Биологическая химия - часть 59

Как отмечалось, витаминные свойства парааминобензойной кислоты

связаны, по-видимому, с тем, что она входит в состав молекулы фолиевой

кислоты. Парааминобензойная кислота представляет собой кристалличе-

ское вещество, плохо растворимое в воде, хорошо – в спирте и эфире.

Химически стойкая, она не разрушается при автоклавировании, выдер-

живает кипячение в кислой и щелочной средах. В парааминобензойной

кислоте нуждаются, кроме микроорганизмов (хотя некоторые из них,

например микобактерии туберкулеза, способны сами синтезировать ее),

также животные. Доказано, что парааминобензойная кислота необходима

для нормального процесса пигментации волос, шерсти, перьев и кожи.

Показано также активирующее влияние этого витамина на действие тиро-

зиназы – ключевого фермента при биосинтезе меланинов кожи, опреде-

ляющих ее нормальную окраску.

В медицине широко используются структурные аналоги параамино-

бензойной кислоты, в частности сульфаниламиды, обладающие антибак-

териальными свойствами. Предполагают, что сульфаниламидные препа-

раты вследствие структурного сходства * могут конкурентно замещать

парааминобензойную кислоту в ферментных системах микроорганизмов

с последующей остановкой их роста и размножения. Коферментные функ-

ции этой кислоты не установлены, но, являясь составной частью ко-

ферментов фолиевой кислоты, парааминобензойная кислота тем самым

участвует во многих процессах обмена.

Источниками парааминобензойной кислоты для человека являются

печень, почки, мясо, дрожжи; меньше ее содержится в молоке, куриных

яйцах, картофеле, хлебе, шпинате, моркови.

Витамин В

15

Витамин В

15

 (пангамовая кислота) впервые был обнаружен в 1950 г.

в экстрактах печени быка, а позже выделен из многих семян растений;

отсюда его название (от греч. pan – всюду, gami – семя). Ни авитаминоз, ни

гипервитаминоз В

15

 у человека не описаны, хотя препараты его при-

меняются в медицине при некоторых заболеваниях, связанных с нару-

шениями процесса обмена (в частности, реакций трансметилирования).

Препараты пангамовой кислоты дают хороший лечебный эффект при

жировом перерождении печени и некоторых формах кислородного го-

лодания.

С химической точки зрения пангамовая кислота представлена эфиром

глюконовой кислоты и диметилглицина.

* Общий тип строения сульфаниламидных препаратов можно представить в следующем

виде:

241

Пангамовая кислота

Биологическая роль витамина В

15

 изучена недостаточно. Имеются

отдельные указания и предположения о возможном участии его в био-

синтезе холина, метионина и креатина в качестве источника метильных

групп.

Пищевыми источниками витамина В

15

 для человека являются печень,

семена растений, дрожжи и др. Суточная потребность в нем для человека не

установлена.

Инозит (инозитол)

В опытах на мышах было показано, что при отсутствии в пище этого

водорастворимого фактора, помимо остановки роста, отмечаются свое-

образная потеря шерстяного покрова и жировая инфильтрация печени

с отложением холестерина. Добавление в пищу животных экстрактов из

печени устраняло эти явления. Вещество, оказывающее лечебное действие,

было названо фактором против алопеции и позже идентифицировано

с фосфорным эфиром инозита; витаминными свойствами обладает также

ф и т и н – соль инозитфосфорной кислоты.

Инозитол представляет собой циклический шестиатомный спирт цикло-

гексана:

Инозитол обнаружен в составе фосфоглицеролов (производные фосфа-

тидной кислоты), он является компонентом фосфатидилинозитола (см.

главу 11). Биологическая роль инозитола, вероятнее всего, связана с

обменом фосфоглицеролов и образованием инозитол-1,4,5-трифос-

фата – одного из наиболее активных вторичных посредников (мессенд-

жеров) внутриклеточных сигналов (см. главу 11). Инозитол оказывает

мощный липотропный эффект, тормозит развитие дистрофии печени у

животных, находящихся на безбелковой диете, и у человека при зло-

качественных новообразованиях. Необходимость инозита как незамени-

мого пищевого фактора для крыс и мышей и его специфическое липо-

тропное действие продемонстрированы довольно убедительно, однако его

витаминные свойства для других животных и человека нельзя считать

окончательно установленными.

Инозит довольно широко распространен в природе. Много его в печени,

мясе, молоке, хлебе из муки грубого помола, овощах и фруктах.

Коэнзим Q (убихинон)

Коэнзим Q (кофермент Q, KoQ) относится к чрезвычайно широко рас-

пространенным коферментам, отсюда его второе название  « у б и х и н о н »

(«вездесущий хинон»). Убихинон открыт во всех живых клетках: растений,

242

Инозит

животных, грибов, микроорганизмов. Внутри клеток убихинон локали-

зован, по-видимому, исключительно в митохондриях или аналогичных им

мембранных структурах бактерий.

По химической природе убихинон представляет собой 2,3-диметокси-

5-метил-1,4-бензохинон с изопреновой цепью в 6-м положении.

Число остатков изопрена в боковой цепи убихинона из разных ис-

точников варьирует от 6 до 10, что обозначают как KoQ

6

, KoQ

7

 и т.д.

В митохондриях клеток человека и животных встречается убихинон только

с 10 изопреновыми звеньями. Как и близкие к нему по структуре витамины

К и Е, убихинон нерастворим в воде. В хлоропластах растений открыто

близкое к убихинону соединение пластохинон, который отличается строе-

нием бензольного кольца: вместо двух метоксильных остатков содержат-

ся две метальные группы и отсутствует СН

3

-группа у 5-го углеродного

атома.

К настоящему времени выяснена основная коферментная роль KoQ

10

.

Он оказался обязательным компонентом дыхательной цепи (см. главу 9):

осуществляет в митохондриях перенос электронов от мембранных де-

гидрогеназ (в частности, НАДН-дегидрогеназы дыхательной цепи, СДГ

и т.д.) на цитохромы. Таким образом, если никотинамидные коферменты

участвуют в транспорте электронов и водорода между водорастворимыми

ферментами, то KoQ

10

 благодаря своей растворимости в жирах осу-

ществляет такой перенос в гидрофобной митохондриальной мембране.

Пластохиноны выполняют аналогичную функцию переносчиков при

транспорте электронов в процессе фотосинтеза.

В организме человека KoQ может синтезироваться из мевалоновой

кислоты и продуктов обмена фенилаланина и тирозина. По этой причине

KoQ нельзя отнести к классическим витаминам, однако при некоторых

патологических состояниях, развивающихся как следствие неполноценности

питания, KoQ становится незаменимым фактором. Так, у детей, полу-

чающих с пищей недостаточное количество белка, развивается анемия, не

поддающаяся лечению известными средствами (витамин В

12

, фолиевая

кислота и др.). В этих случаях препараты KoQ более эффективны. KoQ

оказался также эффективным средством при лечении мышечной дистрофии

(в том числе генетической ее формы) и сердечной недостаточности.

Пирролохинолинохинон (PQQ)

Недавно открыт новый класс белков – хинопротеины, или PQQ-ферменты,

содержащие в качестве кофермента неизвестный до сих пор новый ви-

таминоподобный фактор пирролохинолинохинон (PQQ). Он имеет сле-

дующую структуру:

243

Убихинон

PQQ оказался производным хинона, довольно широко распростра-

ненным у микроорганизмов, в животных тканях и растениях. Среди

бактериальных ферментов, в состав которых PQQ входит в качестве

кофермента, следует указать на метанолдегидрогеназу и алкогольдегидро-

геназу. Из тканей животных, растений, грибов и дрожжей выделен медь-

содержащий фермент метиламиноксидаза, в котором также есть кова-

лентно связанный PQQ в качестве кофермента.

Животные и растительные хинопротеины входят в состав оксидаз

и декарбоксилаз (аминоксидаз, диаминоксидаз, монооксигеназ, диокси-

геназ). Имеются данные о возможности наличия 2 коферментов: пири-

доксальфосфата и PQQ – в составе ряда декарбоксилаз аминокислот (глу-

таматдекарбоксилазы и ДОФА-декарбоксилазы).

Интересно отметить, что PQQ-дегидрогеназы и оксидазы по механизму

действия аналогичны флавопротеинам, катализирующим перенос 2 элект-

ронов и протонов, возможно, непосредственно на убихинон. PQQ-декарбо-

ксилазы, напротив, аналогичны по механизму действия пиридоксалевым

ферментам, поскольку обе системы содержат карбонильную группу. На

примере трехмерной структуры одного из хинопротеинов – метиламино-

ксидазы – получены данные, свидетельствующие о том, что коферментом ее

является не свободный PQQ, а его предшественник Pro-PQQ (содержит

остатки PQQ, индола и глутаминовой кислоты), ковалентно связанный

с белковой молекулой.

Как видно на примере PQQ, в природе может встречаться и ряд других

незаменимых пищевых факторов, принимающих участие в ключевых реак-

циях метаболизма, хотя истинные витаминные свойства их, включая PQQ,

пока не раскрыты.

Витамин U

Витамин U (S-метилметионин; противоязвенный фактор) впервые обна-

ружен в 1950 г. в сырых овощах, парном молоке и печени. Поскольку сок

сырых овощей (например, капусты) предотвращал или задерживал у цып-

лят развитие язвы желудка, индуцированной введением алкалоида цинко-

фена, было высказано предположение, что язвенная болезнь вызывается

недостатком особого пищевого фактора, содержащегося в овощах и от-

носящегося, очевидно, к витаминам. Активное начало было предложено

называть витамином U (от лат. ulcus – язва). В настоящее время витамин

U выделен из капустного сока в кристаллическом виде; осуществлен также

его химический синтез. Препарат оказался в 1000 раз более активным при

лечении язвенной болезни, чем исходный капустный сок; уже через 2-3 дня

после приема его значительно ослабевают боли, а через 15-20 дней

244

PQQ - Пирролохинолинохинон