Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 166
Текст из файла (страница 166)
Расщепление 0-каротина дает две молекулы витамина А, (ретинола). б) Окисление у С-15 превращает ретннол в альдегид ретиналь (в), а дальнейшее окисление приводит к ретиноевой кислоте (г) — горнону, регулирующему экспрессию генов. Ретиналь соединяется с белком опсинои, образун родопсин (на рисунке не показано), зрительный пигмент. В темноте ретиналь родопсина находится в 11-цис-форме (в). Когда иолекула родопсина возбуждается видимым светом, Я-цис-ретиналь подвернется серии фотохимических реакций, которые превращают его полностью в глранс-ретиналь (д), что вынуждает всю молекулу родопсина изменить свою форму. Такая трансформация палочек сетчатки позвоночных посылает электрический сигнал в мозг.
Это и является основой зрительной трансдукции (передачи сигнала). Эту тему более детально иы обсудим в гл. 12. вращается ферментами печени и почек в 1,25- дигидроксихолекальциферол, гормон, который регулирует всасывание кальция в кишечнике и уровень кальция в почках и костях. Недостаток витамина Т) вызывает неправильное формирование скелета и рахит, при котором прием витамина П приводит к быстрому исцелению (рис. 10-20, 6). Витамин 1)т (эргокальциферол) производится фармакологическими компаниями при УФ- о(вгучении эргостерина дрожжей.
Витамин Т)з по структуре аналогичен Т)з, отличается только боковая цепь в 1)-кольце стерина. Оба соединения оказывают одинаковыс биологические эффекты, и Т)т обычно добавляют в молоко и масло в качестве пищевой добавки. Подобно стсроидным гормонам продукт метаболизма витамина Г) 1,25-дигидроксихолекальциферол регулирует экспрессию генов, взаимодействуя с белками- рецепторами в ядре (см.
ржзд. 28.3). Витамин А (ретинол) в разнообразных формах функционирует как зрительный пигмент глаза позвоночных (рис. 10-21). Действуя через рецепторные белки в клеточном ядре, производное витамина А ретиноевая кислота регулирует экспрессию генов при развитии эпителиальной ткани, в том числе кожи. Рстиносвая кислота является активной частью в лекарстве третиноине (Ке11п-А), применяемом при лечении угревой 1512] Часть1. 10. Липиды сыпи и морщинистой кожи. Еще одно произволное витамина А, рстиналь, — пигмент, который ипициируст ответ клеток палочек и колбочек сетчатки на действие света, передавая нервный импульс в мозг. Эта роль ретипаля подробно описана в гл.
12. Витамин А впсрвыс был выделен из рыбьсго жира; печень, яйца, цельное люл око — прекрасные пищевые источники витамина А. У позвоночных р-каротин — пигмент, который придаст моркови, сладкому картофелю и другим желтым овощам их характерный цвет — можст фсрмснтативпо превращаться в витамин А.
Недостаток витамина Л приводит к возникновению у человека разнообразных симптомогь включая сухость кожи, глаз и слизистых оболочек; замеллспис развития и роста а также «куриную слепоту» — симптом лля ранней диагностики дефицита витамина А.
° Витамины Е и К и липидные хиноны— окислительно-восстановительные кофакторы Витамин Š— общее назвавание группы близкородствепных липидов токоферолов, которые содержат замещсшюе ароматическое кольцо и длинную изопреноидную боковую цепочку (рис. 10-22, а). Токоферолы гидрофобпы, опи ассоциированы с клеточными мембранами, липидпыми отложениями и липопротсипами крови.
Токоферолы являются биологическими аптиоксидацтами. Ароматическое кольцо реагирует с наиболее активными формами кислородных и других свободных радикалов, разрушает их, защищая таким образом ненасыщенные жирныс кислоты от окисления и прсдотврапая окислительнос повреждение мембранных липидов, которое может привести к гибели клетки.
Токо- Эвард А. Дойси, 1893-1986 Хенрих Даи, 1899-1976 фсролы обнаружены в яйцах и в растительных маслах, а особенно ими богаты зародыши пшеницы. У лабораторных животных, получавших пищу, лшпсццую витамина Е, наблюдалась чешуйчатосгь кожи, мьппсчная слабость, ист<нцспие и бесплодие. Дефипит витамина Е у человека наблюдается очень редко; основным симптомом явлщотся коротко живуп1ие зритроциты. Ароматическое кольцо витамина К (рис.10-22, б) п1юходит цикл окисления и восстановления в процессе образования активного протромбипа — белка плазмы крови, необходимого для формирования кровяного сгустка. Протромбип — протеолитический фермент, расщепляющий пептидныс связи в белке крови фпбриногенс с превращением последнего в фпбрип — нерастворимый фпбриллярный белок.
удерживающий вместе кровяпыс сгустки. Хенрик Дам и Эдвард Л. Дойси независимо дрчг от друга обнаружили, что дефицит витамина К замелляет свертывание крови, и зто может быть гибельным для организма. Дефицит витамина К встречается у людей в очень редких случаях; эта патология бывает у небольшого числа младенцев, страдающих геморрагической болезнью новорожденных, потенциально смертельным недугом. В СП1Л новорожденным всегда вводят 1 мг витамина К.
Витамин К, (филлохипон) обнаружен в зсленых листьях растений; родственная форма — витамин Кз (менахипон) — синтезируется бактериями, пасслягощими кишечник позвоночных. Варфарин (рис. 10-22, в) — зто синтетическое соединсние, которое ингибирует образование активного протромбина. Примсгиется как зффсктивный яд для крыс — вызывает нх гибель в результате внутреннего кровотечения. По иронии судьбы это мощное средство для уничтожения грызунов в то же время является очень важным аптикоагулянтом — лекарством дпя лечения лкглсй с риском увеличенного свертывания крови, например при хирургических операциях, и больных с коронарным тромбозом. ° Убихиноп (называемый также кознзимом Я) и пластохиноп (рис.
10-22, г, д) — изопреноиды, которые функционируют как липофильныс переносчики алектронов в окислитсльно-восстановительных реакциях при синтезе АТР в митохопдриях и хло1юпластах соответственно. И убихинон, и пластохинон могут принимать один или два злскт-рона и один или два протона (рис. 19-2). 10.3 Липиды ках сигнальные вещества, нофааторы и пигменты [5131 Нэ СНэ сн, 1 1 ск,— сн — сн — сн — сн — 'сн — сн — сн — сн — ск сн — сн — сн, снэ но а Витамин Е: антноксндант н,с о э сн. снэ сн, сн, ! сн,— си=с — сн,-'(сн,— сн,-сн — сн,),—,сн,— сн,— сн — снэ о Витамин Кэ.' кафа кэор свертывания крови (филлохнноп) в Варфарпп: антиокогуля нт крови О сн, снэ снэ сн, 1 сн, †он=с вЂ, (сн,-си=с-сн,)„-сн, †сн=с вЂ, НэСО н,со о н.с сн, 1, 1 сн, 1 н,с ск„— си=с — сн,-(сн,— си=с — сн,)„сн,— он=с — сн, Нластохинон: переносчик электронов в хлоропластах (и -4 — 8) е Долихол: переносчик сахаров (и = 9 — 22) сн сн, 1 сн 1 но+си — сн сн — сн — '-(сн — си=с — сн,) „сн — сн~ — сн Рис.
10-22. Некоторые другие биологически аитивные изопреноидные соединении или производные. Изопреновые структурные единицы выделены пуннтирныии красными линиями. В большинстве тканей млекопитающих убихинон (хознзим О) имеет 10 изопреновых единиц. Долихолы животных содержат от 10 до 17 изопреновых единиц (от 85 до 105 атомов углерода), бахтериальные долихолы имеют 11 а долихолы растений и грибов — от 14 до 24 единиц. Долихолы активируют предшественников сахаров для биосинтеза В процессе сборки комплекса углеводов бактериальной клеточной стенки и в процессе присоединения полисахаридных единиц к некоторым белкам (гликопротеины) и липидам (гликолипиды) г Убихиноп: мвтохондриальный переносчик электронов (кофермент Я) (я =- 4 — 8) у зукариот, присоединяемые сахарные остатки химически активируются прн связывании с изопреноидными спиртами — долихолами(рис.
10-22, е). Эти соединения вступают в сильные гидрофобные взаимодействия с мембраной, заякоривая в ней присоединенные сахара, где последние участвуют в реакциях переноса сахаров. 1514) часть е 10. липиды О О Кантаксантнн (ярко-красный) Зеаксантнн (ярко-желтый) Рис. 10-23. Лмпиды в качестве пигментов в растениях и в птичьем оперении. соединения с протяженными системами сопряженных связей поглощают свет в видимой области спектра. Ииенно эти вещества, несколько различающиеся по структуре, являются природными пигментами удивительно ярких и разнообразных цветов. Оперение птиц приобретает красную или желтую окраску, если птицы употребляют в пищу растения, содержащие пигменты каротиноиды, такие как кантаксантин и эеаксантин. Различие окраски самцов и самок у птиц объясняется различиями в усвояемости и метаболизме каротиноидов.
Многие природные пигменты — липиды с сопряженными двойными связями В углеролиой пепи сопряженна>х лиеиов одинарные гвязи чсрслук>тся с двойными связями. В такой структуре легко происходит лслокализация электронов, поэтому зти соединения иерехопят в возбужденное состояние иол действием электромагнитного излучения с низким уровнем энергии (видимый свет), что делает их видимыми Лля лк>леи и животных. Кароюш (риг. 10-21) имеет желто-ораижсвун> окраску. Схолиыс соединения делают оперение птиц ярко ораижепым, красным и желтым (рис.
10-23). 11олгнбио гтсрг>лаь>, стсроилам, лолихолам, витаминам А, Е, 1) и К, убихииоиу и иластохииоиу, зти пигменты сшпсзируются из иятиуглеродиых производных изопрсиа. Этот путь биосиитсза иолробно описан в >з>. 21. Краткое содержание раздела 10.З ЛИПИДЫ КАК СИГНАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА, КОФАКТОРЫ И ПИГМЕНТЫ ° Нскоторыс типы лииилов, хотя и присутствующие в относительно л>алых количествах, играют решающую роль в качегтвс кофакторов или сигнальных молекул. ° Фосфатилилинозит-бисфосфат гилролизуется с образоваиием двух виутриклеточиых мсссеилжсров, лиацилглицсрииа и ииг>зит- 1,45-трисфосфата. Фогфатилил>>возит-ЗЛ,5- трисфосфат «зтгравка» лля образовщшя иалмолскуляриьгх белковых комгглгкщ>в, участвуюиигх и передаче биологических сип>алов.
° Простаглаилииы, тромбоксаиы и лг"шсг>тригиы (зйкозаиоияы), ироигхолящис из арахиЛоиовой кислоты, — чрезвычайно сильиыс гормоны. ° Стсроилиыс гормоны, происк>>дяи>ис из гтсрииов, служат мощиь>ми биологичсгкиьш сигнальными веииютвалш (например, половыс гормоны). ° Витамины 1), А, Е и К вЂ” жирораьчворимыс сослинсиия, востр>к ииыс из им>ирсиоиых единиц.
Все оии играют важисшиуго роль и мстаболизме или физиолопш животных. Витамин Г) — прелшествсшшк п>рмоиа, регулирующего обмен кальция. Витамин А поставляетт зр>стельный пигмент глаза позвоночных и является регулятором экспрессии генов в процессе роста зшгтслиальных клежж. Витаьиш Е защищает мембранные лииилы от окисли- 10.4 Методы анализа липидов [515] тельного повреждения, и, наконец, витамин К необхолим для процесса свертывания крови.
° Убихиноны и пластохиноны, а также изопреноидные соединения, работают переносчиками электронов в митохондриях и хлоропластах соответственно. ° Долихолы активируют и заякоривают сахара на клеточных мембранах для использования в синтезе некоторых сложных углеводов, гликолипидов и гликопротеинов. ° Лнпиды со структурой сопряженных диенов играют роль пигментов в цветах н фруктах, а также именно они обеспечивают яркув окраску оперения птиц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
