kemudian terurai membentuk produk reaksi (P) dan melepaskan enzim. Ada beberapa tahapan dalam proses ini:

1. Difusi S ke F dan interaksi STERIKnya dengan pembentukan kompleks F-S. Tahap ini tidak berlangsung lama. Pada tahap ini praktis tidak terjadi penurunan energi aktivasi.

2. Konversi kompleks F-S menjadi satu atau lebih kompleks teraktivasi. Tahap ini adalah yang paling lama. Dalam hal ini, ikatan pada molekul substrat terputus dan ikatan baru terbentuk. Aktivasi E ¯

3. Pelepasan produk reaksi dari enzim dan pelepasannya ke lingkungan.

EFEK MOLEKULER TINDAKAN ENZIM.

1. Efek konsentrasi. Oleh karena itu, peran utama enzim adalah menarik molekul zat yang bereaksi ke permukaannya dan memusatkan molekul tersebut di wilayah pusat aktif enzim.

2. Efek, kedekatan dan orientasi. Daerah kontak pusat aktif enzim mengikat secara spesifik molekul substrat, mendekatkannya dan memberikan orientasi sehingga bermanfaat bagi kerja gugus katalitik enzim.

3. Pengaruh ketegangan (“racking”). Sebelum substrat menempel pada pusat aktif enzim, molekulnya berada dalam keadaan rileks. Setelah berikatan, molekul substrat meregang dan mengambil konfigurasi yang tertekan dan berubah bentuk. Aktivasi E berkurang.

4. Katalisis asam basa. Gugus tipe asam menghilangkan H+ dan mempunyai muatan negatif. Golongan tipe dasar menambahkan H+ dan mempunyai muatan positif. Hal ini menyebabkan penurunan energi aktivasi.

5. Pengaruh kepatuhan yang diinduksi. Ini menjelaskan kekhususan kerja enzim. Ada 2 sudut pandang mengenai hal ini: A). hipotesis FISCHER. Menurutnya, terdapat korespondensi STERIK yang ketat antara substrat dan pusat aktif enzim. DI DALAM). Teori korespondensi terinduksi COSHLAND. Menurutnya, molekul enzim merupakan struktur yang fleksibel. Setelah enzim berikatan dengan substrat, KONFORMASI pusat aktif enzim dan seluruh molekul substrat berubah. Mereka berada dalam kondisi konformitas yang diinduksi. Ini terjadi pada saat interaksi.

13. Penghambatan enzim. Penghambatan kompetitif dan non-kompetitif, contoh reaksi. Zat obat sebagai penghambat enzim.

INHIBITOR. Enzim adalah katalis dengan aktivitas terkontrol. Hal ini dapat dikendalikan dengan menggunakan berbagai zat. Kerja enzim dapat DIHAMBAT oleh zat kimia tertentu – INHIBITOR. Berdasarkan sifat kerjanya, inhibitor dibagi menjadi 2 kelompok besar:

1. Reversibel adalah senyawa yang berinteraksi secara NON-KOVALEN dengan enzim sehingga membentuk suatu kompleks yang mampu berdisosiasi.

2. Irreversible – merupakan senyawa yang secara spesifik dapat mengikat gugus fungsi tertentu dari pusat aktif enzim. Mereka membentuk ikatan COVALEN yang kuat dengannya, sehingga kompleks seperti itu sulit untuk dihancurkan.

JENIS PENGHAMBATAN. Menurut mekanisme kerjanya, jenis INHIBISI berikut dibedakan:

1. Penghambatan kompetitif- penghambatan reaksi enzimatik yang disebabkan oleh kerja inhibitor, yang strukturnya sangat dekat dengan struktur S, oleh karena itu S dan inhibitor bersaing untuk mendapatkan AC F. dan senyawa tersebut berikatan dengannya. yang konsentrasinya lebih tinggi di lingkungan. E+S - ES-EP

Banyak obat bertindak sebagai inhibitor kompetitif. Contohnya adalah penggunaan SULPHANIL (SA). Untuk berbagai penyakit menular yang disebabkan oleh bakteri digunakan obat SA. Pengenalan SA menyebabkan INHIBISI enzim bakteri yang mensintesis asam FOLIC. Pelanggaran sintesis asam ini menyebabkan terganggunya pertumbuhan mikroorganisme dan kematiannya.

2.PENGHAMBATAN NON-KOMPETITIF-inhibitor dan substrat tidak serupa secara struktural; inhibitor tidak mempengaruhi pembentukan kompleks F-S; kompleks ESI terner terbentuk.

Inhibitor tersebut mempengaruhi konversi katalitik substrat. Mereka dapat berikatan langsung dengan gugus katalitik AC P atau di luar AC P. Namun bagaimanapun juga, mereka mempengaruhi konformasi pusat aktif. SIANIDA bertindak sebagai inhibitor non-kompetitif. Mereka mengikat erat ion besi CYTOCHROM OXIDASE. Enzim ini merupakan salah satu komponen rantai pernafasan. Menghalangi rantai pernapasan menyebabkan kematian instan pada tubuh. Tindakan tersebut hanya dapat dihilangkan dengan menggunakan REAKTIVATOR.

3.PENGHAMBATAN SUBSTRAT- Ini adalah penghambatan reaksi enzimatik yang disebabkan oleh kelebihan substrat. Dalam hal ini, kompleks F-S terbentuk, tetapi tidak mengalami transformasi katalitik, karena membuat molekul enzim menjadi tidak aktif. Efek penghambat substrat dihilangkan dengan mengurangi konsentrasi substrat.

4.PENGHAMBATAN ALOSTERIK. Enzim alosterik dapat memiliki 2 unit protomer atau lebih. Dalam hal ini, yang satu memiliki pusat katalitik dan disebut katalitik, dan yang lainnya memiliki pusat ALOSTERIK dan disebut pengatur. Dengan tidak adanya INHIBITOR ALOSTERIK, substrat berikatan dengan situs katalitik dan reaksi katalitik normal berlangsung. Ketika INHIBITOR ALOSTERIK muncul, ia menempel pada unit pengatur dan mengubah KONFORMASI pusat enzim, akibatnya aktivitas enzim menurun.

14. Konsep isoenzim. Karakteristik isoenzim laktat dehidrogenase (LDH) dan kreatin kinase (CK). Peran diagnostik isoenzim CK. Penggunaan enzim dalam pengobatan. Enzimodiagnostik dan terapi enzim. Enzimopatologi, contohnya.

Isoenzim adalah sekelompok enzim yang mengkatalisis reaksi yang sama, tetapi berbeda dalam beberapa sifat fisikokimia. Mereka muncul karena perbedaan genetik dalam pembentukan struktur utama protein enzim. Isoenzim memiliki spesifisitas organ yang ketat.

Penentuan aktivitas ISOENZYMS memiliki nilai diagnostik.

LDH(laktat dehidrogenase) memiliki 5 isoenzim, yang masing-masing merupakan tetramer. Tipe LDH F ini berbeda pada kombinasi tipe H dan M. Di hati dan otot, LDH-4 dan LDH-3 mendominasi dan aktif secara maksimal. Di miokardium dan jaringan ginjal, LDH-1 dan LDH-2 aktif maksimal. Dengan patologi hati, aktivitas LDH-4 dan LDH-5 dalam serum darah meningkat tajam.

KFC(CREATINE PHOSPHOKINASE) - 0,16 - 0,3 mmol/l. Terdiri dari 2 unit : B (otak), M (otot). CPK-1 (BB, 0%, SSP) meningkat dengan kerusakan parah yang dalam (tumor, trauma, memar otak). CPK-2 (MB, 3%, miokardium) meningkat dengan infark miokard dan cedera jantung. CPK-3 (MM, 97%, jaringan otot) meningkat dengan kerusakan miokard, sindrom tekanan jangka panjang.

Enzimopatologi- mempelajari penyakit yang berhubungan dengan gangguan aktivitas fosfor dalam tubuh, atau ketidakhadirannya sama sekali. Misalnya, fenilketonuria: fenilalanin diubah menjadi berbagai produk, tetapi tidak menjadi tirosin - fenilPVK, fenilaktat. Hal ini menyebabkan terganggunya kemampuan fisik tubuh. Contoh lainnya adalah tidak adanya histidase. F. ini terlibat dalam konversi histidin, ketidakhadirannya menyebabkan akumulasi histidin dalam darah dan urin, yang berdampak negatif pada semua proses metabolisme, dan perkembangan mental dan fisik terhambat.

Enzimodiagnostik- penentuan aktivitas F. untuk tujuan diagnostik. Hal ini didasarkan pada kekhususan organ F. N-r. alkalinephosphatese adalah F spesifik yang mencirikan kondisi jaringan tulang. Aktivitasnya meningkat dengan rakhitis dan penyakit kuning obstruktif. Selama berbagai proses destruktif, integritas membran organ yang terkena terganggu, dan F. dilepaskan ke dalam darah. TIDAK. infark miokard.

Terapi enzim- penggunaan berbagai F dalam praktik klinis untuk tujuan pengobatan. Misalnya, untuk keasaman rendah - pepsin.

Sitokrom rantai transpor elektron. Fungsi mereka. Pembentukan air sebagai produk akhir metabolisme.

CYTOCHROMES adalah HETEROPROTEIN. Bagian proteinnya adalah HEM, yang strukturnya berupa 4 cincin PYRROLic dan satu atom besi, yang mudah mengubah valensi. Mungkin juga termasuk tembaga.

20. Jalur sintesis ATP. Fosforilasi substrat (contoh). Mekanisme molekuler fosforilasi oksidatif (teori Mitchell). Pelepasan oksidasi dan fosforilasi.

Proses pembentukan ATP pada rantai pernafasan adalah fosforilasi oksidatif. Karena energi transpor elektron ke DC, ATP terbentuk dari ADP dan fosfat anorganik. Fosforilasi substrat adalah proses sintesis ATP dari ADP dan fosfat menggunakan energi substrat teroksidasi dalam sitoplasma sel. Contoh fosforilasi substrat meliputi reaksi berikut:

Ketentuan pokok teori Mitchell:

1. Membran MITOCHONDRIA tidak permeabel terhadap proton.

2. Potensi proton terbentuk selama pengangkutan elektron dan proton.

3. Transportasi terbalik proton ke MATRIX dikaitkan dengan pembentukan ATP.

Proses transpor elektron terjadi pada membran bagian dalam. Proton ditransfer ke ruang antar membran, dan elektron bergerak sepanjang rantai pernapasan. Membran bagian dalam pada sisi matriks bermuatan negatif, dan pada sisi ruang antarmembran bermuatan positif. Selama bernafas, gradien ELEKTRO-KIMIA tercipta; konsentrasi dan beda potensial. Gradien listrik dan konsentrasi membentuk gaya DORONG PROTON, yang memberikan gaya untuk sintesis ATP. Ada saluran proton di area tertentu pada membran bagian dalam. Proton dapat masuk kembali ke matriks, dan energi yang dihasilkan digunakan untuk mensintesis ATP.

Pelepasan respirasi dan fosforilasi

Beberapa bahan kimia (protonofor) dapat mengangkut proton atau ion lain (ionofor) dari ruang antar membran melalui membran ke dalam matriks, melewati saluran proton ATP sintase. Akibatnya, potensi elektrokimia menghilang dan sintesis ATP terhenti. Ini adalah pemisahan respirasi dan fosforilasi. Akibat uncoupling, jumlah ATP berkurang dan ADP meningkat. Uncoupler adalah zat lipofilik yang mudah melewati lapisan lipid membran. Ini adalah 2,4-dinitrofenol, yang mengikat proton di ruang antar membran dan mentransfernya ke dalam matriks.

Transaminasi dan dekarboksilasi asam amino. Kimia proses, karakteristik enzim dan koenzim. Pembentukan Amida.

1). Jalur utama transformasi asam amino dalam jaringan adalah melalui reaksi transaminasi – reaksi antara ASAM AMINO dan KETO. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim AMINOTRANSFERASE. Semua asam amino kecuali LYS dan TPE dapat mengalami TRANSAMINASI. Yang paling penting adalah AT, yang donor gugus aminonya adalah ALA, ASP, GLU.

Peran reaksi TRANSAMINASI:

1. digunakan untuk sintesis asam amino non-esensial.

2. Merupakan tahap awal katabolisme asam amino

3. Akibat TRANSAMINASI, terbentuk ASAM alfa-KETO yang termasuk dalam glukoneogenesis.

4. Terjadi di berbagai jaringan, tetapi sebagian besar terjadi di hati. Penentuan aktivitas AT memiliki nilai diagnostik di klinik. Jika terdapat kelebihan ALANINE atau kekurangan ASPARAGINE:

1. ALA + alfa-KGC ↔ GLU + PVC

2. GLU + PIKE ↔ASP + alfa-KGC

Dekarboksilasi asam amino, peran vitamin B6 Pembentukan amina biogenik

2).Reaksi DEKARBOXYLASI - penghancuran gugus COOH dengan pelepasan CO2. Dalam hal ini, asam amino dalam jaringan membentuk amina biogenik, yang merupakan zat aktif biologis (BAS):

1. NEUROMEDIATOR (SERETONIN, DOPAMINE, GABA),

2. Hormon (ADRENALINE, NORADRENALINE),

3. Pengatur aksi lokal (HISTAMINE).

GABA adalah neurotransmitter penghambat. DOPAMINE adalah neurotransmitter tindakan rangsang. Ini adalah dasar untuk sintesis ADRENALINE dan NOR ADRENALINE.

HISTAMINE meningkatkan sekresi cairan lambung, oleh karena itu digunakan dalam praktek klinis untuk intubasi. Ini memiliki efek vasodilatasi dan menurunkan tekanan darah.

27. Deaminasi asam amino. Jenis deaminasi. Deaminasi oksidatif. Deaminasi asam amino tidak langsung menggunakan contoh tirosin.

DEAMINASI - penghancuran gugus NH2 dengan pelepasan amonia. Jenis-jenis berikut ini mungkin terjadi di dalam tubuh:

1. Restoratif

2.HIDROLAYAL:

3. Intramolekul:

Ketiga jenis DEAMINASI ini terjadi selama peluruhan.

4. Oksidatif. Hanya GLU yang mengalami DEAMINASI OKSIDATIF.

Asam amino lain juga mengalami DEAMINASI OKSIDATIF, tetapi jalur ini tidak langsung. Ia melewati GLU dan disebut proses DEAMINASI OKSIDATIF TIDAK LANGSUNG.

KARBOMIL FOSFAT

Pembentukan urea hanya terjadi di hati. Dua reaksi pertama dari siklus tersebut (pembentukan CITRULLINE dan ARGINOSUCCINATE) terjadi di MITOCHONDRIA, sisanya di sitoplasma. Tubuh memproduksi 25g urea per hari. Indikator ini mencirikan fungsi pembentuk urea di hati. Urea dari hati memasuki ginjal, di mana ia dikeluarkan dari tubuh sebagai produk akhir metabolisme nitrogen.

Fitur metabolisme nukleotida purin. Struktur dan pembusukannya. Pembentukan asam urat. Encok.

Untuk biosintesis basa PURIN, acuan atom dan gugus atomnya adalah:

Oksidasi asam urat - oksidasi NUKLEOSIDA PURIN.

Asam urat merupakan produk akhir pemecahan INTI PURIN.

Kadar asam urat menunjukkan intensitas pemecahan basa PURIN dalam jaringan tubuh dan makanan.

GANGGUAN METABOLISME NULEOTID. HIPERURICEMIA - peningkatan kadar asam urat dalam darah menunjukkan peningkatan pemecahan asam nukleat atau nukleotida purin (asam urat). Penyakit ini ditentukan secara genetik dan bersifat familial. Dengan asam urat, kristal asam urat disimpan di tulang rawan artikular, sinovium, dan serat. Artritis gout mekanis akut yang parah dan nefropati berkembang.

Kode genetik

Ide-ide modern tentang organisasi struktural dan fungsional DNA: wilayah genik (struktural, elemen pengatur DNA) dan non-genik (pengulangan tandem, pseudogen, elemen DNA bergerak). Arah utama biologi molekuler (OMICS): genomik, transkriptomik, pH-omik.

95% DNA manusia adalah non-genik. 5% adalah gen itu sendiri.

ELEMEN FUNGSIONAL GENOME:

1. GEN STRUKTURAL

2. UNSUR PERATURAN

Gen struktural mengkode sintesis mRNA, tRNA, RRNA. Elemen pengatur tidak mengkodekan RNA dan, karenanya, protein; mempengaruhi pekerjaan

gen struktural.

Bagian non-gen diwakili oleh:

1. TANDEM MENGULANG pengulangan NUKLEOTIDA yang monoton dan tidak ada artinya. Inilah yang disebut “daerah gurun” DNA. Saat ini, arti dari wilayah-wilayah tersebut adalah untuk menjalankan fungsi struktural dan wadah pembentukan gen dalam evolusi (evolutionary Reserve).

2. PSEUDOGENS - unsur genetik yang tidak aktif tetapi stabil akibat mutasi pada gen yang bekerja sebelumnya (gen dimatikan karena mutasi). Ini adalah produk sampingan dan cadangan genetik dari evolusi. Mereka membentuk 20 - 30% bagian non-gen dari DNA.

3. Unsur genetik bergerak:

TRANSPOSON - bagian DNA yang dapat dipotong dan disisipkan ke area lain

DNA. Inilah yang disebut “pengembara gen”.

RETROTRANSPOSONS - bagian DNA yang disalin di dalam genom, seperti di dalam

kromosom dan di antara mereka. Mereka dapat mengubah arti gen struktural manusia dan menyebabkan mutasi. Genom manusia berubah selama hidup sebesar 10 - 30%.

Merusak elemen genetik yang tidak aktif dan bergerak. Mereka tidak dapat dipotong atau dimasukkan karena tidak adanya REVERSE TRANSFERASE di dalam sel. Jika fragmen memasuki sel dengan virus, maka gen-gen ini mulai ditranskripsi.

Arah utama biologi molekuler:

GENOMICS adalah cabang biologi molekuler yang mempelajari struktur dan mekanisme operasi gen.

Transkriptomik adalah studi dan identifikasi semua mRNA yang mengkode protein, studi tentang kuantitas dan pola ekspresi gen struktural.

RN-omics adalah cabang biologi molekuler yang berhubungan dengan studi dan identifikasi semua RNA non-coding

31. Mekanisme replikasi DNA (prinsip template, metode semi konservatif). Kondisi yang diperlukan untuk replikasi. Tahapan replikasi

Mekanisme REPLIKASI - proses penggandaan DNA sendiri. Mekanisme replikasi didasarkan pada prinsip saling melengkapi. Mekanisme replikasi mencakup biosintesis templat. Replikasi DNA berlangsung secara semi-konservatif: rantai anak disintesis pada setiap rantai polinukleotida induk.

Kondisi yang diperlukan untuk replikasi:

1. Matriks - untaian DNA. Pemisahan untaian ini disebut REPLICATIVE FORK.

2. Substrat. Bahan plastiknya adalah DEOXYNUCLEOTIDE TRIPHOSPHES :
dATP, dGTP, dCTP, dTTP.

3. Ion magnesium.

Kompleks enzim replikasi:

A) protein pelepas DNA:

3. TOPOISOMERASE 1 dan 2 (lepaskan heliksnya). Ikatan fosfodiester (3", 5") putus.

C) DNA POLYMERASE (mengkatalisis pembentukan ikatan fosfodiester). DNA POLYMERASE hanya memperluas untai yang sudah ada, tetapi tidak dapat menghubungkan dua NUKLEOTIDA bebas.

E) DNA ligase.

5. PRIMER - “benih” untuk replikasi. Ini adalah penggalan singkat RIBONUCLEOTIDE TRIPHOSPHES (2 - 10)..

Tahapan utama replikasi.

I. INISIASI replikasi.

Terjadi di bawah pengaruh rangsangan eksternal (faktor pertumbuhan). Protein berikatan dengan reseptor pada membran plasma dan menyebabkan replikasi ke fase sintetik dari siklus sel. Arti inisiasi adalah menempelnya DNA-A pada titik replikasi, yang merangsang divergensi heliks ganda. HELICASE juga mengambil bagian dalam hal ini. Enzim (TOPOISOMERASES) bertindak menyebabkan pelepasan di luar heliks. Protein SSB mencegah bergabungnya rantai anak. FORK REPLICATIVE terbentuk.

2. Pembentukan benang anak.

Hal ini diawali dengan pembentukan PRIMER dengan menggunakan PRIMASE. DNA POLYMERASE bertindak dan untaian DNA anak terbentuk. Proses ini terjadi berdasarkan prinsip saling melengkapi, dan sintesis berlangsung dari ujung 5* hingga 3* dari untai yang disintesis.

Rantai kontinu akan dibuat pada salah satu thread induk, dan fragmen OKAZAKI akan dibuat pada thread yang berlawanan.

3. Penghapusan PRIMER menggunakan EXONUCLEASE,

4. Penyambungan fragmen pendek menggunakan DNA LIGASE.

Kompleks replikatif (helikase, topoisomerase). Primer dan perannya dalam replikasi.

A) protein pelepas DNA:

1. DNA-A (menyebabkan pemisahan untai)

2. HELICASES (membelah untai DNA)

1. TOPOISOMERASE 1 dan 2 (lepaskan heliksnya). Ikatan fosfodiester (3", 5") putus.

B) Protein yang mencegah bergabungnya untaian DNA (protein SSB)

C) DNA POLYMERASE (mengkatalisis pembentukan ikatan fosfodiester). DNA-
POLYMERASE hanya memperluas thread yang sudah ada, tetapi tidak dapat menghubungkan dua NUKLEOTID bebas.

D) PRIMASE (mengkatalisis pembentukan “benih” untuk sintesis).

E) DNA ligase.

5. PRIMER - “benih” untuk replikasi. Ini adalah penggalan pendek yang terdiri dari RIBONUCLEOTIDE TRIPHOSFATES (2 - 10). Pembentukan PRIMER dikatalisis oleh PRIMASE. Enzim (TOPOISOMERASES) bertindak menyebabkan pelepasan di luar heliks. Protein SSB mencegah bergabungnya rantai anak. FORK REPLICATIVE terbentuk. Pembentukan benang anak. Hal ini diawali dengan pembentukan PRIMER dengan menggunakan enzim PRIMASE. DNA POLYMERASE bertindak dan untaian DNA anak terbentuk. Proses ini terjadi sesuai dengan prinsip saling melengkapi, dan sintesis berlangsung dari ujung 5" hingga 3" dari untai yang disintesis.

Sebuah rantai kontinu akan dibangun pada salah satu untaian induk, dan rantai fragmen pendek (fragmen OKAZAKI) akan dibangun pada untaian yang berlawanan.Penghilangan PRIMER menggunakan EXONUCLEASE.

32. Biosintesis RNA (transkripsi). Kondisi transkripsi.

Transkripsi adalah transfer informasi dari DNA ke RNA (biosintesis RNA). Hanya bagian tertentu dari molekul DNA yang mengalami transkripsi. Bagian ini disebut TRANSKRIPTON. DNA eukariotik terputus-putus: daerah yang membawa informasi (EXONS) bergantian dengan daerah yang tidak membawa informasi (INTRONS). Pada DNA, dari ujung 5" terdapat daerah PROMOTER - tempat menempelnya RNA POLYMERASE. Dari ujung 3" terdapat zona TERMINATOR. Wilayah ini tidak ditranskripsi. KONDISI TRANSKRIPSI.

1. Matriks - 1 untai DNA. Mata transkripsi terbentuk.

2. Komponen struktural - RIBONUCLEOSIDE-3-PHOSPHATES (ATP, GTP, CTP, UTP).

3. POLIMERASE RNA yang bergantung pada DNA.

Tahapan transkripsi

TAHAP UTAMA TRANSKRIPSI.

1. INISIASI. Ini melibatkan perlekatan RNA POLYMERASE ke PROMOTER, yang menyebabkan divergensi untaian DNA. Dorongan untuk menempelnya RNA POLYMERASE adalah menempelnya protein TBP pada kotak TATA.

2. ELONGASI (pemanjangan). Bergabungnya RIBONUCLEOSIDES MONONUCLEOTIDES dan pembentukan ikatan fosfodiester antar NUCLEOTIDE menggunakan RNA POLYMERASE yang bergerak sepanjang untai DNA. Penambahan NUKLETIDA berlangsung sesuai dengan asas saling melengkapi, hanya akan ada RIBONUKLETIDA dan - UMP.

3. TERMINASI (penghentian). Terdiri dari fakta bahwa dari ujung 3" RNA yang terbentuk banyak (hingga 200 - 300) NUKLEOTID ADENYL - poli A terpasang. Salinan persis gen tersebut terbentuk. NUKLEOTIDA ADENYL melindungi akhir 3" dari aksi EXONUCLEASES. Perlindungan, yang disebut “SAR” (paling sering UDP), dibentuk pada ujung 5 inci. Salinan gen yang dihasilkan ini disebut TRANSKRIP.

4. PENGOLAHAN (pematangan).

2. Pembatasan 5 ujung

3. Pembentukan barisan poliadenil

4. SPLICING - penghapusan intron dan penggabungan EXONS satu sama lain. Berperan penting dalam evolusi organisme,

5. Penyambungan alternatif - beberapa mRNA dan, karenanya, beberapa protein terbentuk dari satu pra-mRNA, yang memanifestasikan dirinya dalam berbagai karakteristik organisme.

Manifestasi utama patologi metabolisme karbohidrat dan kemungkinan penyebab gangguan metabolisme karbohidrat pada berbagai tahap metabolisme. (Tulis reaksi). Glikemia sebagai indikator keadaan metabolisme karbohidrat. Penilaian kuantitatif glikemia dalam kondisi normal dan patologis. Perkembangan diabetes melitus.

Gangguan metabolisme karbohidrat dapat terjadi pada berbagai tahap. HYPO-, HIPERGLUKOSEMIA, GLUKOSURIA merupakan indikator iomen karbohidrat. GLUCOSURIA mungkin terjadi jika ambang batas ginjal terlampaui lebih dari 10 mmol/l. Paling sering, gangguan metabolisme karbohidrat mungkin terjadi pada tahap berikut:

1. pada tahap asupan karbohidrat dari makanan. Banyaknya karbohidrat menyebabkan perkembangan HIPERGLUKOSEMIA, GLUKOSURIA, peningkatan biosintesis lemak, dan perkembangan obesitas.

2. Jika terjadi kerusakan pada selaput lendir saluran cerna. Jika mukosa lambung rusak, produksi asam klorida pun terganggu. Ketika selaput lendir usus kecil rusak, penyerapan dan hidrolisis disakarida makanan terganggu.

Ketika pankreas rusak, pencernaan glikogen dan pati makanan di bawah pengaruh enzim terganggu. Penyakit yang paling berbahaya adalah diabetes melitus. Di pankreas, sel B mensintesis protein insulin, yang menjamin pengangkutan glukosa dari darah ke jaringan. Jika produksi insulin tidak mencukupi, HIPERGLUCOSAEMIA, GLUCOSURIA, KETONURIA berkembang. Kelaparan energi berkembang di dalam sel, yang dikompensasi oleh proses GLUKONEOGENESIS dan peningkatan oksidasi protein dan lemak, yang disertai dengan kelebihan produksi ACETYL-COA, NH3. NH3 adalah produk beracun, menciptakan prasyarat untuk kondensasi ASETIL-COA dan pembentukan badan keton:

Ketika hati rusak, proses biosintesis dan pemecahan glikogen terganggu. Penyakit keturunan diamati dengan cacat genetik pada enzim yang terlibat dalam metabolisme karbohidrat. Yang paling umum adalah GLYCOGENOSIS (GIERKE, POMPE) dan AGLICOGENOSES (LEWIS, ANDERSEN), yang berhubungan dengan aktivitas yang tidak mencukupi atau tidak adanya enzim yang terlibat dalam pemecahan atau sintesis glikogen. ALACTOSIA terjadi pada anak-anak - intoleransi laktosa karena cacat genetik pada ENTEROCYTE LACTASE.

Glukosa dalam darah kapiler utuh saat perut kosong - 3,3 - 5,5 mmol/l

HIPERGLYCEMIA: kelebihan hormon kontra-insular, defisiensi insulin (IDDM), disfungsi reseptor (NIDDM), stres (adrenalin meningkatkan kadar glukosa), konsumsi karbohidrat berlebih.

HYPOGLYCEMIA: overdosis insulin, kekurangan hormon kontra-insular dalam tubuh, puasa.

Badan keton (tidak lebih dari 0,1 g/l) - aseton, asam asetoasetat, asam beta-hidroksibutirat. Berbahaya sehubungan dengan KETOACIDOSIS. HIPOGLIKEMIA menyebabkan kejang dan kematian. 0,1% glikogen diperbarui di jaringan otak dalam 4 jam.

Ketika metabolisme karbohidrat terganggu, fungsi otak pun terganggu.

Manifestasi utama patologi metabolisme lipid dan kemungkinan penyebab kemunculannya pada berbagai tahap metabolisme. Pembentukan badan keton dalam jaringan. Ketoasidosis. Signifikansi biologis dari badan keton.

1 .Pada tahap asupan lemak dari makanan:

A. Makanan berlemak yang melimpah dengan latar belakang hipodinamia menyebabkan berkembangnya OBESITAS PENCARIAN.

B. Asupan lemak yang tidak mencukupi atau ketidakhadirannya menyebabkan HYPO- dan AVITAMINOSIS A, D, E, K. DERMATITIS dan sklerosis vaskular dapat terjadi. Proses sintesis PROSTAGLANDIN juga terganggu.

C. Asupan makanan yang tidak mencukupi zat LIPOTROPIC (kolin, serin, inositol, vitamin B12, B6) menyebabkan berkembangnya infiltrasi jaringan lemak.

2.Pada tahap pencernaan.

A. Bila hati dan usus rusak, pembentukan dan pengangkutan lipid darah terganggu.

B. Bila hati dan saluran empedu rusak, pembentukan dan ekskresi asam empedu yang terlibat dalam pencernaan lemak makanan terganggu. Kolelitiasis sedang berkembang. HIPERKOLESTEROLEMIA dicatat dalam darah.

C. Jika mukosa usus terpengaruh dan produksi serta suplai enzim pankreas terganggu, kandungan lemak dalam tinja meningkat. Jika kandungan lemak melebihi 50%, timbul STEATHORRHEA. Kotoran menjadi tidak berwarna.

D. Paling sering dalam beberapa tahun terakhir, kerusakan sel beta pankreas telah terjadi pada populasi, yang mengarah pada perkembangan diabetes mellitus, yang disertai dengan oksidasi intensif protein dan lemak di dalam sel. Dalam darah pasien tersebut, HIPERKETONEMIA dan HIPERKOLESTEROLEMIA dicatat. Badan keton dan kolesterol disintesis dari ACETYL-COA.

3. Pada tahap metabolisme kolesterol, penyakit yang paling banyak diderita adalah ATEROSKLEROSIS. Penyakit ini berkembang ketika kandungan FRAKSI ATHEROGENIC antara sel jaringan dan lipid darah meningkat dan kandungan HDL menurun, yang tujuannya adalah untuk menghilangkan kolesterol dari sel jaringan ke hati untuk oksidasi selanjutnya. Semua obat kecuali CHYLOMICRONS dimetabolisme dengan cepat. LDL tertahan di dinding pembuluh darah. Mereka mengandung banyak TRIGLISERIDA dan KOLESTEROL. Mereka, ketika difagositosis, dihancurkan oleh enzim LYSOsome, kecuali kolesterol. Itu terakumulasi di dalam sel dalam jumlah besar. Kolesterol disimpan di ruang antar sel dan dikemas oleh jaringan ikat. Plak ATHEROSKLEROTIS terbentuk di pembuluh darah.

Vitamin B1 cukup banyak terdapat pada roti gandum utuh, pada cangkang biji serealia, pada kedelai, buncis, dan kacang polong. Kandungannya banyak pada ragi, lebih sedikit pada kentang, wortel, dan kubis. Dari produk hewani, yang paling kaya akan tiamin adalah hati, daging babi tanpa lemak, ginjal, otak, dan kuning telur. Kebutuhan harian tiamin adalah 1,1 - 1,5 mg.

Vitamin B1 dalam bentuk TPP (tiamin pirofosfat) merupakan bagian integral dari enzim yang mengkatalisis reaksi dekarboksilasi asam keto secara langsung dan oksidatif.

Vitamin B1 dan metabolitnya (terutama turunan asetatnya, serta turunan tiazol dan pirimidin) diekskresikan melalui urin, dan vitamin B1 disekresikan oleh tubulus ginjal. Vitamin B 1 dengan cepat menembus jaringan, terakumulasi di otak, jantung, ginjal, kelenjar adrenal, hati, dan otot rangka. Sekitar 50% dari total vitamin dalam tubuh ditemukan di jaringan otot.

Di hati, vitamin B1 diubah menjadi metabolit aktif - tiamin trifosfat dan tiamin difosfat (kokarboksilase), transformasi ini memerlukan enzim spesifik yang bergantung pada ATP tiamin pirofosfokinase dan sejumlah ion magnesium. Dengan latar belakang kekurangan magnesium, metabolisme vitamin B1 menjadi sulit.

1. Partisipasi TPP dalam reaksi dekarboksilasi langsung PVK. Ketika PVA didekarboksilasi menggunakan piruvat dekarboksilase, asetaldehida terbentuk, yang diubah menjadi etanol di bawah pengaruh alkohol dehidrogenase. TPP adalah kofaktor penting untuk dekarboksilase piruvat. Ragi kaya akan enzim ini.

2. Partisipasi TPP dalam reaksi dekarboksilasi oksidatif. Dekarboksilasi oksidatif PVK dikatalisis oleh piruvat dehidrogenase. Sebagai hasil dari reaksi ini, PVK, yang terbentuk selama oksidasi glukosa, termasuk dalam jalur metabolisme utama sel - siklus Krebs, di mana ia dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air dengan pelepasan energi.

3. Koenzim TPP-transketolase. Transketolase adalah enzim jalur pentosa fosfat oksidasi karbohidrat. Peran fisiologis jalur ini adalah sebagai pemasok utama NADFH*H+ dan ribosa-5-fosfat.

4. Vitamin B1 berperan dalam sintesis asetilkolin, mengkatalisis pembentukan asetil-KoA, substrat untuk asetilasi kolin, dalam reaksi piruvat dehidrogenase.

5. Selain berpartisipasi dalam reaksi enzimatik, tiamin juga dapat menjalankan fungsi non-koenzim, yang mekanisme spesifiknya masih perlu diperjelas. Dipercaya bahwa tiamin terlibat dalam hematopoiesis.

Kurangnya tiamin dalam makanan (hipovitaminosis) menyebabkan akumulasi asam piruvat dan α-ketoglutarat yang signifikan, penurunan aktivitas enzim yang bergantung pada tiamin dalam darah dan jaringan tubuh.

Telah dibuktikan secara eksperimental bahwa defisiensi tiamin disertai dengan terganggunya struktur dan fungsi mitokondria.

hipervitaminosis tidak dijelaskan. Asupan vitamin yang berlebihan dengan cepat dikeluarkan melalui urin dan tidak menumpuk di jaringan dan organ. Gejala overdosis yang jarang terjadi mungkin termasuk gemetar, luka dingin, bengkak, gugup, detak jantung cepat, dan reaksi alergi.

3. Anak usia 2 bulan mengalami pembesaran liver. Gula darah 3,0 mm/l dengan metode glukosa oksidase; ada pigmen empedu dalam urin, tes Nylander positif; tidak ada proteinnya. Jelaskan perubahan yang terjadi.

Anak tersebut menderita galaktosemia. Penyakit ini didasarkan pada kekurangan enzim galaktosa-1-fosfat-uridyltransferase (GPT), yang mengubah galaktosa-1-fosfat menjadi uridin difosfogalaktosa dan menyebabkan akumulasi galaktosa dan toksik galaktosa-1-fosfat dalam darah dan jaringan. . Seiring bertambahnya usia, terjadi peningkatan kompensasi aktivitas enzim uridin fosfat galaktosa pirofosforilase, yang mendorong metabolisme galaktosa melalui jalur samping. Perubahan patologis dikaitkan dengan tingginya konsentrasi galaktosa dalam darah dan jaringan. Galaktosa masuk ke dalam tubuh dengan makanan (laktosa). Akibat kekurangan enzim GPT, galaktosa dan galaktosa-1-fosfat terakumulasi dalam darah dan berbagai jaringan, diekskresikan dalam urin, dan galaktitol (turunan galaktosa) terakumulasi di lensa. Nantinya terjadi gangguan metabolisme glukosa di hati, ginjal, dan otak akibat terhambatnya aktivitas enzim fosfoglukosa mutase. Kandungan glukosa dalam darah menurun, dan asam amino (metionin, sistein, dll) muncul dalam urin.
Penyakit ini berkembang setelah lahir ketika bayi diberi susu yang mengandung laktosa, sumber galaktosa yang tidak dapat dimetabolisme. Gejala utama penyakit ini adalah: penyakit kuning pada bayi baru lahir, muntah dan diare, menyebabkan dehidrasi, perkembangan bertahap keterbelakangan mental, pembesaran hati dan limpa, distrofi umum, katarak. Pengujian laboratorium menunjukkan galaktosa dan protein dalam urin, dan penurunan aktivitas galaktosa-1-fosfat-uridyltransferase dalam eritrosit. Peningkatan jumlah galaktosa juga diamati dalam cairan serebrospinal dan urin, dan hati, otak, ginjal terpengaruh, katarak, penyakit kuning, hepatomegali, dan dispepsia berkembang.

KULIAH No.25

Institusi Pendidikan Tinggi Anggaran Negara Federal USMU dari Kementerian Kesehatan Rusia
Departemen Biokimia
Disiplin: Biokimia
KULIAH No.25
Biokimia vitamin 1
Penceramah: Gavrilov I.V.
Fakultas: terapeutik dan profilaksis,
Kursus: 2
Yekaterinburg, 2016

Rencana:

1.
2.
3.
4.
5.
Definisi vitamin
Klasifikasi vitamin
Mekanisme umum metabolisme vitamin
Skema umum metabolisme vitamin
Vitamin yang larut dalam air – dipilih
perwakilan

Vitamin
-
berat molekul rendah
organik
koneksi
beragam
sifat kimia, seluruhnya atau sebagian
tak tergantikan bagi manusia atau hewan,
terlibat dalam regulasi dan katalisis, dan tidak
digunakan dalam energi dan plastik
tujuan.

Zat mirip vitamin -
tak tergantikan atau sebagian tak tergantikan
zat yang dapat digunakan di dalamnya
untuk keperluan plastik dan sebagai sumber energi
(kolin, asam orotik, vitamin F, vitamin
U (metilmetionin), inositol, karnitin)

KLASIFIKASI VITAMIN

Menurut sifat fisiknya:
1. Vitamin yang larut dalam air
Vitamin PP (asam nikotinat)
Vitamin B1 (tiamin);
Vitamin B2 (riboflavin);
Vitamin B5 (asam pantotenat);
Vitamin B6 (piridoksin);
Vitamin B9, Matahari (asam folat);
Vitamin B12 (kobalamin);
Vitamin H (biotin);
Vitamin C (asam askorbat);
Vitamin P (bioflavonoid);

2. Vitamin yang larut dalam lemak
Vitamin A (retinol);
Vitamin D (kolekalsiferol);
Vitamin E (tokoferol);
Vitamin K (filokuinon).
Vitamin F (campuran tak jenuh ganda
asam lemak rantai panjang arakidonat, dll.)

KLASIFIKASI VITAMIN

Menurut sifat metabolisme:
Enzimovitamin (koenzim) (B1, B2, PP,
B6, B12, asam pantotenat, biotin,
asam folat);
Vitamin hormon (D2, D3, A);
Vitamin redoks atau vitamin antioksidan (C, E, A, asam lipoat);

Secara harfiah
penamaan
Nama kimia
Fisiologis
Nama
vitamin A
retinol
antixerophthalmic
Vitamin B1
Vitamin B2
tiamin
riboflavin
antineuritis
Vitamin pertumbuhan
vitamin B3
asam pantotenat
antidermatitis
Vitamin B6
Vitamin Bc, B9
Vitamin B12
piridoksin
follacin
cobalamin
antidermatitis
anti anemia
anti anemia
Vitamin C
Asam askorbat
antiscorbutic
Vitamin PP
niasin
antipellargia
Vitamin H
biotin
Antiseborik
vitamin P
rutin
faktor permeabilitas
vitamin D2
ergokalsiferol
antirakhitis
vitamin D3
1,25-ioksikolekalsiferol
antirakhitis
vitamin E
tokoferol
antisteril
vitamin K
naftokuinon
antihemoragik

Metabolisme vitamin dalam tubuh (ketentuan umum)

Vitamin yang larut dalam air di usus
diserap melalui transpor aktif
larut dalam lemak – dalam komposisi misel.
Vitamin yang larut dalam air dalam darah
diangkut secara bebas atau masuk
kompleks dengan protein, larut dalam lemak
vitamin – dalam komposisi lipoprotein dan dalam
kompleks dengan protein.
Vitamin dari darah masuk ke dalam sel
organ dan jaringan.

Larut dalam air di hati dan ginjal
vitamin diubah menjadi koenzim.
Beberapa vitamin di hati dan kulit
diubah menjadi bentuk aktif (D)
Bentuk vitamin aktif mewujudkannya
efek biokimia dan fisiologis.
Dinonaktifkan sebagai xenobiotik dan lain-lain
produk metabolisme.
Vitamin dan turunannya dikeluarkan dari tubuh
diekskresikan terutama melalui urin dan feses.

Berencana untuk mempelajari (menjawab) vitamin individu

1. kandungan dalam produk pangan (2-3 produk
– tanpa nomor)
2. struktur kimia (basa, reaksi
kelompok yang mampu)
3. berperan dalam metabolisme (2-3 persamaan kimia.
reaksi)
4. gambaran hipo dan hipervitaminosis (2-3 gejala,
timbul dari mekanisme aksi)
5. kebutuhan sehari-hari, preventif dan
dosis terapeutik (beberapa mg atau fraksi
mg/hari, = dosis profilaksis, x 10 =
dosis terapeutik tunggal (harian).

ASAM NIKOTINAT – VITAMIN PP

COOH
LANJUTKAN 2
N
N
Asam nikotinat
nikotinamida
Vitamin PP
Ciri-ciri fisikokimia. Kurang larut dalam air, larut dalam basa.
Kebutuhan harian
untuk dewasa 15-25 mg,
untuk anak-anak - 5-20 mg. Dari produk tanaman:
pada jamur segar - 6 mg%, pada jamur kering hingga 60 mg%.
dalam kacang tanah (10-16 mg%),
dalam sereal dalam soba (4 mg%),
millet, barley (masing-masing 2 mg),
oatmeal dan jelai mutiara, serta nasi (masing-masing 1,5 mg)
Dalam bit merah - 1,6 mg%,
Pada kentang (1-0,9 mg%), dan pada kentang rebus 0,5 mg%.
pada bayam, tomat, kubis, rutabaga, terong (0,50,7 mg%).

Dari produk hewani:
hati (15mg%),
ginjal (12-15 mg%),
jantung (6-8 mg%),
daging (5-8 mg%),
ikan (3 mg%).
Vitamin PP dapat disintesis
dari triptofan (sedikit).

Metabolisme
FRPF FFn
ATP
FFn
ATP
ADF
nikotinamida
nikotinamid mononukleotida
NAD+
NADP+
nikotinamid mononukleotida
NAD pirofosforilase NAD kinase
pirofosforilase

Berperan dalam metabolisme

Koenzim yang bergantung pada piridin (NAD,
NADP) dehidrogenase dari siklus TCA, glikolisis,
PFP, dll.

Hipovitaminosis RR - pellagra

"TIGA D"
1. Dermatitis - radang kulit,
2. Diare - mencret,
3. Demensia – mental
keterbelakangan.

Pelagra

VITAMIN B1 (THIAMIN)

Kl-
NH 2
H2+
C N
N
H3C
bab 3
H2
CH2OH
N
S
Vitamin B1 (tiamin)
Ciri-ciri fisikokimia. Larut dalam air, dihancurkan oleh
perawatan panas.
vitamin B tidak beracun
Kebutuhan harian orang dewasa setidaknya 1,4-
2,4mg.
Dominasi karbohidrat dalam makanan meningkatkan kebutuhan
tubuh dalam vitamin;
lemak, sebaliknya, secara drastis mengurangi kebutuhan ini.
H
N
a0
SAYA,
(3
8
2
-
9
4
%
-
N
A
SAYA
Kandungan tiamin dalam mg% (mg/100g)
X
aku
e
B
Dan
H
ts
e
Ragi pembuat bir kering 5.0, ragi roti 2.0
Gandum (kuman) 2.0
Ham 0,7
Kedelai 0,6
Soba 0,5
Jelai (biji-bijian) 0,4
Gandum (gandum utuh) 0,4
Hati babi dan sapi 0,4

Oat (biji-bijian) 0,4
gandum 0,3
Tepung terigu (82-94%) 0,3
Menir jelai 0,2
Tepung gandum hitam utuh 0,2
Daging (berbagai) 0,2
Roti gandum hitam 0,15
Jagung (gandum utuh) 0,15
Susu sapi 0,05
Roti gandum dari tepung halus 0,03

Metabolisme
1. Penyerapan: di usus;
2. Transportasi: gratis;
3. Aktivasi: dengan partisipasi tiamin kinase dan ATP di
vitamin hati, ginjal, otak dan otot jantung
B1 diubah menjadi bentuk aktifnya - koenzim
tiamin pirofosfat (TDP, TPP)
NH2
NH2
N
H3C
H2+
C N
ATP
bab 3
H2
CH2OH
N
S
Vitamin B1 (tiamin)
AMF
H3C
Tiamin kinase
H2+
C N
N
N
S
bab 3
HAI
HAI
H2 H2
C C O P O P OH
HAI
HAI
Tiamin difosfat (TDP)

Peran biologis
DPK meliputi:
kompleks piruvat dehidrogenase
(PVK→ Asetil-KoA);
Kompleks dehidrogen α-ketoglutarat
(α-KG→ Suksinil-KoA);
transketolase PFS
(transfer aldehida dari ketosakarida ke aldosakarida)

Mekanisme
TDP mengambil gugus dari substrat dan mentransfernya ke asam lipoat
NH 2
H2
C N
N
COOH
BERSAMA
H3C
N
S
bab 3
HAI
HAI
H2 H2
C C O P O P
HAI
HAI
OH
S
Tiamin pirofosfat (TDP)
bab 3
NH 2
CO2
N
H3C
DEHIDROGENASE PYRUVATE
H2
C N
N
S
bab 3
HAI
HAI
H2 H2
C C O P O P
HAI
HAI
Asam lipoat
SH
HSKOA
BERSAMA
bab 3
Asam lipoat
SKOA
OH
S
S
TENTANG
COH
bab 3
Hidroksietil-TDF
CH3

Hipovitaminosis B1 (Beri-Beri)

Terjadi dengan dominasi salah satu bentuk:
1. kering (gangguan sistem saraf). Polineuritis, di
berdasarkan perubahan degeneratif pada saraf. Pada awalnya
nyeri berkembang di sepanjang batang saraf, lalu
- Hilangnya sensitivitas kulit dan terjadi kelumpuhan
(Penyakit Beri-Beri). Ada kehilangan ingatan
halusinasi.
2. edema (gangguan sistem kardiovaskular),
memanifestasikan dirinya dalam gangguan irama jantung, meningkat
ukuran jantung dan munculnya rasa sakit di daerah jantung.
3. jantung (gagal jantung akut,
infark miokard).
Tandanya juga meliputi gangguan sekretori dan motorik
fungsi pencernaan; penurunan keasaman lambung, kehilangan
nafsu makan, atonia usus. Tingkat nitrogen negatif berkembang
keseimbangan.

Ambil

VITAMIN B2 (RIBOFLAVIN)
HAI
H3C
H3C
N
N.H.
HAI
N
isoalloxazine
N
H H H
H2C C C C CH 2OH
OH OH OH
ribitol
Vitamin B2 (riboflavin)
Ciri-ciri fisikokimia. Kristal kuning, sedikit larut
dalam air.
Kebutuhan fisiologis harian orang dewasa
orang 2-2,5 mg/hari.
pada bayi baru lahir - 0,4-0,6 mg,
pada anak-anak dan remaja -0,8-2.mg.

Kandungan vitamin B2 dalam makanan
produk mg% (mg/100 g berat)
1. Hati (daging sapi) 1,5
2. Telur ayam 0,6
3. Gandum 0,3
4. Susu 0,2
4. Kubis 0,2
6. Wortel 0,05
Hancur dalam cahaya di bawah pengaruh ultraviolet
sinar. Saat menyimpan susu di tempat terang selama tiga setengah
jam, hingga 70% vitamin dihancurkan.
ketika dipanaskan, ia hancur dalam lingkungan basa,
tetapi dalam lingkungan asam, tahan terhadap tinggi
suhu (290°C).

Metabolisme
Penyerapan: di usus;
Transportasi: gratis;
Pengaktifan:
V
selaput lendir
kerang
usus
sedang terjadi
pendidikan
koenzim FMN dan FAD:
ATP
ADF
ATP
FFn
Riboflavin
MODE
FMN
Riboflavin kinase FMN adenylyltransferase

Berperan dalam metabolisme
Koenzim FAD dan FMN merupakan bagian dari aerobik dan
dehidrogenase anaerobik yang terlibat dalam
reaksi redoks (reaksi
fosforilasi oksidatif, SDH, AK oksidase,
xanthion oksidase, aldehida oksidase, dll.).
HAI
H3C
H3C
N
Suksinat Fumarat
H3C
N.H.
HAI
N
N
H H H
H2C C C C CH 2OPO 3H2
OH OH OH
FMN
SDH
H3C
H
N
HAI
N.H.
HAI
N
N
H
H H H
H2C C C C CH 2OPO 3H
OH OH OH
FMNN2

HIPOVITAMINOSIS B2

Menghentikan pertumbuhan tubuh
Peradangan pada mukosa mulut
gigi berlubang (glositis - radang lidah) muncul
retakan jangka panjang yang tidak kunjung sembuh di sudut mulut,
dermatitis lipatan nasolabial.
Peradangan mata berupa vaskularisasi pada kornea
selaput ketuban, keratitis, katarak.
Lesi kulit (dermatitis, kebotakan,
pengelupasan kulit, erosi, dll).
kelemahan otot umum dan kelemahan jantung
otot.

ASAM PANTOTENAT (VITAMIN B5)
CH3OH
HOH 2C
C
CH
bab 3
C
H
N
H2 H2
C C
COOH
HAI
Vitamin B5
bubuk kristal halus putih, sangat larut dalam air.
Sumber. Disintesis oleh tanaman dan mikroorganisme,
ditemukan di banyak produk hewani dan tumbuhan
asal (telur, hati, daging, ikan, susu, ragi,
kentang, wortel, gandum, apel). Di usus manusia, asam pantotenat diproduksi dalam jumlah kecil oleh usus
dengan tongkat.

Penyerapan: di usus;
Transportasi: gratis;
Aktivasi: dari asam pantotenat dalam sel
koenzim disintesis: 4-fosfopantotein dan
NSCoA.
CH3OH
H H2 H2
HOH 2C C CH C N C C COOH
bab 3
HAI
Asam pantotenat
ATP
ADF
pantothein kinase
CH3OH
H2
H H2 H2
H2O3PO C C CH C N C C COOH
bab 3
HAI
4-fosfopantotein

Berperan dalam metabolisme
4-fosfopantothein - koenzim
sintase palmitoil.
HS-CoA
berpartisipasi
di: radikal dalam reaksi
1. pemindahan
asil
jalur umum katabolisme,
2. aktivasi asam lemak,
3. sintesis kolesterol dan badan keton,
4. sintesis asetilglukosamin,
5. netralisasi zat asing di hati

HIPOVITAMINOSIS B 3

Dermatitis, lesi mukosa,
perubahan distrofi.
Kerusakan pada sistem saraf
(neuritis, kelumpuhan).
Perubahan pada jantung dan ginjal.
Depigmentasi rambut.
Menghentikan pertumbuhan.
Kehilangan nafsu makan dan kelelahan.

VITAMIN B6 (PIRIDOKSIN,
PIRIDOKSAL, PIRIDOKSAMIN)
Distribusi: Hati, ginjal,
daging, roti, kacang polong, buncis,
kentang.
Penyerapan: di usus
Transportasi: gratis;
Pengaktifan:
di bawah pengaruh piridoksal kinase
berubah menjadi koenzim
piridoksal fosfat dan
piridoksamin fosfat.1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
gandum 3.3
Gandum 3.3
Ragi roti 2.0
Susu sapi 1,5
Makarel 1.03
Hati 0,64
Kacang-kacangan (hazelnut) 0,59
Wortel 0,53
Kedelai 0,38
Kentang 0,33
Pisang 0,29
Telur ayam 0,12

Kebutuhan harian

dewasa - 3 - 4 mg,
baru lahir
- 0,3 - 0,5 mg,
anak-anak dan remaja - 0,6 - 1,5 mg.

CHO
HAI
H3C
CHO
CH2OH
ATP
ADF
piridoksal kinase
N
Piridoksal
Vitamin B6
HAI
H3C
H2
COPO 3H2
N
Fosfat piridoksal
Koenzim

Berperan dalam metabolisme
(metabolisme asam amino, transfer gugus amino)
Enzim piridoksal memainkan peran kunci
peran dalam pertukaran AK:
1. mengkatalisis reaksi transaminasi dan
dekarboksilasi asam amino,
2. berpartisipasi dalam reaksi tertentu
metabolisme AA individu: serin,
treonin, triptofan, mengandung belerang
asam amino,
3. dalam sintesis heme.

B6-koenzim

1.
2.
3.
4.
5.
Isomerase asam amino. Daur ulang di dalam tubuh
Asam D-amino
Dekarboksilase asam amino. Pendidikan
amina biogenik
Oksidase monoamina. Diamina oksidase
(histaminase). Oksidasi (inaktivasi) biogenik
amina
Asam amino aminotransferase. Katabolisme dan
sintesis asam amino
Aminotransferase iodotyrosine dan iodothyronine.
Biosintesis iodothyronine (hormon) di tiroid
kelenjar dan katabolismenya. γaminobutirat aminotransferase. Netralisasi GABA
Glikogen fosforilase. Glikogenolisis

Hipovitaminosis B6

Dermatitis, lesi mukosa
Homosistinuria
Gangguan metabolisme triptofan
Kejang

BIOTIN (VITAMIN H)
Kandungan dalam produk makanan
hati hiu, babi dan sapi
hati, ginjal dan jantung banteng, telur
kuning telur, buncis, dedak padi,
kembang kol tepung terigu.

Berperan dalam metabolisme
melakukan fungsi koenzim sebagai bagian dari karboksilase:
pembentukan bentuk aktif CO2:
HAI
HAI
CO2 + ATP
HN
ADF + Fn
N.H.
HN
N
H2 H2 H2 H2
C C C C COOH
S
aktivasi CO2
COOH
H2 H2 H2 H2
C C C C COOH
S

Berperan dalam metabolisme

1.digunakan dalam pembentukan malonil KoA dari asetil KoA;
2. dalam sintesis cincin purin;
3. dalam karboksilasi PVC
4.dalam sintesis asam lemak, protein dan
nukleotida purin.

Hipovitaminosis vit. N

infeksi kulit
sekresi kelenjar sebasea
rambut rontok
lesi kuku
nyeri otot
kelelahan
kantuk
depresi
anemia

Asam folat

OH
N
N
H2N
N
HAI
H2
C
H
N
C
H
C
H2
C
H2
C
COOH
COOH
N
2-amino-4-hidroksi-6-metilpterin
H
N
PABC
Glutamat
Vitamin: asam folat (folat, vitamin B9, vitamin Bc, vitamin M)
Kristal higroskopis berwarna kuning pucat,
terurai pada 250 °C, sedikit larut
dalam air (0,001%).

Norma: 200-400 mcg/hari (wanita hamil 800 mcg/hari)
Kebanyakan mensintesis asam folat
mikroorganisme, tumbuhan tingkat rendah dan tinggi
Sumber asam folat
1. makanan (banyak sayuran hijau dengan
daun, di beberapa
buah jeruk, kacang-kacangan, roti
dari tepung gandum,
ragi, hati).
2. mikroflora usus (buruk).
Sayuran berdaun segar dapat disimpan pada suhu kamar
kehilangan hingga 70% folat dalam 3 hari
Selama memasak, hingga 95% folat hancur.

Aktivasi, metabolisme dan ekskresi asam folat

Saluran pencernaan
Mengikat
Asam folat + faktor Castle
Asam folat + protein darah
Penyerapan: 12 duodenum
OH
Hati
HAI
N
N
H2N
Darah
5 - 20 mcg/liter
N
H2
C
H
N
C
H
N
H
C
H2
C
H2
C
COOH
COOH
N
2-amino-4-hidroksi-6-metilpterin
2NADPH2
PABC
Glutamat
Asam folat
Dehidrofolat reduktase
2NADP+
OH
2/3 di hati
N
N
H2N
H
N
N
H
HH
2
C C
CH
HAI
H
N
H
C
H
N
H
C
H2
C
H2
C
COOH
COOH
Asam tetrahidrofolik (THFA)
1% dari total stok/hari
Air seni
1/3 dalam kain

Peran TGFC

Berpartisipasi:
dalam metabolisme asam amino
(serin
glisin, homosistein
metionin),
dalam sintesis asam nukleat (purin
basa, asam timidilat),
dalam pembentukan sel darah merah
dalam pembentukan sejumlah komponen saraf
asam folat jaringan
mengurangi kadar homosistein dalam darah

1. Fragmen satu karbon ditambahkan ke THFA
2. dalam THPA, fragmen satu karbon mengalami interkonversi
3. Fragmen satu karbon THPA digunakan untuk sintesis:
N
Metionin
Homosistein
Sintase metionin
3
TMF
bodoh
H
Ser
H
R1 N
5
N R2
10
H2
C
meluncur
R1 N
5
1
Purin
NADH2 NAD+
N R2
10
bab 3
R1 N
5
2
H
N R2
10
N5-metil-THFA
N5N10-metilen-THPA
TGFC
+
NADP
5,10-metilenTHPA reduktase
Serin oksimetiltransferase
2
HN
CH
R1 N
5
NH3
H
N R2
10
N5-formimino-THPA
2
H
C
R1 N
5
Purin
NADPH2
H2O
N R2
10
N5N10-metilenil-THPA
H+
2
H OHC
R1 N
5
N R2
10
N10-formil-THPA

Peran THPA dalam sintesis DNA
DNA
Purin

Hipovitaminosis asam folat
Kekurangan asam folat menyebabkan:
Anemia megaloblastik
Cacat tabung saraf pada janin.

Perkembangan hiperhomosisteinemia
1. Homosistein memiliki efek toksik yang nyata
efek pada sel: menyebabkan kerusakan dan
aktivasi sel endotel (sel
lapisan pembuluh darah), yang berkontribusi terhadap
perkembangan trombosis, aterosklerosis.
2. Hiperhomosisteinemia berhubungan dengan hal tersebut
patologi kebidanan:
keguguran dini,
timbulnya gestosis dini,
solusio plasenta,
retardasi pertumbuhan intrauterin.

Untuk kekurangan metionin
Defisiensi metionin disertai dengan
gangguan metabolisme yang serius,
terutama metabolisme lipid, dan
menyebabkan kerusakan parah
hati, khususnya hati berlemaknya
infiltrasi.

VITAMIN B12 (COBALAMIN)
Penyerapan: Faktor Kastil Intrinsik - protein –
gastromucoprotein, disintesis oleh sel parietal
sel perut. Di saluran pencernaan, faktor Castle
dikombinasikan dengan vitamin B12 dengan partisipasi Ca2+,
melindunginya dari kehancuran dan menyediakan
penyerapan di usus kecil.
Transportasi: B12 memasuki darah dalam kombinasi dengan
protein transcobalamin I dan II,
(I) menjalankan fungsi depo B12, karena
Dia
berikatan paling kuat dengan vitamin.
Pengaktifan. Vitamin B12 menghasilkan 2
koenzim: metilkobalamin dalam sitoplasma dan
deoksiadenosilcobalamin di mitokondria.

Kebutuhan harian

dewasa 2 - 4 mcg,
pada bayi baru lahir - 0,3-0,5 mcg,
pada anak-anak dan remaja - 1,5-3,0 mcg.
Kandungan dalam produk makanan dalam mcg%
1 hati babi 26
2 ginjal babi 15
3 Ikan 2.0
4 Domba 2
5 Telur ayam 1.1
6 Babi 2
7 Daging Sapi 2
8 Makarel 6
9 Keju 1.1
10 Susu murni 0,4

Berperan dalam metabolisme

koenzim reaksi metabolik
transfer gugus alkil (-CH2-, -CH3);
metilasi homosistein
Methylcobalamin terlibat dalam: pendidikan
metionin dari homosistein dan
transformasi fragmen satu karbon menjadi
komposisi THFA, diperlukan untuk sintesis
nukleotida.
Deoxyadenosylcobalamin terlibat dalam:
metabolisme asam lemak dengan jumlah ganjil
atom karbon dan AA bercabang
rantai hidrokarbon.

Partisipasi vitamin B12 dalam metabolisme
urutan transformasi vitamin B12 menjadi koenzim:
sianokobalamin oksikobalamin deoksiadenosilcobalamin
1. Pertukaran H menjadi gugus -COOH, -NH2, -OH
2. Reduksi ribonukleotida di
deoksiribonukleotida
3. Reaksi transmetilasi

PADA 12
Asam folat ------ THFK ------
sintesis asam nukleat

Avitarinosis dan hipovitaminosis
endogen
Gastrogenik
Eksogen
Enterogen
Manifestasi: makrositik ganas,
anemia megaloblastik;
Gangguan SSP (digerakkan kabel
myelosis);
PH lambung
(gastroenterokolitis -
"lidah yang dipoles")

Transketolase– enzim jalur pentosa fosfat oksidasi karbohidrat. Peran fisiologis jalur ini adalah sebagai pemasok utama NADFH·H+ dan ribosa 5-fosfat. Transketolase mentransfer gugus dua karbon dari xilulosa 5-fosfat ke ribosa 5-fosfat, menghasilkan pembentukan triosa fosfat (3-fosfogliseraldehida) dan C 7 - gula (sedoheptulosa-7-fosfat). TPP diperlukan untuk menstabilkan karbanion yang terbentuk setelah pemutusan ikatan C 2 -DENGAN 3 xilulosa 5-fosfat.

Partisipasi dalam sintesis asetilkolin

TPP mengkatalisis pembentukan asetil-KoA, substrat untuk asetilasi kolin, dalam reaksi piruvat dehidrogenase. Selain berpartisipasi dalam reaksi enzimatik, tiamin juga dapat menjalankan fungsi non-koenzim.. Dipercaya bahwa tiamin terlibat dalam hematopoiesis, sebagaimana dibuktikan dengan adanya anemia bawaan yang bergantung pada tiamin yang dapat diobati dengan vitamin ini dosis tinggi, serta steroidogenesis.

2.2 . Vitamin B 2 (riboflavin)

(Vitamin pertumbuhan)

Sifat kimiawi molekul riboflavin (vitamin B2) merupakan turunan dari isoalloxazine (7,8-dimethyl-10-(1′-D-ribityl)-isoalloxazine) yang berasosiasi dengan ribitol alkohol pentahydric. VitaminB 2 berbeda dari vitamin lain dalam warna kuning (dari bahasa Latin flavus - kuning). Berbeda dengan bentuk riboflavin teroksidasi berwarna kuning, bentuk vitamin tereduksi tidak berwarna.

Istilah flavin mengacu pada banyak turunan isoalloxazine yang memiliki B 2 -aktivitas vitamin.

Biosintesis flavin dilakukan oleh tumbuhan dan banyak sel bakteri, serta jamur dan khamir. Karena biosintesis mikroba riboflavin di saluran pencernaan, hewan ruminansia tidak memerlukan vitamin ini. Pada hewan lain dan manusia, flavin yang disintesis di usus tidak cukup untuk mencegah hipovitaminosis. Vitamin B dalam makanan 2 ditemukan terutama dalam bentuk koenzimnya - FMN (flavin mononukleotida) dan FAD (flavin adenine dinucleotide).

Fungsi biokimia

Fungsi utama vitamin B 2 adalah dasar dari koenzim flavin - FMN dan FAD, yang berperan sebagai berikut:

FMN dan FAD berfungsi sebagai koenzim oksidase yang mentransfer elektron dan H+ dari substrat teroksidasi menjadi oksigen molekuler. Ini termasuk enzim yang terlibat dalam pemecahan asam amino (oksidase asam amino D dan L), nukleotida (xantin oksidase), amina biogenik (oksidase mono dan diamina) dan lain-lain;

FMN dan FAD adalah pembawa perantara elektron dan proton dalam rantai pernapasan: FMN adalah bagian dari kompleks pertama rantai respirasi jaringan, FAD adalah bagian dari kompleks kedua;

Bersama dengan TPP dan koenzim lainnya, FAD melakukan dekarboksilasi oksidatif asam keto yang sesuai sebagai bagian dari kompleks piruvat dan a-ketoglutarat dehidrogenase, dan juga merupakan satu-satunya koenzim suksinat dehidrogenase (enzim dari siklus Krebs). Dengan demikian, riboflavin berperan aktif dalam berfungsinya jalur metabolisme utama sel;

FAD adalah koenzim asil-KoA dehidrogenase, yang terlibat dalam oksidasi asam lemak di mitokondria.

2.3. Vitamin B 3 (asam pantotenat).

Vitamin B 3 tersebar luas di alam, oleh karena itu namanya - asam pantotenat (dari panthos- di mana pun). Asam pantotenat terdiri dari asam D-2,4-dihidroksi-3,3-dimetilbutirat dan residu b-alanin yang dihubungkan oleh ikatan amino:

Bentuk koenzim vitamin B 3 terbentuk di sitoplasma sel adalah 4′-fosfopantetheinat Dan CoA-SH.

CoA-SH

Di usus manusia, asam pantotenat diproduksi dalam jumlah kecil oleh Escherichia coli. Asam pantotenat merupakan vitamin universal yang dibutuhkan oleh manusia, hewan, tumbuhan dan mikroorganisme atau turunannya.

Fungsi biokimia

Pentingnya asam pantotenat ditentukan oleh peran yang sangat penting dari bentuk koenzimnya dalam reaksi metabolisme utama. Turunan vitamin seperti S-sulfopantheine mampu mendukung pertumbuhan bifidobacteria, komponen penting dari biocenosis usus.

4′-fosfopantethein adalah bagian aktif dari protein transfer asil (ATP) sintase asam lemak - perwakilan dari kelas yang disebut protein fosfopantethein.

Asetil-KoA merupakan substrat untuk sintesis asam lemak, kolesterol dan hormon steroid, badan aseton, asetilkolin, dan asetilglukosamin. Ini memulai reaksi jalur metabolisme utama sel - siklus Krebs.

Asetil-KoA mengambil bagian dalam reaksi netralisasi (asetilasi amina biogenik dan senyawa asing).

Asetil-KoA terlibat dalam aktivasi asam lemak untuk terbentuk asil-KoA. Asil-KoA digunakan untuk sintesis lipid; untuk transportasi asam lemak ke mitokondria.

2.4. Vitamin B5 (PP asam nikotinat, nikotinamida)

(antipellagritik)

Asam nikotinat adalah asam piridin-3-karboksilat, dan nikotinamida adalah turunannya. Kedua senyawa tersebut mudah diubah satu sama lain di dalam tubuh sehingga memiliki aktivitas vitamin yang sama.

Dalam jaringan, kedua senyawa tersebut terutama digunakan untuk sintesis bentuk koenzim - NAD dan NADP.

 Fungsi biokimia

Hampir seluruh vitamin PP yang ada dalam sel dan cairan tubuh disajikan dalam bentuk nikotinamida, termasuk dalam koenzim NAD dan NADP.

NAD + adalah koenzim dehidrogenase yang terlibat dalam reaksi oksidasi glukosa, asam lemak, gliserol, asam amino, dan merupakan koenzim dehidrogenase dari siklus Krebs (tidak termasuk suksinat dehidrogenase). Dalam reaksi ini, koenzim bertindak sebagai akseptor perantara elektron dan proton.

NAD+ merupakan pembawa proton dan elektron dalam rantai pernapasan mitokondria (dari substrat teroksidasi ke kompleks pertama rantai respirasi jaringan).

NAD+ merupakan substrat untuk reaksi DNA ligase selama sintesis dan perbaikan DNA, serta substrat untuk sintesis poli-ADP-ribosa dalam poli-(ADP)-ribosilasi protein kromatin.

NADPH·H+ merupakan donor hidrogen dalam reaksi sintesis asam lemak, kolesterol, hormon steroid dan beberapa senyawa lainnya.

NADPH·H+ adalah komponen rantai monooksigenase oksidasi mikrosomal, yang menjalankan fungsi detoksifikasi antibiotik dan zat asing lainnya.

NAD+ dan NADPH·H+ merupakan pengatur alosterik enzim metabolisme energi, khususnya enzim siklus Krebs, serta reaksi glukoneogenesis.

Nicotinamide dan N-methylnicotinamide (metabolit nikotinamida) merupakan partisipan dalam proses metilasi t-RNA dan protein.

2.5. Vitamin B 6 (piridoksin, piridoksal,
piridoksamin)

(antidermatitis)

Vitamin B 6 termasuk sekelompok tiga senyawa - turunan piridin alami yang memiliki aktivitas vitamin yang sama: piridoksin, piridoksal, piridoksamin, dan berbeda satu sama lain dengan adanya gugus alkohol, aldehida, atau amino.

Fungsi koenzim dilakukan oleh turunan piridoksin terfosforilasi: piridoksal fosfat.

 Fungsi biokimia

Vitamin B 6 sering disebut “raja metabolisme asam amino”; pada saat yang sama, bentuk koenzimnya berpartisipasi dalam reaksi yang dikatalisis oleh hampir semua kelas enzim.

Bentuk koenzim vitamin B6 adalah bagian dari enzim berikut:

- aminotransferase asam amino yang mengkatalisis transfer NH reversibel 2 - gugus dari asam amino menjadi asam a-keto, sehingga membentuk asam a-keto baru dan asam amino baru;

- dekarboksilase asam amino yang memecah gugus karboksil asam amino, yang mengarah pada pembentukan amina biogenik (histamin, serotonin, GABA dan lain-lain), serta monoamine oksidase, histaminase (diaminoksidase) dan GABA aminotransferase, yang menetralkan (mengoksidasi) biogenik amina;

- isomerase asam amino, yang dengannya tubuh menghancurkan asam D-amino (protein jaringan mamalia termasuk asam L-amino);

- sintesis asam d-aminolevulenic, terlibat dalam biosintesis heme hemoglobin dan protein lain yang mengandung heme; enzim yang menyediakan sintesis vitamin PP dari triptofan, sistein dari serin dan homosistein;

Enzim yang terlibat dalam biosintesis sphingolipid (dari serin dan palmitoyl-CoA).

Jadi, vitamin B 6 ditandai dengan spektrum efek biologis yang sangat luas. Ia mengambil bagian dalam pengaturan metabolisme protein, karbohidrat dan lipid, biosintesis heme dan amina biogenik, hormon tiroid dan senyawa aktif biologis lainnya. Selain efek katalitiknya, piridoksal fosfat terlibat dalam proses transpor aktif asam amino tertentu melalui membran sel; ia memiliki fungsi pengatur keadaan konformasi glikogen fosforilase, enzim teregulasi utama yang melakukan pemecahan glikogen.

2.6. Vitamin B 9 (F asam oliat, vitamin B C)

(anti anemia)

Asam folat (lat. folium– daun) terdiri dari tiga unit struktural: residu pteridine, para-aminobenzoic dan asam glutamat.

Vitamin B DENGAN Dinamakan senyawa ini karena kemampuannya dalam menyembuhkan anemia pada ayam. ayam- anak ayam).

Cincin pteridine tidak disintesis dalam tubuh manusia, sehingga pemenuhan kebutuhan asam folat sepenuhnya bergantung pada asupan makanan.

Vitamin B 9 , diserap di usus kecil, direduksi dalam enterosit menjadi bentuk aktif - asam tetrahidrofolat (THFA) dan N 5 -metil-THFA.

Fungsi biokimia

Bentuk koenzim asam folat – THFA – diperlukan untuk mobilisasi dan penggunaan gugus fungsi satu karbon dalam reaksi metabolisme: metil (–CH 3 ), metilen (–CH 2 –), metenil (–CH=), formil (–CHO) dan gugus forminino (–CH=NH). Penambahan gugus ini pada atom nitrogen ke-5 atau ke-10 THFA dilakukan secara enzimatis.

Reaksi terpenting yang melibatkan fragmen satu karbon yang terkait dengan THPA adalah:

N 5 , N 10 -methylene-THFC dan N 10 -formyl THFC berfungsi sebagai donor radikal satu karbon yang sesuai dalam sintesis nukleotida purin;

N 5 -metil-THFA, bersama dengan vitamin B 12, berpartisipasi dalam transfer gugus metil dalam reaksi dTMP dan sintesis metionin;

- THFC terlibat dalam metabolisme asam amino: serin, glisin dan metionin.

2.7. Vitamin B12 (Kobalamin)

(anti anemia)

Struktur vitamin B 12 berbeda dari struktur semua vitamin lainnya dalam kompleksitasnya dan adanya ion logam - kobalt dalam molekulnya. Cobalt dikoordinasikan dengan empat atom nitrogen yang merupakan bagian dari struktur mirip porfirin (disebut inti corrin) dan dengan atom nitrogen 5,6-dimetilbenzimidazol.

Inti molekul yang mengandung kobalt adalah struktur datar dengan nukleotida terletak tegak lurus terhadapnya. Yang terakhir, selain 5,6-dimetilbenzimidazol, mengandung ribosa dan asam fosfat (gugus sianogen yang terkait dengan kobalt hanya ada dalam sediaan vitamin yang dimurnikan; di dalam sel akan dicampur dengan air atau gugus hidroksil). Karena adanya nitrogen kobalt dan Amida dalam molekul vitamin, senyawa ini disebut cobalamin.

Vitamin B1, adalah vitamin pertama yang diisolasi dalam bentuk kristal oleh K. Funk pada tahun 1912. Kemudian dilakukan sintesis kimianya. Namanya - tiamin- Diterima karena adanya atom belerang dan gugus amino dalam molekulnya.

Tiamin terdiri dari 2 cincin heterosiklik - aminopirimidin dan tiazol. Yang terakhir mengandung gugus fungsi yang aktif secara katalitik - karbanion (karbon yang relatif asam antara belerang dan nitrogen).
Tiamin terawetkan dengan baik dalam lingkungan asam dan tahan terhadap pemanasan hingga suhu tinggi. Dalam lingkungan basa, misalnya saat memanggang adonan dengan penambahan soda atau amonium karbonat, adonan cepat rusak.

Di saluran pencernaan, berbagai bentuk vitamin dihidrolisis membentuk tiamin bebas. Sebagian besar tiamin diserap di usus kecil melalui mekanisme transpor aktif tertentu, sisanya dipecah oleh tiaminase bakteri usus. Melalui aliran darah, tiamin yang diserap pertama-tama memasuki hati, di mana ia difosforilasi oleh tiamin pirofosfokinase, dan kemudian ditransfer ke organ dan jaringan lain.

Ada pendapat bahwa bentuk transportasi utama tiamin adalah TMP.

Vitamin B1 terdapat di berbagai organ dan jaringan baik dalam bentuk tiamin bebas maupun enzim fosfornya: tiamin monofosfat(TMF), tiamin difosfat(TDP, sinonim: tiamin pirofosfat, TPP, kokarboksilase) dan tiamin trifosfat(TTF).

TTP disintesis di mitokondria menggunakan enzim TTP-ATP fosfotransferase:

Bentuk koenzim utama (60-80% dari total intraseluler) adalah TPP. TTP memainkan peran penting dalam metabolisme jaringan saraf. Jika pembentukannya terganggu, ensefalopati nekrotikans berkembang. Setelah pemecahan koenzim, tiamin bebas diekskresikan dalam urin dan ditentukan dalam bentuk tiokrom.

Vitamin B dalam bentuk TPP merupakan bagian integral dari enzim yang mengkatalisis reaksi dekarboksilasi asam keto secara langsung dan oksidatif.

Partisipasi TPP dalam reaksi dekarboksilasi asam keto dijelaskan oleh kebutuhan untuk meningkatkan muatan negatif atom karbon karbonil asam keto dalam keadaan transisi dan tidak stabil:

Keadaan transisi distabilkan oleh TPP dengan mendelokalisasi muatan negatif anion karbon pada cincin tiazol, yang berperan sebagai semacam penyerap elektron. Akibat protonasi ini, asetaldehida aktif (hidroksietil-TPF) terbentuk.

2. Partisipasi TPP dalam reaksi dekarboksilasi oksidatif.
Dekarboksilasi oksidatif PVK dikatalisis oleh piruvat dehidrogenase. Kompleks piruvat dehidrogenase mencakup beberapa protein enzim dan koenzim yang terkait secara struktural (lihat hal. 100). TPP mengkatalisis reaksi dekarboksilasi awal PVK. Reaksi ini identik dengan reaksi yang dikatalisis oleh piruvat dekarboksilase. Namun, tidak seperti yang terakhir, piruvat dehidrogenase tidak mengubah hidroksietil-TPP perantara menjadi asetaldehida. Sebaliknya, gugus hidroksietil ditransfer ke enzim berikutnya dalam struktur multienzim kompleks piruvat dehidrogenase.
Dekarboksilasi oksidatif PVK adalah salah satu reaksi kunci dalam metabolisme karbohidrat. Sebagai hasil dari reaksi ini, PVK, yang terbentuk selama oksidasi glukosa, termasuk dalam jalur metabolisme utama sel - siklus Krebs, di mana ia dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air dengan pelepasan energi. Jadi, berkat reaksi dekarboksilasi oksidatif PVK, tercipta kondisi untuk oksidasi sempurna karbohidrat dan pemanfaatan semua energi yang terkandung di dalamnya. Selain itu, bentuk aktif asam asetat yang terbentuk selama aksi kompleks PDH berfungsi sebagai sumber sintesis banyak produk biologis: asam lemak, kolesterol, hormon steroid, badan aseton, dan lain-lain.
Dskarboksilasi oksidatif α-ketoglutatarate dikatalisis oleh α-ketoglutarate dehydrogenase. Enzim ini adalah bagian dari siklus Krebs. Struktur dan mekanisme kerja kompleks α-ketoglugarate dehydrogenase mirip dengan piruvat dehidrogenase, yaitu TPP juga mengkatalisis tahap awal konversi asam keto. Dengan demikian, kelancaran siklus ini bergantung pada tingkat pasokan sel TPF.
Selain transformasi oksidatif PVK dan α-ketoglutarat, TPP mengambil bagian dalam dekarboksilasi oksidatif asam keto dengan kerangka karbon bercabang (produk deaminasi valin, isoleusin dan leusin). Reaksi-reaksi ini memainkan peran penting dalam proses pemanfaatan asam amino dan, akibatnya, protein oleh sel.

3. TPP adalah koenzim transketolase.
Transketolase adalah enzim jalur pentosa fosfat oksidasi karbohidrat. Peran fisiologis jalur ini adalah sebagai pemasok utama NADFH*H+ dan ribosa-5-fosfat. Transketolase mentransfer gugus dua karbon dari xilulosa 5-fosfat ke ribosa 5-fosfat,
yang mengarah pada pembentukan triosa fosfat (3-fosfogliseraldehida) dan gula 7C (sedoheptulosa-7-fosfat). TPP diperlukan untuk menstabilkan anion karbohidrat yang dibentuk oleh pemutusan ikatan C2-C3 xilulosa-5-fosfat.

4. Vitamin B1 mengambil bagian dalam sintesis asetilkolin, mengkatalisis pembentukan asetil-KoA, substrat untuk asetilasi kolin, dalam reaksi piruvat dehidrogenase.

5. Selain berpartisipasi dalam reaksi enzimatik, tiamin juga dapat menjalankan fungsi non-koenzim, mekanisme spesifiknya masih perlu diklarifikasi. Dipercaya bahwa tiamin terlibat dalam hematopoiesis, sebagaimana dibuktikan dengan adanya anemia bawaan yang bergantung pada tiamin yang dapat diobati dengan vitamin ini dosis tinggi, serta steroidogenesis. Keadaan terakhir memungkinkan kita untuk menjelaskan beberapa efek dari sediaan vitamin B yang dimediasi oleh respon stres.

Keadaan transisi distabilkan oleh TPP dengan melokalisasi muatan negatif anion karb pada cincin tiazol, yang berperan sebagai semacam penyerap elektron. Akibat protonasi ini, asetaldehida aktif (hidroksietil-TPF) terbentuk.

Residu asam amino protein memiliki kemampuan yang lemah untuk melakukan apa yang mudah dilakukan TPP, sehingga apoprotein memerlukan koenzim. TPP terikat erat dengan apoenzim kompleks multi-enzim dehidrogenase asam a-hidroksiketoa (lihat di bawah).