Основы биохимии Том 1 - А. Ленинджер 1985

Биомолекулы
Витамины и микроэлементы: их роль в функционировании ферментов
Витамины являются важными компонентами коферментов и простетических групп ферментов

О биохимической функции некоторых витаминов впервые стало известно в 30-е годы благодаря слиянию двух направлений исследований, одно из которых имело целью изучение химической структуры коферментов, а другое - изучение строения витаминов. В 1935 г. немецкому биохимику Отто Варбургу удалось выделить и установить структуру кофермента (сейчас его называют никотинамидадениндинуклеотидфосфатом), необходимого для катализа определенных окислительно-восстановительных реакций в клетке. Варбург показал, что один из компонентов этого кофермента представляет собой простое органическое соединение-никотинамид (рис. 10-1), которое задолго до того было впервые выделено из табака. Несколько позже американские биохимики Д. Уайн Улли и Конрад Элведжем попытались установить химическое строение выделенного ими из мяса и других пищевых продуктов вещества, которое предотвращало или излечивало обусловленное неполноценным питанием заболевание собак «черный язык», аналогичное пеллагре человека. Улли и Элведжем были поражены тем, что по некоторым химическим свойствам выделенное ими вещество напоминало никотинамид. Поэтому они попробовали лечить собак чистым никотинамидом, и такое лечение оказалось успешным. В скором времени было установлено, что никотинамидом можно излечивать также и пеллагру у людей. Теперь мы знаем, что никотинамид - это компонент кофермента, необходимого для ферментативного катализа ряда жизненно важных окислительных реакций. Несмотря на очень простое строение молекулы никотинамида, большинство животных не может синтезировать его в достаточных количествах и поэтому должно получать его с пищей.

Рис. 10-1. Никотинамид фактор, предотвращающий пеллагру. Он входит в состав кофермента никотинамидадениндинуклеотида (см. рис. 10-6).

Вскоре после этого выяснилось, что другие витамины также функционируют в качестве компонентов коферментов и простетических групп ферментов. Содержание витаминов в пище может быть крайне незначительным, поскольку коферменты, выполняющие функции катализаторов, необходимы клеткам в очень низких концентрациях. Например, минимальное количество витамина В₆, которое должно содержаться в суточном рационе человека, составляет около 2 мг, а витамина В₁₂-менее 3 мкг.

Примерно в то же время было обнаружено, что в пище животных, кроме витаминов, должен присутствовать целый ряд неорганических элементов, которые так же, как и коферменты, необходимы для активности определенных ферментов. В качестве примера можно привести цинк - незаменимый элемент питания человека и животных, являющийся важным компонентом множества различных ферментов.

В этой главе мы в общих чертах рассмотрим функции различных витаминов как коферментов. В последующих главах мы узнаем, почему недостаток витаминов, а следовательно, и нарушение действия ферментов могут приводить к серьезным изменениям ключевых путей метаболизма углеводов, жиров и белков.