Основы биохимии Том 1 - А. Ленинджер 1985
Биомолекулы
Витамины и микроэлементы: их роль в функционировании ферментов
Витамин B12 - предшественник кофермента В12
Витамин В12-самый сложный из витаминов - имеет не совсем обычную историю. В 1926 г. два американских врача Джордж Мино и Уильям Мэрфи обнаружили, что включение в пищевой рацион больших количеств полусырой печени оказывает лечебное действие при злокачественной анемии - тяжелом заболевании, которое часто приводит к летальному исходу. У животных не наблюдается аналогичного заболевания. Ощутимых успехов в выделении из печени антианемического фактора удалось достичь лишь в конце 40-х годов, когда Мэри Шорб обнаружила один вид бактерий, рост которых зависел от этого фактора. Таким образом, скорость роста бактерий можно было использовать в качестве простого и быстрого теста для оценки содержания активного фактора. В 1948 г. Э. Лестер Смит (Англия), а также Эдвард Рикес и Карл Фолкерс (США) получили витамин В12 в кристаллическом виде. Однако потребовалось еще 10 лет для того, чтобы методом рентгеноструктурного анализа установить его структуру, которая оказалась очень сложной (рис. 10-15).
Витамин В12 отличается от всех остальных витаминов не только сложностью своего строения, но и тем. что он содержит важный для организма микроэлемент кобальт. Производное витамина В12, которое обычно получают при его выделении, называется цианкобаламином, так как в нем содержится цианогруппа, связанная с атомом кобальта. Сложная корриновая циклическая система витамина В12 (рис. 10-15), с которой координационно связан атом кобальта, по химическому строению сходна с порфириновой циклической системой гема и гемопротеинов (разд. 8.2). В коферментной форме витамина В12, которая называется 5'-дезоксиаденозилкобаламином, цианогруппа замещена на 5'-дезоксиаденозильную группу (рис. 10-15).
Витамин В12 не вырабатывается ни растениями, ни животными; его синтезируют только некоторые виды микроорганизмов. Суточная потребность здорового человека в этом витамине ничтожна - она составляет около 3 мкг. Роль витамина В12 в лечении злокачественной анемии будет рассмотрена в гл. 26.
Все ферменты, нуждающиеся в коферменте В12, обладают способностью осуществлять обмен между связанным с углеродом атомом водорода и какой-нибудь группой (алкильной, карбоксильной, гидроксильной или аминогруппой), связанной с соседним атомом углерода (рис. 10-16). На рис. 10-16 показана типичная реакция, для осуществления которой необходим кофермент В12 (кобамид). Другая коферментная форма витамина В12, метилкобаламин, участвует в некоторых реакциях, протекающих с переносом метальных групп.
Рис. 10-15. Витамин В12 и его коферментная форма, называемая аденозилкобаламином (или коферментом В12). Цианогруппа (выделена красным цветом) заменена в коферменте В12 на 5'-дезоксиаденозильную группу (изображена в верхней части рисунка).
Рис. 10-16 Реакции, происходящие с участием коферментных форм витамина В12. А. Кофермент В12-зависимые ферменты катализируют перенос атома водорода от атома С, к атому С2 в обмен на группу X. Б. Кофермент В12-зависимая реакция, катализируемая метиласпартатмутазой. Обратите внимание на то, что группы Н и X, присоединенные к соседним атомам углерода, обмениваются местами.