Lenindzher Основы биохимии т.1 (1128695), страница 82
Текст из файла (страница 82)
СО(> ! н,н с — н ! СНз Рис. 1О.та. Селснописзеин аналог плетении. у которого сера заменена на селян. Остаток селенопистеина прнсутсгвует в активном венгре глутагионперокснлазы и лругих сален-зависимых ферментов. переносить кислород. Глутатионпероксилаза предотвращает образование метгемоглобина путем разложения перекиси водорода в следующей реакции: 2ОЯН + НзΠ— ОЯКО + 2Н,О Всссганов- Окнсзенный з!енный глутатион глутатион Активный центр глутатионпероксилазы солержит остаток необычной аминокислоты .селенонштлепна (рис. 10-28), в которой атом серы цистеина заменен на атом селена.
Возможно, что - БеН-группа этого остатка обладает какими-то преимуществами по сравнению с — БН- группой в механизме действия этого н других селенсодержащих ферментов. 10.25. Дли некоторых ферментов требуютси другие микроэлементы Было обнаружено, что для нормального функционирования активных центров наготорых флавиндегндрогеназ необходимы молибден и ванадий, Например.
фермент ксангппнактидаза, катализирующий окисление определенных пуринов с образованием мочевой кислоты как конечного продукта, содержиг в качеспзе простетической группы ГА)л, а также молибден и железо. Оказалось, что кремний, встречающийся повсеместно в виде кварца (ГИО,).-главного компонента песка и кальгупй-алнзьгосилгукагпа. основного минерального компонента глины-необхолимо включа~ь в пищевой рацион крыс, цыплят и других животных, содержащихся на синтетической пище, тщательно часть ь виомолакулы очищенной от кремния. Функция кремния в организме пока не установлена, известно, однако, что в максимальных количествах он встречается в костях и соединительной ткани животных в виде кремнийорганических соединений. Недавно было показано, что в состав уреазы - первого фермента.
ко.горый был получен в кристаллическом виде в 1926 г. (раза. 9.! ), входит никель. Хром, расположенный в периодической системе элементов рядом с никелем, участвует в регуляции усвоения глюкозы тканями животных. Олово, без которого невозможно правильное развитие скелета, требуется, вероятно, для процессов кальцнфнкации. Для некоторых растений оказались необходимымн еще два элемента- бии и илюмииий.
Краткое содержание главы Вшалтнны -это органические вещества, которые в следовых количествах присутствуют в большинс.гве живых организмов н необходимы для их нормальной жизнедеятельности. Однако некоторые организмы не способны синтезировать эти вещества и должны получать их нз внешних источников. Большая часть водорасгворимых витаминов представляет собой компоненты различных коферментов или простетических групп ферментов, играющих важную роль в клеточном метаболизме. Тиамин (витамин В,) .
активный компонент тиаминпирофосфата, кофермента, выполняющего функцию промежуточного переносчика ацетальдегнда в ходе ферментатнвного декарбоксилирования пирувата .основного продукта распада глюкозы в клетках. Рибофлавин !внталтин Вз) входит в состав коферментов флавинманонуклеотнда (ГМ)ч!) н флавнналениндинуклеотида (ГАВ!, выполняющих роль водородпереносяших простетическнх групп в определенных ферментах, катализирующнх реакции окисления. Ннкотнновая кислота является компонентом ннкотипамидадениндинуклеотндон ()ЧАР и )КАОР), которые служат переносчиками г идрид-ионов прн функционировании ряда дегилрогеназ Пантотеновая кислота представляе~ собой незаменимый компонент кофермента А, играющего роль переносчика ацильных групп в процессе ферментатнвного окисления пирувата и жирных кислот.
Витамин Вл (пиридоксин) служит предшественником пиридоксальфосфата - простетической группы трансаминаз и других ферментов метаболизма аминокислот. Биотин функционирует как простетическая группа некоторых карбоксилаз, действуя в качестве переносчика карбоксильных групп. Фолиевая кислота служит предшественником тетрагидрофолиевой кислоты- кофермента, учасгвующего в ферментагивном переносе одноуглеродных фрагментов.
Витамин В„ в форме его 5*-дезоксиаденозильного производного участвует в ферментативном обмене между связанным с углеродом атомом водорода и какой-либо группой, соединенной с соседним атомом углерода. Жирорастворимые витамины выполняют другие важные функции. Витамин А служит предшественником светочувсгвительного пи~мента. претерпеваюшего цикл химических превращений в палочках сетчатки у позвоночных. Витамин О,, нли холекальциферол, образующийся из 7-дегидрохолестерола под действием солнечного излучения, зто основной предшественник 1,25-дигидроксихолекальциферола, который, подобно гормону, регулирует обмен ионов Са" в тонком кишечнике н костях.
Витамин К является кофактором при ферментатнвном образовании остатков у-карбоксиглугаминовой кислоты в протромбине — Са' "-связывающем белке плазмы крови, играющем важную роль в свертывании крови. Железо, медь, цинк, марганец, кобальт, молибден, селен и никель- все эти элементы необходимы для действия многих ферментов.
Кроме того, в пище животных должны содержаться и некоторые другие элементы, в том числе ванадий, олово, хром и кремний; однако нх функции ~очно еще не установлены. ЛИТЕРАТУРА Роль витаминов и неорганических веществ в питании обсуждается в гл. 2б. ГЛ. !О. ВИТАМИНЫ И МИКРОЭЛЕМЕНТЫ КАК КОФАКТОРЫ ФЕРМЕНТОВ 299 Книги Ваусг Р.П., Еиыу Н„МугЬисй К.
(едь.). Тйе Епхушеь, Зд ед„14 чоЬ., Асадепис, Мев Уог(с, !970-!981. Содержательные обзоры функциональной роли коферментов. Р!агЫп М., Бгаы Е.Н, (ыЬ.]. СошргеЬепяте В(осйяп(ьтту, чо1. 2 1, МетаЬойяп оГ Уйапнпь апд Тглсе Е!ешепя, Агпепсап Шьеяег, Ыев Уаг1с, ! 97!. Подробно рассмотрены химические, метаболические и биохимические аспекты роли витаминов и микроэлементов. Ниюыпьап О. И'. Мцс!еойдеь апд Соепгушш, Тт'!!еу, Ыев т'огй, 1973. Статьи Наггы Г л'.
Тйе Ебъсотегу оГ Уйаннпь. 1п: уоьерй Меедйапт (ед.), Тйе Сйешпягу оГ Ейе, СагпЬпдбе ()и!теть!ту Ргеы, )Чев 'т'огй, 1970, рр. 156-170. НиЬЬагд К. 100 теагь оГ Кйодоряп, Тгепдь ВсосЬегп. Бс)., 1„154-158 (1976). Гйтййь К. Мета! 1опев тп Се11ь, Епдеачонг, 3, 2-6 (1979). Бсаид!пдег Н.А. АьсогЬЬ Ас!д, ТгепсЬ В!асйегп.
Бей, 3, 211 †!2 (1978). Вопросы и задачи 1. Потребность е никотиновой кислоте. Недостаток никотиновой кислоты в пище приводит к заболеванию- пеллагре, а) Суточная потребность взрослого человека в никотиновой кислоте, составляющая 7,5 мг, уменьшается, если в пище содержится большое количество аминокислоты триптофана. Чю можно сказать о взаимоавязи между никотиновой кислотой и триптофаном на основе этого наблюдения? б) В конце прошлого и в начале нашего столетия пеллагра была довольно распространенным заболеванием, особенно в сельских местностях на юге США, где люди употребляли в пищу мало мяса, а питалиаь в основном кукурузой. Объясните, почему такое питание приводило к недостаточности никотиновой кислоты? 2. Палипсерит у гол)бей. В ставших классическими экспериментах голуби, содержавшиеся на экспериментальной диете, утрачивали координацию движений и апособнасть удерживать свое гела в равновесии.
Уровень пирувата в крови и мозгу этих ппщ значительно превышал нормальный. Такое состояние проходило, если голубям давали мясо. Объясните эти наблюдения. 3. Бакп~сриальный тест ни рибофлаеин. ЕасгаЬапйиь сале)- представители семейства бактерий, используемых лля получения таких продуктов брожения„как йогурт, квашеная капуста и соленья, не апасобны синтезировать рибофлавин. Характерное свойство этих бактерий заключается в том, что они получают энергию за счеь расщегшения глюкозы до молочной кислоты (рК' 3,5). Какой метод количественного определения рибофлавнна вы предложили бы исходя нз этой информации? Пирибаксил и потребность бактерий в амиппкислотих. Бактерии Еасгобисг(!иь силе! растут на простой культ!ральной среде, солержашей витамины рнбофлавнн и пиридоксин н четыре аминокислоты.
Если в кулшуральную среду добавить полный набор аминокислот и рибофлавин, то кодичество пнрилоксина, необходимого для оптимального раста бактерий, сократится на 90'и Объясните, почему зто происходит. Яичные белки предохраняют нсегтки стп порчи. Яйца можно держать в холодильнике от четырех до шести недель, не опасаясь, чта они ияюртятся. Если же отделить яичные желтки от белков, то они быстро иапортятся лаже нри низкон температуре. а) Почему портятся желтки? б) Как вы объясните тот факт, что наличие яичных белков предотвращает порчу желтков? в) Какую пользу с биологической точки зрения приносит птицам такой способ защиты янц? Потребность бактерий Бггергосассиь Гаеса1м в фолиегай кислтпе. Бактерии бгергасассиь/асса!ьь, обитающие в толстом кшпечнике, нуждаются в витамине фолиевой кислоте.
Если в питательной среде содержатся аденин и тимнлии. то бактерии могут хорошо расти и при отсутствии фолиевой кислоты. Исалелование бактерий, выращенных в таких условиях, показало, что они не содержат фолиевой кислоты. Почему бактерии нуждаются в фолиевой кислоте? Почему потребность в фолиевой кислоте исчезаег у бактерий прн лобавлении в культуральную среду аленина и тимидина? Потребность в кобальте у исеачиых. Значительную часть веса наземных растений соатавляют нерастворимые полисахариды, главньш из которых - целлюлоза.