5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 1/29
5/24/2
COFACTORI ENZIMATICI
Definiţiedpdv al rolului biologic= compuşi indispensabili enzimelor pentru funcţia catalitică.
dpdv structural= compuşi
anorganici (majoritatea cationi metalici) sau organici micromoleculari (majoritatea heterociclici)
care posedă anumite proprietăţi structurale şi o reactivitatechimică deosebită
COFACTORI ANORGANICICofactori Metaloenzimă
Metalici
Cu+
Cu2+Citocrom-C oxidaza, lizil hidroxilaza, DOPA hidroxilazasuperoxid dismutaza (SOD)
Zn2+ Lactat dehidrogenaza, fosfataza alcalină, anhidrazacarbonică, carboxipeptidaza, RNA şi DNA polimeraza
Fe2+
Fe3+
NADH-CoQ reductaza, α-glicerolfosfat oxidaza (mit.)monoamino oxidaza (MAO)
Mn2+ Hidrolaze, decarboxilaze, transferaze
Mo2+ Xantin oxidaza
Se2+ Glutatation peroxidaza
Mg2+ Kinaze
Ca2+ Enzime Ca-calmodulin dependente
K + Piruvat kinaza
Nemetalici Cl- Amilaza
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 2/29
5/24/2
Roluri biologice
• Stabilizează conformaţia activă a enzimei, fără a fi implicaţi în cataliză.Ex. Mn2+ stabilizează conformaţia centrului activ al piruvatcarboxilazei.
• Induc modificări conformaţionale care determina activareaenzimei.
Ex. Ca2+ activează enzimele Ca-calmodulin ex. fosforilaz kinaza
• Induc modificări conformaţionale care determina creştereaafinităţii pentru substrat.
Ex. K+ măreşte afinitatea piruvat kinazei pentru fosfoenolpiruvat şicontribuie la poziţionarea adecvată a acestui substrat fată de centrulde legare a cosubstratului (ADP).
COFACTORI ANORGANICI
COFACTORI ORGANICI
Caracteristici comune coenzimelor & gruparilor prostetice
• Sunt micromolecule organice, termostabile;
• Conţin heterocicluri (excepţie cofactorul β-hidroxibutirat dehidrogenazei= fosfolipidă);
• Majoritatea sunt derivaţi ai vitaminelor hidrosolubile;
• Nu sunt responsabili de specificitatea enzimei
=> acelaşi cofactor poate coopera cu diferite enzime;• Sunt necesari pentru functionarea:
- oxido-reductazelor
- transferazelor
- izomerazelor
- ligazelor
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 3/29
5/24/2
Caracteristicile specifice coenzimelor
• Se ataşează prin legături slabe, necovalente de apoenzimă
=> pot fi îndepărtate prin dializă;
• Reacţionează stoechiometric => pot fi considerate cosubstrate;
• Mecanismul reacţiei catalizate de holoenzimă este de tip secvenţial(ordonat sau întâmplător)
• Suferă modificări care contrabalansează modificările suferite desubstrat => pentru a reveni la forma iniţială trebuie să coopereze cuo altă apoenzimă
COFACTORI ORGANICI
Co S-X Co-X P
E E-Co-X-S E-Co-X-P E
S-X Co P Co-X
Co=coenzimă; S=substrat; X=grupare transferabilă din substrat
Caracteristicile specifice grupărilor prostetice• Se ataşează prin legături covalente de apoenzimă
=> nu pot fi îndepărtate prin dializă;
• Mecanismul reacţiei catalizate de holoenzimă este de tip ping-pong
S1-X P1 S2 P2-X
E E-S1-X E-X-P1 E-X E-X-S2 E-P2-X E
• Suferă modificări care contrabalansează modificările suferite de unsubstrat şi revine la forma iniţială ca urmare a reacţiei cu cel de-al
doilea substrat
COFACTORI ORGANICI
S1-X + E-Gp P1 + E-Gp-XE-Gp-X + S2 P2-X + E-Gp
E-Gp = apoenzimă+grupare prostetică; S1-X = substratul donor; S2 = substratul acceptor;
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 4/29
5/24/2
Cofactori organici - ClasificareTipul reacţiei în care sunt implicaţi Cofactori
Oxido-reducere
Transfer de electroni Hem
Transfer de electroni şiprotoni
Nicotinici: NAD+ şi NADP+
Flavinici: FMN şi FADTetrahidrobiopterina Acidul lipoic Acidul ascorbic Vitamina K Coenzima Q
Transfer al unor grupări
Transfer al grupărilor:fosfat, pirofosfat
Nucleotide trifosforilate: ATP, UTP, CTP
Transfer al grupării SO42- Fosfoadenozin fosfosulfat
Transfer al grupării NH2 Piridoxal fosfat
Transfer al grupărilor careconţin un singur C
S-Adenozil metionina Acidul tetrahidrofolicMetil cobalamina
Biotina
Transfer al grupărilor careconţin mai mulţi C
FosfopanteteinaCoenzima A Acidul dihidrolipoic
Clivare a legăturilor C-C şi C-X Tiamin pirofosfatul
Rearanjare la C adiacenţi Deoxiadenozil cobalamina
Cofactori organici implicaţi în transfer de [H+ + e-]
Cofactor Enzime dependente
Nicotinamid Adenin Dinucleotid (NAD+) Lactat dehidrogenazaa, Alcool dehidrogenazaa
Nicotinamid Adenin Dinucleotid Fosfat(NADP+)
Glucozo 6-fosfat dehidrogenaza, Glutation reductaza
Flavin Mono Nucleotid (FMN) D-Aminoacid oxidaza
Flavin Adenin Dinucleotid (FAD)Succinat dehidrogenaza, Glucoz oxidaza, L-Aminoacidoxidaza
Tetrahidro biopterina (H4B) Fenilalanin hidroxilaza, Tirozin hidroxilaza
Acidul lipoic Piruvat dehidrogenaza
Acidul ascorbic (Vitamina C) Lizin hidroxilaza, Prolin hidroxilaza, Triptofan hidroxilaza
Vitamina K Glutamat γ-carboxilaza
Coenzima Q = Ubichinona (CoQ = UQ) NADH-dehidrogenaza, Succinat dehidrogenaza
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 5/29
5/24/2
Cofactori piridinici - Structura
N+
CONH2
O
OH OH
OCH2
P
O
O
O- O
-
O
O
P
OHOH
OH2C
N
N N
N
NH2H
H
H2C O
OH
PO
O
O-
O-
OO
PCH2 O
OHOH
O
CONH2
N+
O
O-
O-
O
P
NH2
N
N N
N
a).
b).
a) Nicotinamid Adenin Dinucleotid (NAD+),
b) Nicotinamid Adenin Dinucleotid Fosfat (NADP+
)
Cofactori piridinici – Rol biologic
N+
CONH2
R
+ 2H
H
N
H H
R
+ H
+
NAD+ NADH
++ 2e
= forma oxidata = forma redusa
..CONH2
Reducerea stereospecifică a NAD(P)+
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 6/29
5/24/2
Dehidrogenaze “sandwich”
CH3 CH2 OH CH3 CH O
NAD+ NADH
Alcool DH
CH2OH
CHOH
CH2O P O
O-
O-
Glicerol fosfat DH
O-
O-
OPCH2O
CH2OH
C
O
a
b
+ H +
Oxidarea substratului unei dehidrogenaze este cuplată cu reducereasubstratului celeilate dehidrogenaze
Ex. Alcool DH (tip A) şi Glicerolfosfat DH (tip B).
• Flavin Mononucleotid (FMN)
• Flavin Adenin Dinucleotid (FAD)
Cofactori flavinici - Structura
FAD
O-
O
POCH2
N
N
NH
NH3C
H3C
O
O
(HCOH)3
CH2
O
NH2
N
N N
N
H2C O
OH OH
P
O
O
O-
FMN AMP
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 7/29
5/24/2
O
O
H3C
H3C
N
N
NH
N
R
+H++
R
N
N
NH
NH3C
H3C
O
OH
H
e
R
N
N
NH
NH3C
H3C
O
O-
H
e+H+
+
.FMNH sau.
(forma semichinonica)
FMN sau FAD(forma oxidata)
FADH FMNH2 sau FADH2(forma redusa)
.
Cofactori flavinici – Rol biologic
Enzime flavinice
CH2
CH2
COO-
COO-
SDH
FMN
FAD FADH2
HC COO-
CH-OOC
Succinat Fumarat
Fe-S
FMNH2
CoQ CoQH2
R
CH2 NH2MAO
O2H2O2
R CH NH
H2O NH3
CHR O
FMN FMNH2
Dehidrogenaze
Oxidaze
Coenzimele flavinicese reoxideazăcedând electroniialtui transportor de
electroni !
Coenzimele flavinicese reoxideazăcedând electroniioxigenului!
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 8/29
5/24/2
Acidul lipoic
SS
CH2CH2CH(CH2)4HO OC
(CH2)4
S
SL = Acid lipoic forma oxidata
2H++ 2eSS H H
a= Acid lipoic forma redusLS
SH
H
-
syL (CH2)4 NH C
O S SO
CNH(CH2)4Lys
(CH2)4E2E2
Structura
Rol biologic
Acidul lipoic = grupare prostetica a E2
din complexul PyDH
LS C
O
CH3
L
LS
S
CoA
CoA CH3
O
CS
FAD
+ H+
NAD+
TPPCH3
OC
HH
TPP
CH3
C
COO-
O
CO2
Piruvatdehidrogenaza
Dihidrolipoiltransacetilaza
Dihidrolipoildehidrogenaza
Tiamin pirofosfat
S H
HS
SH
FADH2 NADH
SH
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 9/29
5/24/2
VITAMINA C = Acidul ascorbic
• Rol biologic
Coenzima pentru prolin si lizin hidroxilaze
Reduce Fe3+ din stomac in vederea absobtiei
Indeparteaza speciile reactive ale oxigenului (SRO) din mediul apos
• Hipovitaminoza => Scorbut
+ 2 H+ + 2e-
Forma redusa
• Structura
Forma oxidata
Vitamina K - Structura
R =CH3
R =
3
5K 2
K 1=
Multiprenilmenadiona
Fitilmenadiona
=
(filochinona)
(menachinona)
Menadiona(compus sintetic)
= analog K R= HO
O R
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 10/29
5/24/2
Vitamina K – Rol biologic
CH2 CH2
CH2
COO-
CH
COO--
OOC
Radical glutamat
Prozimogen Prozimogen carboxilatCO2
Carboxilazavit.K depententa
O2
Vitamina KH2(hidrochinona)
CH3
R
Vitamina K epoxid
CH3
R
O
O
O
CH3
R
O
O
epoxidreductaza Vit.K Vit.K
reductazaDH2
D
D
DH2
Vitamina K (chinona)
+ H2O
O
Radical -carboxi glutamat
OH
HO
H2O
Coenzima γ-glutamil carboxilazei
DH2= donori de H = acid lipoic
Rolul γ-carboxilazei în conversiaprotrombina → trombină
Secretie
înhepatocite
dep Vit. K
CO2
Carboxilaza
COO-
+H3N
COO--
OOCCOO--
OOC
Protrombina
COO-
+H3N
COO-
COO-
Protrombinapolicarboxilata
în sânge
-OOC COO
- -OOC COO
-
+H3N
COO-
Ca++
Ca++
Protrombina
policarboxilata
Membranatrombocitara
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 11/29
5/24/2
COFACTORI IMPLICAŢI ÎN TRANSFERULUNOR GRUPĂRI
• Cofactori implicaţi în transferul grupărilor fosfat: ATP
N
N
N
N
NH2
O
OHOH
CH2 P O
O
O-
P O
O
O-
O-
O
P O-
Mg++
O
CH2OH
OHOH
OH
OH ATP ADP
Hexokinaza
OH
OH
OHHO
O
O-
O
O-
P
Glucoza Glucozo-6-fosfat
CH2 O
COFACTORI IMPLICAŢI ÎN TRANSFERULUNOR GRUPĂRI
• Cofactori implicaţi în transferul grupărilor sulfat:3’-Fosfoadenozin-5’-Fosfosulfat = PAPS
O Adenina
OHOP
O
O-
-O
CH2-O S O
O-
O
OP
O
O
5'
3'
Galactocerebrozid + PAPSSulfotransferaza
3'-Fosfoadenozin 5'-fosfat
Galactocerebrozid sulfat3-
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 12/29
5/24/2
COFACTORI IMPLICAŢI ÎN TRANSFERUL
GRUPĂRII AMINO
• Piridoxal Fosfat (PALPO)
CH2 O P
O
O-
O-
N
(CH2)4
Lys Apoenzima
a). b).
CH=O
HO
H3CN
+
H
N+H3C
HO O-
O-
O
POCH2
CH
Transformari PALPO dependente
Tipul reacţiei Exemple Importanţa
Transaminare Asp+α-Cetoglurat=Oxalacetat+Glu Ala+α-Cetoglurat=Piruvat+Glu
Metabolismul aminoacizilor
α-Decarboxilare Glu=CO2+γ-Aminobutirat (GABA)His=CO2+Histamina5-Hidroxi-Trp=CO2+Serotonina3,4-Didroxi-Phe (Dopa)=CO2+DopaminaOrnitina=CO2+Putresceina
Sinteza aminelor biogene
Ser+Palmitoil-CoA=CO2+CoA+3-
Cetosfinganina
Sinteza sfingolipidelor
Gly+Succinil-CoA=CO2+CoA+δ-ALA Sinteza hemului
β-Decarboxilare Asp=CO2+Ala Interconversia Asp-Ala
Racemizare L-Aminoacid=D-Aminoacid Racemizarea aminoacizilor
α-β Deshidratare Ser=H2O+NH4+Piruvat Catabolismul serinei
Aldolizare Ser=Acetaldehida+Gly Interconversia Ser-Gly
“Transsulfurare” Homocysteina+Ser=CistationinaCistationina+H2O=Cys+NH4+α-cetobutirat
Conversia homocisteinei înCys
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 13/29
5/24/2
Transformari PALPO dependente
Ex. Reactia catalizata de aspartat-glutamat transaminaza (ASATsau GOT)
OCH
Aspartat H2O
HC N CH
COO-
CH2
COO-
Aldehida Aldimina
COO-
CH 2
COO-
NC CH2
Cetimina
H2O Oxalacetat
H2C NH3+
Amina
NH3+
H2O alfa-Cetoglutarat
CH 2CN
COO-
CH 2
COO-
CH 2
( )2
COO-
CH 2
COO-
CHNCH
( )2
H2OGlutamat
CH O
S1 P1
S2P2
Cofactori implicaţi în transferul grupărilor cu un atom de C
• S-Adenozil Metionina (SAM)
HO OH
NH2
N
N
OCH2
COOH
CHH2N
(CH2)2
S+
CH3
CH CH2 NH2
OHHO
Noradrenalina
OH
SAM
N-metiltransferazaOH
HOOH
CH2CH NH CH3
AdrenalinaS-Adenozil
homocisteina
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 14/29
5/24/2
Cofactori implicaţi în transferul grupărilor cu un atom de C
• Biotina
S
NHNH
O
(CH2)4 COOH (CH2)4
O
H NHN
SC NH (CH2)4
Apoenzima
O
Lys
a). b).
CH3 C COO-
O
+ CO2
ATP ADP+ Pi
Biotin
Carboxilaza
a
-OOC CH2
O
COO-
C
Piruvat Oxalacetat
O
CCH3 CoA a
Carboxilaza
Biotin
+ ADP ATP
CO2+ CH2 C
O
CoA
Acetil-CoA Malonil-CoA
HOOC
= grupare prostetică a carboxilazelor (altele decat
-Glu carboxilaza)
Cofactori implicaţi în transferul grupărilor cu un atom de C
• Acidul tetrahidrofolic (H4F)
N
N
N
N
5
10
2-Amino-4-hidroxi- Acid p-aminobenzoic
Poliglutamat
( )n
(n = 4-5)
H
H
6-metil-tetrahidropteridina
H2N
OH
CH2 NH C
O
(CH2)2
NH CH COO-
COO-
H4F preia, de la diverse substrate, grupări care conţin un singur atom de C:metil (-CH3), metilen (-CH2-), metenil (=CH-), formil (-CH=O) => derivaţiutilizaţi ca sursă de “grupări C1 active”
Grupările transferate de H4F sunt ataşate fie la N5 sau N10, fie formează opunte între N5 şi N10
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 15/29
5/24/2
Provenienţa, interconversia, rolul derivaţilor H4F
în metabolismul aminoacizilor şi nucleotidelor N
N10
5
N
N10
5
10
5
N
N10
5
N
N10
5
H
H
H
CHO
CH
CH2
CH3
H
Formil-H4F
Metenil-H4F
Metilen-H4F
Metil-H4F
H4F
HCOO-+ ATP
ADP + Pi
Sintetaza
N
N
H2O
Ciclohidrolaza
NADPH
NADP+
Dehidrogenaza
NADH
NAD+
Reductaza
C
N
N
N
CN
O
R
IMPNH3
N
N
H
C H NH
H4F
His
Gl y
Ser
H4F
N
N
O
O
CH3
R
TMP
Homoci steina
Metiltransferaza
H2F
H3N C H COO-
(CH 2)2
S
CH3
Metionina
NADPH
NADP+
H4F
Reducaza
FIGLU
(Vit. B12)
IMP= Inozin monofosfat
TMP= Timidin monofosfat
Cofactori implicaţi în transferul grupărilor cu un atom de C
• Metil-cobalamina= derivatul metilat al cobalaminei (vitamina B12)
O
HO
CH3
CH2
CH2
CH3
H3C
H3C
O
CH2N CH2
CH3
CH3N
N
H2C
HO
O
O-
OP
O
CH
CH2
NH
OCCH3
(CH2)2
CH3
O
NH2
C
CH2
CH2CH3
CH2 C
NH2
O
ONH2C
CH3
CH3
CH2
C
O
NH2
CH2
NH2
OC
CH2
N
NN
N
CH3
CoIII
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 16/29
5/24/2
Homocistein metiltransferază = enzimă metil-
cobalamin dependentă
COFACTORI IMPLICAŢI ÎN TRANSFERULGRUPĂRILOR CARE AU MAI MULŢI ATOMI DE C
Fosfopanteteina = derivat al acidului pantotenic
H3C
H3C
CH2 C CH
OH O
C NH (CH2)2 COO-
HO COO-
(CH2)2NHC
OOH
CHCCH2
CH3
CH3
O-2 O3P
O
H3C
H3C
CH2 C CHOH O
C NH (CH2)2 C
4-Fosfopanteteina
decarboxilaza
sintetaza
CO2
4-Fosfopantotenoilcisteina SH
CH2
COO
-
CHNH
+ Pi ADP
Cys+ ATP
4-Fosfopantotenat
O3P2-
Okinaza
ADP ATP
Pantotenat
Fosfatul fosfopanteteinei este esterificat cu hidroxilul unei serine din“proteina transportoare de acil ” (ACP), componenta a palmitat sintetazei
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 17/29
5/24/2
COFACTORI IMPLICAŢI ÎN TRANSFERUL
GRUPĂRILOR CARE AU MAI MULŢI ATOMI DE C
• Coenzima A (CoA; HS-CoA)= derivat al fosfopanteteinei
SH
CH2
O
CHNHO
H3C
H3C
C
O O PPO
OH PO
CH2
N
N
N
N
NH2
CH2 C CH
OH O
C NH (CH2)2
Fosfopanteteina
Acid pantotenic
R COOH
ATP PPi
R CO AMP
AMP
COR
HSCoA
sintetaza Acil-CoA
sintetaza Acil-CoA
SCoA
Rolul CoA în activarea acizilor grasi
COFACTORI IMPLICAŢI ÎN CLIVAREALEGĂTURILOR C-C ŞI C-X
• Tiamin Pirofosfat (TPP) = derivat al tiaminei (vitamina B1)
+SC
NN
N
ATP AMP
N
N
SC
N+
NH2 NH2
CH2
CH2 CH2
CH2
CH2 CH2OHCH3 CH3
H3CH3C
H H
O P O P
O O
O-
O-
O-
12
4 52
1
45
piruvat dehidrogenazaTPP
CO2
E1 -CH3 CH
OH
TPP E1 CH3 C
O
COO-
COO-
O
C (CH2)2E1 TP
P
OH
CH-E1
CO2
TPPalfa-cetoglutarat DH
-OOC
-OOC (CH2)2
a).
b).
Enzime TPP-dependente
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 18/29
5/24/2
COFACTORI IMPLICAŢI ÎN REARANJAREASUBSTITUENŢILOR ATOMILOR DE CARBON ADIACENŢI
• 5’-Deoxiadenozil Cobalamina = derivat al vitaminei B12
O
HO
CH3
N
NN
NH2C O
CH2
CH2
CH3
H3C
H3C
O
CH2N CH2
CH3
CH3N
N
H2C
HO
O
O-
OP
O
CH
CH2
NH
OCCH3
(CH2)2
CH3
O
NH2
C
CH2
CH2CH3
CH2 C
NH2
O
O
NH2C
CH3
CH3
CH2
C O
NH2
CH2
NH2
OC
CH2
N
NN
N
Co
OH OH
III
NH2
a C C d
b c
X H H X
cb
dCCa1 221
Enzime dependente de 5’-deoxiadenozil cobalamină
CH CO CoA-OOC
Metilmalonil-CoA
mutaza
cobalaminaDeoxiadenozil-5'
-OOC
CoACOCH2
Succinil-CoA
-
OOCCH CH2
CH2
NH3
+
COO-
5'-Deoxiadenozilcobalamina
mutaza COO-
NH3
+
CH-OOC C
H
Glutamat Metilaspartat
2
1
CH2 H
CH H1
1
2
2 2 1CHH H
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 19/29
5/24/2
ANALOGI AI COFACTORILOR ORGANICIUTILIZAŢI CA MEDICAMENTE
• Sulfanilamida, analog al acidului p-aminobenzoic are efect bacteriostatic,previne dezvoltarea microorganismelor patogene. Acest efect se datoreazăinhibiţiei sintezei bacteriene a acidului folic, şi consecutiv a aciduluitetrahidrofolic
• Metotrexatul, analog al acidului folic este agent oncostatic utilizat pentrutratarea leucemiei, a formelor severe de psoriazis, etc. Efectul său sedatorează inhibiţiei dihidrofolat reductazei, enzimă implicată în refacereaacidului tetrahidrofolic din acid dihidrofolic. Consecutiv este împiedicatăsinteza acizilor nucleici şi diviziunea celulară. Sunt afectate mai ales celulelecanceroase, dar şi celulele din măduva osoasă şi intestin (care se dividrapid).
• Dicumarolul şi warfarina, analogi ai vitaminei K sunt agenţi anticoagulanţi.Efectul lor se datorează inhibării reductazelor implicate în regenerarea formeihidrochinonice a vitaminei K, indispensabilă γ-carboxilazei. Consecutiv este
prevenită activarea factorilor implicaţi în cascada coagulării.• Izoniazida, analog al nicotinamidei are efect bactericid. Efectul se datorează
încetinirii sintezei unor acizi graşi precursori ai acidului micolic, componentămajoră a peretelui micobacteriilor care determină tuberculoza.
N+
C
O
NH NH2
Izoniazida
S
O
O
H2N NHR
Sulfonilamida
COO-
COO-
CHNH
(CH2)2
O
CCH2
H2N
10
5
N
N
N
N
NH2
N
CH3
Metotrexat
O O
CH2
O O
OH OH
Dicumarol
OH
OO
CH
C
C
H2
OWarfarina
CH3
ANALOGI AI COFACTORILOR ORGANICIUTILIZAŢI CA MEDICAMENTE
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 20/29
5/24/2
VITAMINE
• Definiţiedpdv structural = o clasă heterogenă de compuşi organicimicromoleculari;
dpdv al rolului biologic = compuşi absolut necesari pentrudesfăşurarea normală a funcţiilor celulare specifice, respectiv pentru
menţinerea stării de sănătate.
• Caracteristici comune în general nu pot fi sintetizate de organismul uman
=> trebuie să fie preluate din alimente în condiţii normale sunt necesare în cantităţi mici (2μg-60mg/zi)
în anumite condiţii fiziologice sau patologice: gestaţie, lactaţie,dietă hipocalorică, strict vegetariană, sindrom de malabsorbţie,alcoolism, disbioză, etc. sunt necesare în cantitate crescută.
VITAMINE- Clasificare
Altevitamine
Vitamina B6
Hidrosolubile
Vitamine
Liposolubile
Vitamina A
Vitamina K
Vitamina E
Vitamina D
Complex-BNon-Complex-B
Vitamina C
Cu rol în catabolism
(eliberare de energie)
Tiamina (B1)
Riboflavina (B2)
Niacina (PP)
Biotina
Acidul pantotenic
Hematopoetice(sinteză de nucleotide
şi acizi nucleici)
Acidul folic
Vitamina B12
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 21/29
5/24/2
VITAMINE HIDROSOLUBILE
• Caracteristici comune
în vederea absorbţiei intestinale unele necesită factori proteici (ex. pentruvit. B12 este necesar factorul intrinsec, iar pentru acidul folic conjugaza);
nu se depozitează (excepţie acidul folic şi vitamina B12 care pot fidepozitate, în cantităţi mici, în ficat);
sunt obligatorii în dieta zilnică deşi unele pot fi sintetizate, în cantitatelimitată, de flora microbiană intestinală (biotina, acidul folic), respectiv dehepatocite (vitamina PP);
necesarul zilnic variază între 2μg - 60mg;
sunt excretate în urină când nivelul lor plasmatic depăşeşte pragul renal;
sunt precursori ai unor coenzime şi grupări prostetice necesare enzimelor implicate în căile catabolice, producătoare de energie, sau în căile debiosinteză a nucleotidelor, respectiv eritropoeză
deficitul lor (hipovitaminoza) determină apariţia unor boli ale căror simptome nespecifice sunt: dermatita, glosita (inflamaţia şi înroşirea limbii,atrofierea papilelor), cheilita (inflamaţia acută sau cronică a mucoaseibuzelor), diarea, neuropatia periferică, depresia, confuzia, pierdereacapacitătii de coordonare a mişcărilor
• Clasificare
în funcţie de rolul cofactorilor derivaţi:
– vitamine implicate în producerea energiei
– vitamine implicate în eritropoeză
– vitamine implicate în alte procese
VITAMINE HIDROSOLUBILE
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 22/29
5/24/2
Vitamine hidrosolubile implicate în producerea energiei
VitaminaCofactorderivat Rol biologic Surse
Necesarper zi
Patologie asociatăhipovitaminozei
B1
TiaminaTPP În reacţii de
clivare a C-C şi C-X
Cerealenedecorticate,legume,carne de porc
1-2mg Beri-beriWernicke-Korsakoff
B2
Riboflavina
FMN/FMNH2
FAD/FADH2
În reacţii detransfer de e- + H+
Spanac, lapte,ouă, ficat
1-2mg DermatităCheilităGlosită
PPNiacina
NAD+/NADHNADP+/NADPH
În reacţii detransfer de e- + H+
Cereale, lapte,ficat
19mg Pelagra(boala celor 3D)
Biotina N-carboxibiotina(Biocitină)
În reacţii detransfer a CO2
(carboxilare)
Ouă(gălbenuş),
lapte, ficat
- -
Acidulpantotenic
Coenzima A (CoA)Fosfopanteteina
În reacţii detransfer a gr. acil
Ouă, ficat,drojdie de bere
10mg -
Vitamine hidrosolubile implicate în eritropoezăşi alte
Vitamina Coenzima Rol biologic Surse Necesarper zi
Patologieasociată
Acid folic H4F În reacţii de transfer agrupărilor: -CH3,-CH2-, =CH-, -CH=O
Legume cufrunze verzi,mazăre,cereale, ficat
200μg Anemiemegaloblasticămacrocitară
B12
Cobalamină
Metilcobalamină5`-Deoxiadenozilcobalamină
În reacţia de metilarea homocisteineiÎn reacţii derearanjare a C
adiacenţi
Carne,ficat,lapte
2μg AnemiepernicioasăNeuropatieperiferică
B6PALPO În reacţii de
transaminare,dezaminare,decarboxilare,condensare aaminoacizilor
Ficat,muşchi, ou(gălbenuş),cereale
1-2mg Anemie
C Acid ascorbic
- În reacţii de transferde e- + H+
Citrice, roşii,legume cufrunze verzi
60mg Scorbut
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 23/29
5/24/2
Hipovitaminoze
DefinitieScăderea concentraţiei unei vitamine sub nivelul minim necesar menţinerii stării de sănătate (hipovitaminoza) care determină apariţieisemnelor caracteristice unei boli.
Cauze – aportul alimentar insuficient; – absorbţia deficitară, respectiv lipsa factorilor proteici (factorul intrinsec
necesar pentru B12, şi conjugaza necesară pentru acidul folic); – utilizarea deficitară, respectiv lipsa proteinelor transportor (pentru B 12), a
enzimelor de conversie în cofactori enzimatici; – reducerea sintezei din cauza disbiozei (în cazul biotinei, acidului folic) sau a
lipsei precursorilor (ex.Trp în cazul vit.PP); – necesarul crescut (graviditate, lactaţie, convalescenţă); – excreţia excesivă (afecţiuni renale); – inactivare prin reacţia cu un medicament sau metabolit (ex. izoniazida şi
aldehida acetică în cazul vit. B6); – creşterea concentraţiei enzimelor dependente (de coenzimele derivate)
indusă de unele medicamente (ex. anticoncepţionalele orale în cazulenzimelor PALPO dependente).
Exemple:
• Hipovitaminoza B1 - Boala beriberi
• Hipovitaminoza PP - Pelagra (sau maladia celor 3 D)
• Hipovitaminoza C - Scorbut
• Hipovitaminoza corespunzătoare acidului folic - Anemia
megaloblastică macrocitară• Hipovitaminoza B12 - Anemia pernicioasă (anemia Biermer)
• Hipovitaminoză generalizată – asociata alcoolismului
Hipovitaminoze
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 24/29
5/24/2
VITAMINE LIPOSOLUBILE
Caracteristici generale sunt eliberate din alimente, absorbite în sânge şi transportate
sub formă de chilomicroni împreună cu celelalte lipide exogene;
se depozitează (în cantităţi limitate) în ficat şi ţesutul adipos;
în cazul vitaminei A excesul este toxic;
cu excepţia vitaminei K nu sunt precursori ai unor coenzime saugrupări prostetice.
scăderea concentraţiei lor, sub nivelul minim necesar menţineriistării de sănătate (hipovitaminoza), determină apariţia unor bolicaracteristice
hipovitaminoza poate fi cauzată de: aportul alimentar insuficient,malabsorbţie, disbioză (în cazul vitaminei K), anumite condiţiipatologice care conduc la intensificarea stressului oxidativ (încazul vitaminei E).
Vitamina Forme Funcţia biologică SurseNecesarper zi
Patologieasociată
A
β-CarotenRetinolRetinal Acid retinoic
Provitamină, antioxidantPrecursor al retinolfosfatuluiPrecursor al 11-cis-retinaluluiHormon
Ficat, unt,ou (gălbenuş),legume verzi,legume galbene
6mg1mg--
HemeralopieXeroftalmieOrbireInfecţiiSterilitate
K
Filokinonă
MenakinonăMenadiona
Coenzimă a
γ-glutamat carboxilazei
Ficat, ou(gălbenuş),
spanac, varză,flora intestinală
80μgCoagulare
deficitară
ETocoferoliα, β, etc.
AntioxidantUlei vegetal, ou,ficat
10mg Anemiehemolitică
D*
Ergosterol7-DehidrocolesterolErgocalciferol (vit. D2)Colecalciferol (vit. D3)
Provitamina D2
Provitamina D3
Precursor al “hormonului” 1,25-D2
Precursor al “hormonului” 1,25-D3
Ficat, lapte, unt,peşteou (gălbenuş),
2-10μg RahitismOsteomalacie
VITAMINE LIPOSOLUBILE
* este considerată hormon
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 25/29
5/24/2
Vitamina A -Structura
CH=O
CH=O11-cis-Retinal
Acid retinoicRetinol
COOHCH2OH
trans-
11 11
all- -Retinal
= Derivat al
-carotenului
• Rolul retinoluluiSub formă de retinol-fosfat, este esenţial (ca transportor) pentrusinteza glicoproteinelor şi a mucopolizaharidelor, compuşi care intră încompoziţia mucusului secretat de ţesutul epitelial.
• Rolul 11-cis-retinaluluiObţinut în retină prin transformarea enzimatică a retinolului se leagă deopsină şi formează împreună rodopsina, o proteină integrală, cu rol defotoreceptor in membranele discurilor existente în celulele bastonaş
• Rolul acidului retinoic
Format în hepatocite, prin oxidarea enzimatică a retinalului, acţioneazăca şi hormonii liposolubili (ex. steroizi): traversează membranacelulelor ţintă, se leagă în citoplasmă (sau nucleu) de receptorulspecific şi, acţionând asupra secvenţelor reglatoare stimuleazătranscrierea genelor care codifică proteine implicate în dezvoltarea şidiferenţierea celulară.Acest fapt stă la baza utilizării preparatelor care conţin analogi aiacidului retinoic (ex. acidul 13-cis-retinoic) la tratarea acneei şi apsoriazisului.
Vitamina A – Rol biologic
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 26/29
5/24/2
Rolul vitaminei A in procesul vederii
Na+
Na+
Pompa Na+ /K
+
Na+
Na+
ATP
ADPPi
K +K
+
Segmentextern
Segment
intern
Disc cu rodopsina
Corpsinaptic
Pe lângă rodopsină, în membranelediscurilor există şi alte proteineimplicate în mecanismul vederii:
- transducina (proteină G) şi
- fosfodiesteraza (enzima)
Celula bastonaş
Rolul vitaminei A in procesul vederii
Rodopsina(opsina+cis-retinal) GDP
Transducinainactiva
Fosfodiesterazainactiva
Fragment din membrana unui disc
De remarcat că rodopsina, transducina şi fosfodiesteraza sunt în stare inactivă,premergătoare acţiunii fotonului asupra cis-retinalului
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 27/29
5/24/2
Rolul vitaminei A in procesul vederii
11
Stare intermediara excitata
..11
h
11
all-
+OpsinaNH
NH Opsina+
+
OpsinaNH
Retinal
11-cis-Retinal
trans-
*
Efectul fotonului asupra 11-cis-retinalului;
De remarcat că izomerizarea 11-cis la 11-trans esteposibilă numai după deplasarea electronilor л cătrenucleu şi transformarea legăturii duble C11= C12 în
legătură simplă C11-C12 (care permite rotaţia liberă).
Rolul vitaminei A in procesul vederiiTransformările suferite de opsină, transducină şi fosfodiesterază caurmare a izomerizării retinalului
Fragment din membrana discului
FosfodiesterazaTransducina
GDP
Opsina* +trans-retinal
GTP
GTP
+
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 28/29
5/24/2
• Practic un foton determină activarea a 500 molecule defosfodiesterază care vor hidroliza rapid >500 molecule decGMP, şi astfel vor opri intrarea în celula bastonaş a
107-108 ioni de Na+.
• Datorită acumulării ionilor Na+ pe faţa externă a membraneicelulare, se produce hiperpolarizarea acesteia (ΔV ≈ 1mV).
• Semnalul electric va fi transmis corpului sinaptic de unde vafi preluat de celula bipolară care face joncţiunea sinaptică
cu celula bastonaş.• Celula bipolară trimite un semnal celulei ganglionare care
trimite un potenţial de acţiune către creier.
Rolul vitaminei A in procesul vederii
Hipovitaminoza A
• Susceptibilitatea crescută pentru infecţiiLipsa retinolului determină, pe de-o parte, limitarea secreţiilor mucoase
(lipsa glicoproteinelor şi a mucopolizaharidelor) şi, pe de altă parte,exacerbarea sintezei keratinei.
Keratinizarea celulelor mucoasei tractului respirator, gastro-intestinal,
genito-urinar, favorizează apariţia fisurilor, adevărate porţi de intrare amicrobilor şi astfel determină susceptibilitatea crescută pentru infecţii.
• Hemeralopie, xeroftalmie, orbireLipsa cis-retinalului, conduce în prima etapă la scăderea acuităţii vizuale
şi a capacităţii de adaptare la lumina crepusculară (hemeralopie). Dacădeficienţa este severă se produce keratinizarea corneei şi a conjunctivei(xeroftalmie) care poate duce în final la orbire
5/7/2018 Cofactori Vitamine - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/cofactori-vitamine 29/29
5/24/2
Vitamina EVitamina E = 6 tocoferoli α, β, γ, etc. = derivaţi mono, di sau trimetilaţi(în poziţiile 5,7,8) ai tocolului
O CH3
H
CH3
CH2 (CH2 CH2 CH CH2)3
CH3
CH3
HO
H3C radical fitil
5
78
α -Tocoferol
Rol biologic
Antioxidant, scurtează viaţa radicalilor lipoperoxidici formaţi prin acţiunea oxigenului
asupra acizilor graşi polinesaturaţi din fosfolipidele membranareprotejează membranele de acţiunea nocivă a O2 şi a speciilor sale reactive
protejează & stabilizează coenzima Q
Intensifică sinteza hemului
=> Hipovitaminoza E determina anemie hemolitica
Top Related