Какие витамины необходимы для цикла кребса
Представьте себе, что все белки, жиры и углеводы, которые мы получаем с приемом пищи, распадаются на маленькие пазлы, которые собираются вновь только в одном определенном участке нашего организма — митохондриях. Там же происходит сортировка и параллельное протекание реакций созидания и разрушения. Разберемся подробнее:
Что такое цикл Кребса
Цикл Кребса — это цепочка химических реакций, происходящих в митохондриях каждой клетки нашего тела, которая называется циклом потому, что продолжается непрерывно. Она же является и общим конечным путем окисления ацетильных групп (в виде ацетил-КоА), в которые превращается в процессе распада большая часть органических молекул, играющих роль «клеточного топлива» или «субстратов окисления»: углеводов, жирных кислот и аминокислот.
Функции цикла Кребса:
- анаболическая (синтез новых органических веществ);
- энергетическая (питание организма)
- катаболическая (превращение некоторых веществ в катализаторы)
- транспортная (транспортировка водорода, участвующего в дыхании клеток).
Атомы водорода, высвобождающиеся в окислительно-восстановительных реакциях, доставляются в цепь переноса электронов при участии НАД- и ФАД- зависимых дегидрогеназ, в результате чего происходит образование 12 высокоэнергетических фосфатных связей: синтез 12 молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) из аденозиндифосфорной кислоты (АДФ).
Как работает цикл Кребса?
В организме аминокислоты, жирные кислоты и пируват образуют ацетил-КоА.
Когда ацетил-КоА попадает в митохондриальный матрикс, он связывается с молекулой оксалацетата и превращается в лимонную кислоту (цитрат). Цитрат, в свою очередь, под действием фермента аконитазы превращается в цис-аконитат, оставляя молекулу воды.
В свою очередь цис-аконитат превращается в изоцитрат под действием фермента изоцитратдегидрогеназы. Изоцитрат превращается в альфа-кетоглутарат под действием изоцитратдегидрогеназы.
Альфа-кетоглутарат превращается в сукцинил-КоА альфа-кетоглутаратдегидрогеназой и добавлением ацетил-КоА. Он подвергается сукцинату под действием сукцинат-тиокиназы. Сукцинатдегидрогеназа превращает его в фумарат. Фумарат превращается в L-малат через фумаразу. L-малат под действием фермента малатдегидрогеназы восстанавливает оксалацетат, который может снова вступать в реакцию с молекулой ацетил-КоА и повторять цикл.
Результатом этого цикла является образование CO2 и водорода, а также воды. Ионы на выходе из процесса участвуют в ресинтезе АТФ, что помогает организму восстановить еще один источник энергии — трифосфат аденозина.
Стадии цикла Кребса
Окисление ацетильного остатка происходит в несколько стадий, образующих циклический процесс из 8 основных этапов:
Основные этапы цикла Кребса | |
I этап | Конденсация ацетил-КоА и оксалоацетата с образованием цитрата. |
Происходит реакция отщепление карбоксильной группы аминокислот, в процессе которой образуется ацетил-КоА *он выполняет функцию транспортировки углерода в различных обменных процессах. При соединении с молекулой щавелевой кислоты получается цитрат *фигурирует в буферных обменах. На данном этапе кофермент А полностью высвобождается, и получаем молекулу воды. Данная реакция необратима. | |
II этап | Превращение цитрата в изоцитрат. |
Дегидрирование (отщепление молекул воды) от цитрата, в результате которого получается цис-аконитат. И присоединяя молекулу воды, переходит в изолимонную кислоту (изоцитрат) | |
III этап | Превращение изоцитрата в а-кетоглутарат. |
Изолимонная кислота(изоцитрат) дегидрируется в присутствии НАД- зависимой изо-цитратдегидрогеназы.На выходе получаем альфа-кетоглутарат. *Альфа-кетоглутарат участвует в регуляции всасывания аминокислот, нормализует метаболизм и положительно влияет на антистрессорные процессы. Также образуется NADH (аллостерический фермент) | |
IV этап | Окисление α-кетоглутарата до сукцинил-КоА |
Окислительное декарбоксилирование а-кетоглутарата с образованием сукцинил-КоА — тиоэфира, содержащего высокоэнергетическую фосфатную связь. | |
V этап | Превращение сукцинил-КоА в сукцинат. |
Пятая реакция катализируется ферментом сукцинил-КоА-синтетазой. В ходе этой реакции сукцинил-КоА при участии ГТФ и неорганического фосфата превращается в янтарную кислоту (сукцинат). Так же происходит образование высокоэргической фосфатной связи ГТФ за счет тиоэфирной связи сукцинил-КоА. | |
VI этап | Дегидрогенирование сукцината. Образование фумарата. |
Образовавшийся сукцинат превращается в фумарат под действием фермента сукцинат-дегидрогеназы. Единственная дегидрогеназная реакция цикла Кребса, в ходе которой осуществляется прямой перенос водорода с субстрата на флавопротеин без участия НАД+. | |
VII этап | Образование малата из фумарата. |
Под влиянием фермента фумаратгидратазы (фумаразы). Образовавшаяся при этом фумаровая кислота гидратируется, продуктом реакции является L-яблочная кислота (L-малат). | |
VIII этап | Превращение малата в оксалоацетат. |
Под влиянием митохондриальной НАД-зависимой малатдегидрогеназы происходит окисление L-малата в оксалоацетат. Происходит полное «сгорание» одной молекулы ацетил-КоА. Для непрерывной работы цикла необходимо постоянное поступление в систему ацетил-КоА. А коферменты (НАД+ и ФАД), перешедшие в восстановленное состояние, должны снова и снова окисляться. | |
Реакции цикла Кребса по стадиям
Для облегчения запоминания ферментативных реакций цикла:
ЩУКа съела ацетат, получается цитрат
через цис-аконитат будет он изоцитрат
водороды отдав НАД, он теряет СО2
этому безмерно рад альфа-кетоглутарат
окисление грядёт: НАД похитит водород
В1 и липоат с коэнзимом А спешат,
отбирают СО2, а энергия едва
в сукциниле появилась сразу ГТФ родилась
и остался сукцинат. вот добрался он до ФАДа,
водороды тому надо водороды потеряв,
стал он просто фумарат. фумарат воды напился,
и в малат он превратился тут к малату НАД пришёл,
водороды приобрёл ЩУКа снова объявилась
и тихонько затаилась Караулить ацетат…
Источник
none:
- Видео дня
- Роль углеводов
- Белки
- Витамины
- Соображения
Метаболизм ваших клеток включает в себя ряд химических процессов, которые превращают питательные вещества из продуктов, которые вы едите, в полезную энергию для ваших клеток. Одним из таких процессов является цикл Кребса — также называемый циклом лимонной кислоты — серия химических реакций, которые составляют одну фазу клеточного дыхания, основной путь, с помощью которого ваши клетки производят полезную энергию. Продукты, которые вы едите, способствуют способности ваших клеток выполнять химические реакции цикла Кребса, а правильное питание помогает вашим клеткам вырабатывать энергию через клеточное дыхание.
Видео дня
Роль углеводов
Углеводы в вашем рационе вносят вклад в вождение цикла Кребса в ваших клетках. После того, как вы потребляете углеводы, ваше тело разбивает молекулы карбюратора на глюкозу, простой сахар. Отсюда ваше тело модифицирует глюкозу, чтобы образовать пируват, молекулу, необходимую для начала цикла Кребса. В результате потребляющие углеводы помогают вашим клеткам использовать химическую энергию, помогая управлять вашим метаболизмом. Здоровая диета включает в себя ряд богатых углеводами продуктов, включая фрукты, цельные зерна и овощи.
Белки
Белки и жиры из вашего рациона также могут помочь вам стимулировать обмен веществ, внося свой вклад в цикл Кребса. Некоторые аминокислоты — строительные блоки, которые составляют белок — вносят непосредственный вклад в стадии цикла лимонной кислоты, в то время как другие аминокислоты помогают вашему телу образовывать пируват или ацетил CoA, два соединения, необходимые для ваших клеток, чтобы начать цикл Кребса. Жирные кислоты, полученные из вашего рациона, также способствуют циклу Кребса, действуя в качестве предшественников ацетил-КоА. Здоровая диета, богатая белком и жиром, обеспечивает ваше тело достаточным для поддержания насыщенных белком тканей — таких как мышцы — а также служит источником энергии для ваших клеток.
Витамины
Правильная диета, богатая витаминами, также влияет на цикл Кребса. Одним из химических веществ, участвующих в цикле лимонной кислоты, является флавин-адениндинуклеотид или FAD. Ваши клетки требуют, чтобы FAD выполнял цикл Кребса, полагаясь на химическое вещество для выполнения восьмой химической реакции в цикле. Чтобы создать достаточное количество FAD для поддержания функционирования цикла Krebs, ваше тело требует рибофлавина или витамина B-2. Другие витамины B, включая витамин B-1, играют роль в цикле Кребса, а диета, которая обеспечивает достаточное количество этих витаминов, оказывается необходимой для поддержания вашего метаболизма.
Соображения
Неспособность употреблять здоровую диету может потенциально повлиять на цикл Креба. Недостатки некоторых витаминов могут препятствовать способности вашего организма выполнять все химические реакции в цикле Креба, что в конечном итоге снижает производство энергии в ваших клетках.Вы можете помочь предотвратить эти недостатки, потребляя разнообразную диету, богатую свежими продуктами, целыми зернами, постным мясом, орехами и бобовыми. Эти продукты не только обеспечивают источники необходимых витаминов и минералов, но также обеспечивают углеводы, жиры и белки, необходимые для цикла Кребса.
Источник
Âèòàìèíû ãðóïïû B è ÍÀÄ-h
Ïðåäûäóùàÿ ãëàâà êíèãè https://proza.ru/2009/05/06/152
Íåñêîëüêî âèòàìèíîâ ãðóïïû B èãðàþò êëþ÷åâóþ ðîëü â öèêëå Êðåáñà. Ôèãóðàëüíî, âûðàæàÿñü, îíè ñëóæàò òàêèì ñâîåîáðàçíûì ÿäðîì ïðîöåññîâ ïðîèçâîäñòâà ýíåðãèè.
 ÷àñòíîñòè, âèòàìèí B2 (ðèáîôëàâèí) è B3 (íèàöèíàìèä) çàäåéñòâóþòñÿ â öåíòðå ïðîèçâîäñòâà ýíåðãèè êëåòîê, ïîçâîëÿÿ èì âûïîëíÿòü âàæíåéøèå çàäà÷è, â òîì ÷èñëå è ñîáñòâåííûé ñèíòåç íîâûõ ÄÍÊ.
Ïàöèåíòû ñ ñèíäðîìîì õðîíè÷åñêîé óñòàëîñòè (ÑÕÓ) îáû÷íî èìåþò íåäîñòàòî÷íîå êîëè÷åñòâî âèòàìèíîâ ãðóïïû B â îðãàíèçìå, ýòî îäèí èç îñíîâíûõ ôàêòîðîâ èõ ïîíèæåííîãî óðîâíÿ áèîýíåðãåòèêè.  òàêèõ ñëó÷àÿõ ïîìîãàþò âèòàìèííûå êîìïëåêñû ñ âûñîêèì ñîäåðæàíèåì âèòàìèíîâ ãðóïïû B è ñ âèòàìèíîì Ñ, ñïîñîáñòâóþùèì óëó÷øåíèþ ôóíêöèè ñèíòåçà êàðíèòèíà â îðãàíèçìå.
Äðóãîé âàæíûé ìèêðîýëåìåíò ÍÀÄ-h, òåñíî ñâÿçàííûé â ïðîöåññàõ áèîõèìèè ñ âèòàìèíîì B3 òàêæå ýôôåêòèâåí ïðè áîðüáå ñ ÑÕÓ. Äîêòîð Äæîçåô Áåëëàíòè ñî ñâîèìè êîëëåãàìè èç Äæîðäæòàóíñêîãî Óíèâåðñèòåòà (Âàøèíãòîí) èññëåäîâàëè 26 ïàöèåíòîâ, ñòðàäàþùèõ ÑÕÓ. Îíè ïîëó÷àëè 10 ìèëëèãðàìì ÍÀÄ-h åæåäíåâíî â òå÷åíèå ÷åòûðåõ íåäåëü èëè ïëàöåáî. 8 èç 26 ïàöèåíòîâ (31%) ïîëó÷àâøèõ ÍÀÄ-h ïðîäåìîíñòðèðîâàëè óëó÷øåíèå (ñèìïòîìû ÑÕÓ ñòàëè ìåíåå âûðàæåííûìè) è òîëüêî 2 èç 26 (8%) ïîëó÷àâøèõ ïëàöåáî ïîêàçàëè íåêîòîðóþ ïîëîæèòåëüíóþ äèíàìèêó.
Êàê ïðèíèìàòü âèòàìèíû B-ãðóïïû è ÍÀÄ-h.
Åñëè Âû ïðèíèìàåòå êàêèå-òî ìóëüòèâèòàìèííûå êîìïëåêñû, òî â íèõ óæå ñîäåðæàòñÿ âèòàìèíû B-ãðóïïû â òîì èëè èíîì êîëè÷åñòâå. Îäíàêî, â ïîäàâëÿþùåì áîëüøèíñòâå âèòàìèííûõ êîìïëåêñîâ êîëè÷åñòâî âèòàìèíîâ B-ãðóïïû î÷åíü íåçíà÷èòåëüíî, ÷òîáû ïðèíîñèòü êàêóþ-òî îùóòèìóþ ïîëüçó äëÿ óëó÷øåíèÿ áèîýíåðãåòèêè.
Äëÿ îáùåãî ïîääåðæàíèÿ çäîðîâüÿ ìóëüòèâèòàìèííûå äîáàâêè äîëæíû ñîäåðæàòü íå ìåíåå 10 ìèëëèãðàìì âèòàìèíà B2 è 10 ìèëëèãðàìì âèòàìèíà B3. Åñëè æå Âû ñòðàäàåòå îò ðàçäðàæèòåëüíîñòè, ñòðåññîâ è äåïðåññèè, òî íåîáõîäèìî åæåäíåâíî óïîòðåáëÿòü îò 50 äî 10 ìèëëèãðàìì âèòàìèíîâ B1,B2,B3. Åñëè æå âû ïîñòîÿííî ñòðàäàåòå îò ÑÕÓ, òî äîçèðîâêè âûøåïåðå÷èñëåííûõ âèòàìèíîâ íåîáõîäèìî óâåëè÷èòü äî 100 ìèëëèãðàìì â äåíü è äîïîëíèòåëüíî âêëþ÷èòü â ðàöèîí 10 ìèëëèãðàììîâ ÍÀÄ-h.
Ìèêðîýëåìåíòû, îòâåòñòâåííûå çà ñèíòåç è ðåìîíò ÄÍÊ
Êîãäà êëåòêè â íàøåì îðãàíèçìå ñîçäàþò ñîáñòâåííûå êîïèè, ÷òî íåîáõîäèìî äëÿ ðîñòà îðãàíèçìà, çàæèâëåíèÿ ðàí è çàìåùåíèÿ ñòàðûõ îòìèðàþùèõ êëåòîê, ïåðâîå, ÷òî äåëàåò ñòàðàÿ êëåòêà ýòî êîïèðóåò 3 ìèëëèàðäà òàê íàçûâàåìûõ õèìè÷åñêèõ áóêâ, ôîðìèðóþùèõ å¸ ÄÍÊ. È óæå ýòà íîâàÿ ÄÍÊ óïðàâëÿåò ïðîöåññîì ñèíòåçà íîâîé êëåòêè.
Îäíàêî, óâû, êà÷åñòâî êîïèðîâíèÿ ÄÍÊ ìåäëåííî, íî âåðíî óõóäøàåòñÿ â ïðîöåññå ðåïëèêàöèè êëåòîê âñëåäñòâèå îøèáîê, íàêàïëèâàþùèõñÿ ïðè êîïèðîâàíèè. Ýòî êàê ôîòîãðàôèÿ ôîòîãðàôèÿ, êà÷åñòâî êàæäîé ïîñëåäóþùåé êîïèè ñ êîïèè óõóäøàåòñÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ îðèãèíàëîì. Ýòè îøèáêè ðåïëèêàöèè, à òàêæå ïîâðåæäåíèÿ ÄÍÊ ñâîáîäíûìè ðàäèêàëàìè ïðèâîäèò ê ðàçâèòèþ ïðîöåññîâ ñòàðåíèÿ, äèñôóíêöèÿì è, â êîíå÷íîì ñ÷åòå, ê ðàçâèòèþ òÿæåëûõ õðîíè÷åñêèõ çàáîëåâàíèé.
Õîòÿ ýòîò ïðîöåññ ðàçðóøåíèÿ íåèçáåæåí, ìû ìîæåì åãî çàìåäëèòü ïðè ïîìîùè ïðàâèëüíîãî ïèòàíèÿ è ïðèåìà îïðåäåëåííûõ ïèùåâûõ äîáàâîê. Õîòÿ ïðàâèëüíîå ïèòàíèÿ ýòî çàëîã ïðàâèëüíîãî ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ÄÍÊ, íåêîòîðûå äîáàâêè (â ôîðìå òàáëåòîê, êàïñóë èëè äðóãèõ ôîðìàõ) ãàðàíòèðóþò, ÷òî ñòðîèòåëüíûå áëîêè, íåîáõîäèìûå äëÿ ñèíòåçà è ðåìîíòà ÄÍÊ âñåãäà áóäóò ïðèñóòñòâîâàòü â îðãàíèçìå â äîñòàòî÷íîì êîëè÷åñòâå.
Äâà ñåìåéñòâà ìèêðîýëåìåíòîâ êðèòè÷íû äëÿ ýòèõ ïðîöåññîâ. Âî-ïåðâûõ, ýòî âèòàìèíû ãðóïïû B, êîòîðûå æèçíåííî íåîáõîäèìû äëÿ ïðîöåññîâ ñèíòåçà, âîññòàíîâëåíèÿ è ðåãóëÿöèè ÄÍÊ. Âî-âòîðûõ, ýòî àìèíîêèñëîòû, ñîäåðæàùèåñÿ â áåëêàõ, êîòîðûå ìû óïîòðåáëÿåì â ïèùó. Àìèíîêèñëîòû íåîáõîäèìû îðãàíèçìó äëÿ ñèíòåçà ñîáñòâåííûõ áåëêîâ, ôåðìåíòîâ è ãîðìîíîâ.  ïåðâîé ÷àñòè ýòîé ãëàâû ðàññìîòðèì ïîäðîáíåå ïðîöåññû ñèíòåçà, âîññòàíîâëåíèÿ è ðåãóëèðîâàíèÿ ÄÍÊ, à âî âòîðîé ÷àñòè ýòîé ãëàâû ïîäðîáíåå ðàññìîòðèì è èçó÷èì ðîëü àìèíîêèñëîò.
Âèòàìèíû B-ãðóïïû êàê ñòðîéìàòåðèàë äëÿ ÄÍÊ
Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ìèëëèàðäû äîëëàðîâ ñåãîäíÿ òðàòÿòñÿ íà èññëåäîâàíèÿ ãåíîâ, áîëüøèíñòâî ó÷åíûõ èãíîðèðóåò òî, ÷òî ôóíäàìåíòàëüíóþ çàâèñèìîñòü ÄÍÊ îò âèòàìèíîâ B-ãðóïïû.  ñàìîì äåëå, åñëè ñâÿçü âèòàìèíîâ B-ãðóïïû è ïðîöåññîâ ñèíòåçà è âîññòàíîâëåíèÿ ÄÍÊ è óïîìèíàåòñÿ â íàó÷íûõ ñòàòüÿõ è êíèãàõ, òî êàê-òî î÷åíü êîðîòêî, êàê áû ìåæäó äåëîì.
Êëþ÷åâàÿ ðîëü Âèòàìèíîâ B-ãðóïïû â ïðîöåññå ñèíòåçà ÄÍÊ.
Îðãàíèçìó íåîáõîäèìû âèòàìèíû B-ãðóïïû äëÿ ñîçäåíèÿ îñíîâû ÄÍÊ íóêëåîòèäîâ, ìîëåêóë, ôîðìèðóþùèõ õèìè÷åñêèé àëôàâèò àäåíèíà, öèòîçèíà, ãóàíèíà è Òèìèíà, ýòî ÷åòûðåõáóêâåííûé àëôàâèò ÄÍÊ. Íåìíîãî óïðîùàÿ ðåàëüíîñòü, ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî äëÿ ñèíòåçà Òèìèíà íåîáõîäèìû âèòàìèíû B3, B6 è ôîëèåâàÿ êèñëîòà, äëÿ ñèíòåçà öèòîçèíà íåîáõîäèì âèòàìèí B3, ãóàíèí è àäåíèí òðåáóþò äëÿ ñâîåãî ñèíòåçà íàëè÷èÿ âèòàìèíà B3 è ôîëèåâîé êèñëîòû. Áåç ýòèõ ìèêðîýëåìåíòîâ ÄÍÊ íå ìîæåò ñóùåñòâîâàòü â ïðèíöèïå, ïîýòîìó îíè ñòîëü âàæíû.
Ýòè âèòàìèíû ïîääåðæèâàþò ïðîöåññ, íàçûâàåìûé áèîõèìèêàìè óãëåðîäíûì ìåòàáîëèçìîì. Óãëåðîä, êàê ìû ïîìíèì ñî øêîëüíûõ óðîêîâ, ñàìîå ðàñïðîñòðàíåííûé íà Çåìëå ýëåìåíò. Ïîìèìî ñèíòåçà, âîññòàíîâëåíèÿ è ðåãóëèðîâàíèÿ ÄÍÊ, âèòàìèíû B-ãðóïïû âûïîëíÿþò åùå ðÿä ôóíêöèé, âàæíûõ äëÿ ïîääåðæàíèÿ ôèçè÷åñêîãî è ïñèõè÷åñêîãî çäîðîâüÿ îðãàíèçìà.
Äëÿ îñóùåñòâëåíèÿ íåêîòîðûõ âñïîìîãàòåëüíûõ áèîõèìè÷åñêèõ ðåàêöèé æèçíåííî íåîáõîäèìà ôîëèåâàÿ êèñëîòà.
Íàïðèìåð, îäíà å¸ õèìè÷åñêàÿ ôîðìà òàêæå íåîáõîäèìà äëÿ ñèíòåçà ÄÍÊ, â òî âðåìÿ êàê äðóãàÿ å¸ ôîðìà ñîâìåñòíî ñ âèòàìèíîì B12 îòâåòñòâåííû çà òàê íàçûâàåìóþ ðåàêöèþ ÄÍÊ-ìåòèëèðîâàíèÿ, êîòîðàÿ òàêæå êðèòè÷íà äëÿ ïðàâèëüíîãî ôóíêöèîíèðîâàíèÿ ÄÍÊ è áóäåò ðàññìîòðåíà ïîäðîáíåå ïîçæå.
Âèòàìèí B12. Íåîáõîäèì êëåòêàì äëÿ ñèíòåçà ÄÍÊ è îñóùåñòâëåíèÿ ðåàêöèè ìåòèëèðîâàíèÿ. Èññëåäîâàíèÿ àâñòðàëèéñêîãî ó÷åíîãî Ìàéêëà Ôåíå÷à ïîêàçàëè, ÷òî íèçêèé óðîâåíü âèòàìèíà B12, êàê ó ìîëîäûõ, òàê è ó çäîðîâûõ ëþäåé, ïðèâîäèò ê ïðåæäåâðåìåííîìó ñòàðåíèþ è ïîâûøåííîìó ðèñêó ðàçâèòèÿ îíêîëîãè÷åñêèõ çàáîëåâàíèé.
Âèòàìèí B6. Èçâåñòíûé òàêæå ïîä íàçâàíèåì ïèðèäîêñèí, ïðåîáðàçóåòñÿ êëåòêàìè â âåùåñòâî ïèðèäîêñàë 5. ôîñôàò, òàêæå äîñòóïíûé â ôîðìå ïèùåâûõ äîáàâîê, îäíàêî, ñòîÿùèé çíà÷èòåëüíî äîðîæå, ÷åì ñàì âèòàìèí B6. Âèòàìèí B6 íåîáõîäèì äëÿ ñèíòåçà â îðãàíèçìå ãëèöèíãèäðîêñèìåòèëòðàíñôåðàçû, áåëêà, âîâëå÷åííîãî â ïðîöåññ ñèíòåçà ÄÍÊ.
Âèòàìèí B3, èçâåñòíûé òàêæå êàê íèàöèí (íèêîòèíîâàÿ êèñëîòà) è íèàöèíàìèä (íèêîòèíàìèä), âèòàìèí B3 èãðàåò êëþ÷åâóþ ðîëü â ñèíòåçå ÀÒÔ, ÷òî óæå îáñóæäàëîñü â ïðåäûäóùèõ ãëàâàõ. Òàêæå âèòàìèí B3 íåîáõîäèì êëåòêàì äëÿ ñèíòåçà êëþ÷åâîãî äëÿ ïðîöåññà âîññòàíîâëåíèÿ ÄÍÊ ôåðìåíòà ïîëè (ÀÄÔ-ðèáîçà) ïîëèìåðàçû. Ýòîò ôåðìåíò, èçâåñòíûé ïîä ñîêðàùåííûì íàçâàíèåì (PARP) âîññòàíàâëèâàåò ÄÍÊ è åãî íåäîñòàòîê ñóùåñòâåííî óâåëè÷èâàåò ðèñêè ðàêîâûõ çàáîëåâàíèé. Ïðèåì äîïîëãèòåëüíûõ êîëè÷åñòâ âèòàìèíà B3 ïîìîãàåò ÄÍÊ ïðîòèâîñòîÿòü àòàêàì êàíöåðîãåííûõ âåùåñòâ.
Êàê íåäîñòàòîê âèòàìèíîâ ãðóïïû B âëèÿåò íà âîññòàíîâëåíèå ÄÍÊ
Ìíîãèå ëþäè óæàñíî áîÿòñÿ ðàäèîàêòèâíîãî çàðàæåíèÿ, êîòîðîå ìîæåò ñëó÷èòüñÿ ïðè ÿäåðíîì âçðûâå èëè óïîòðåáëåíèè â ïèùó çàðàæåííûõ ðàäèàöèåé ðàñòåíèé. Îäíàêî, ñîãëàñíî èññëåäîâàíèÿì Áðþñà Ýéìñà (Êàëèôîðíèéñêèé Óíèâåðñèòåò â Áåðêëè) ïîâðåæäåíèÿ ÄÍÊ, âûçâàííûå íåäîñòàòêîì âèòàìèíîâ B-ãðóïïû âûçûâàþò ñõîæèå ñ ðàäèîàêòèâíûì çàðàæåíèåì ñèìïòîìû. È â òîì, è â äðóãîì ñëó÷àå, ïðîèñõîäèò ðàçðûâ ñïèðàëåé ÄÍÊ.
Ê ñîæàëåíèþ, áîëåå 10% àìåðèêàíöåâ èñïûòûâàþò õðîíè÷åñêèé íåäîñòàòîê ïî êðàéíåé ìåðå îäíîãî èç âèòàìèíîâ B-ãðóïïû, âûçâàííîé ÷ðåçìåðíî êîíñåðâàòèâíûìè ðåêîìåíäóåìûìè ïðàâèòåëüñòâîì äîçèðîâêàìè.  äåéñòâèòåëüíîñòè æå, äëÿ àìåðèêàíöåâ, ñòðàäàþùèõ îò íåäîñòàòêîâ âèòàìèíîâ B-ãðóïïû ìîæåò áûòü â ðàçû âûøå. À, êàê ìû òåïåðü ïîíèìàåì, íåäîñòàòîê ëþáîãî èç òàêèõ âèòàìèíîâ çàìåäëÿåò ñèíòåç ÄÍÊ èëè äåëàåò ýòîò ïðîöåññ âîâñå íåâîçìîæíûì.
Îñîáåííî (ïîäòâåðæäåíî ìíîãî÷èñëåííûìè èññëåäîâàíèÿìè) êðèòè÷åí íåäîñòàòîê âèòàìèíîâ B3 è B2 è B6. Îí ïðîäóöèðóåò ðàçâèòèå ãåíåòè÷åñêîé íåñòàáëüíîñòè, ëîìêîñòè õðîìîñîì è ðàçðûâû ñïèðàëåé ÄÍÊ.
Ïðîäîëæåíèå https://www.proza.ru/2009/05/12/255
Источник
История изучения
Биологическая роль некоторых реакций цикла Кребса (ЦК) была изучена американским биохимиком венгерского происхождения Альбертом Сент-Дьердьи. В частности, он выделил ключевой компонент ЦТК — фумарат. Исследования в этом направлении продолжил Ганс Кребс. В итоге он установил всю последовательность реакций и соединений, образующиеся на всех этапах процесса. Ученый не смог определить, с преобразования какой кислоты начинается цикл — лимонной или изолимонной. Сейчас известно, что это лимонная кислота. Поэтому ЦК называют также цитратным или циклом лимонной кислоты.
Позднее американец Альберт Ленинджер, занимающийся биоэнергетикой, определил, что все реакции ЦК протекают в митохондриях клеток. С получением доступа к изотопам углерода появилась возможность более досконального изучения и уточнения данных о промежуточных соединениях на разных этапах цикла.
С пищей в организм поступают три основные группы сложных биохимических соединений — белки, жиры и углеводы. Они являются первичными метаболитами, потому что участвуют в обмене веществ или в метаболизме. Этот процесс происходит между любыми живыми клетками и окружающей средой непрерывно. Суть цикла Кребса заключается в том, что он является областью схождения двух путей метаболизма. Это следующие процессы:
- катаболизм, при котором происходит распад более сложных веществ на простые, в частности, глюкозы на моносахариды;
- анаболизм — синтез сложных веществ из простых, например, белков из аминокислот.
После попадания в пищеварительную систему сложные вещества расщепляются под действием ферментов на более простые, которые внутри клеток превращаются сначала в пируват (пировиноградную кислоту), а затем — в ацетильный остаток. Все эти преобразования можно назвать подготовкой к ЦК, а образование остатка — его запуском или начальным этапом.
Дальнейшие стадии цикла трикарбоновых кислот являются частью катаболизма. Процесс идет каскадно. Каждый предыдущий этап запускает последующий, а промежуточные продукты химических реакций служат не только для продолжения цикла, но и при определенных потребностях организма могут пополнять запасы веществ, необходимых для синтеза новых соединений (анаболизма).
Клеточное дыхание
Для нормальной жизнедеятельности живым клеткам постоянно требуется энергия. Ее главный универсальный источник — аденозинтрифосфат (АТФ), способный встраиваться в белки организма напрямую. Это соединение получается в результате ряда реакций окисления, носящих общее название «клеточное дыхание». При этом происходит постепенный распад органических веществ вплоть до простейших неорганических — углекислого газа CO2 и воды H2O.
Структурное строение молекул АТФ содержит фосфорангидридные связи, которые имеют свойство накапливать высвобожденную при прохождении реакций клеточного дыхания энергию, поэтому называются макроэргическими. Так создаются энергетические запасы клеток, которые могут высвобождается при необходимости разрывом этих связей. Процесс синтеза АТФ и класса вспомогательных соединений включает три этапа:
- Гликолиз происходит в цитоплазме.
- В матриксе митохондрий проходят все химические реакции цикла Кребса.
- Окислительное фосфорилирование на внутренней мембране митохондрий.
Преобразование аденозиндифосфата (АДФ) в АТФ характерно для всех этапов. Но наибольшее суммарное количество молекул с макроэргическими связями образуется при фосфорилировании. Это не значит, что процессы гликолиза и ЦК менее важны. Многие соединения, образующиеся во время их протекания, участвуют в регуляции клеточного дыхания.
Описание процесса
Протекание ЦК достаточно экономно с точки зрения энергозатрат. Такой эффект достигается благодаря тому, что он связывает два метаболических направления. В процесс вовлекаются вещества, подлежащие утилизации, которые либо служат энергетическим «топливом», либо возвращаются в круг анаболизма. Подготовительная стадия ЦК заключается в распаде глюкозы, аминокислот и жирных кислот на молекулы пирувата или лактата.
Органеллы митохондрий способны преобразовывать пируват в ацетильный остаток (ацетил-коэнзим А или ацетил-КоА), представляющий собой вместе с тиольной группой, которая может его переносить, кофермент А. Некоторое соединения могут сразу распадаться до ацетил-КоА, минуя стадию пирувата. При этом пировиноградная кислота может вовлекаться непосредственно в ЦК, не преобразуясь в ацетил-КоА.
Начальные этапы
Первая стадия необратима и состоит из конденсации ацетил-КоА с четырехуглеродным веществом — оксалоацетатом (щавелевоуксусной кислотой или ЩУК), что приводит к образованию шестиуглеродного цитрата (лимонной кислоты). Во время реакции метильная группа ацетил-КоА соединяется с карбонильной группой ЩУК. Благодаря быстрому гидролизу промежуточного соединения цитроил-КоА этот этап проходит без затрат энергии извне.
На второй стадии образуется изоцитрат (изолимонная кислота) из цитрата через цис-аконитат. Это реакция обратимой изомеризации через образование промежуточной трикарбоновой кислоты, в которой катализатором выступает фермент аконитатгидратаза.
Далее происходит дегидрирование и декарбоксилирование изоцитрата до промежуточного соединения оксалосукцинат с выделением углекислого газа. После декарбоксилирования оксалосукцината образуется енольное соединение, которое перестраивается и превращается в пятиуглеродную кислоту — α-кетоглутарат (оксоглутарата), чем и завершает третью ступень ЦК. Четвертый этап — α-кетоглутарат декарбоксилирует и реагирует с ацетил-КоА. При этом получается сукцинил-КоА, соединение янтарной кислоты и коэнзима-А, выделяется СО2.
Замыкание цикла
На пятой стадии сукцинил-КоА преобразуется в сукцинат (янтарную кислоту). Для этого этапа характерно субстратное фосфолирование, подобное синтезу АТФ при гликолизе. Введение в ЦК фосфорной группы РО3 становится возможным благодаря присутствию фермента ГДФ (гуанозиндифосфата) или АДФ (аденозиндифосфата), которые в процессе синтеза сукцината из дифосфатов становятся трифосфатами.
Начиная с шестой стадии, цикл начинает постепенно замыкаться. Сначала сукцинат под действием каталитического фермента сукцинатдегидрогеназы дегидрирует до фумарата. Дальнейшее дигидрирование приводит к седьмому этапу — образованию L-малата (яблочной кислоты) из фуратата через переходное соединение с карбанионом.
Последняя реакция цикла трикарбоновых кислот малат окисляется до щавелевоуксусной кислоты. Первая стадия следующего ЦК начинается с новой молекулы ацетил-КоА.
Значение и функции
Этот восьмиэтапный циклический процесс, итогом которого является окисление ацетильного остатка до углекислого газа, может показаться излишне сложным. Тем не менее, он имеет огромное значение в метаболизме промежуточных реакций и выполняет ряд функций. К ним относятся:
- энергетическая;
- анаболическая;
- катаболическая;
- транспортная.
Цикл Кребса участвуют в катаболизме жиров и углеводов. Соединения, образующиеся на разных стадиях процесса, участвуют в синтезе многих необходимых для организма веществ — глутамина, порфиринов, глицина, фенилаланина, цистеина и других. Когда промежуточные продукты покидают ЦК для участия в синтезе, происходит их замещение с помощью так называемых анаплеротических реакций, которые катализируются регуляторными ферментами, например, пируваткарбоксилазой.
Транспортная функция ЦК заключается в содействии гликолизу. Глюкозу невозможно превратить сразу в АТФ, поэтому механизм гликолиза действует поэтапно и сопровождается постоянным перемещением атомов и катионов водорода от одних соединений к другим. Для их транспортировки нужны специальные соединения, которые получаются на одной из стадий ЦТК. Участвующие в гликолизе коферменты цикла Кребса:
- НАД*H+(Никотинамидадениндинуклеотид с катионом водорода). Образуется на III стадии ЦК.
- ФАД*H2 (Флавинадениндинуклеотид с молекулой водорода). Появляется на V стадии ЦК.
Реакции ЦК имеют и большое клиническое значение. Хотя для людей не свойственны мутации, связанные с генами ферментов, участвующих в цикле, однако их редкие проявления губительны для здоровья. Они могут приводить к опухолям мышц и почек, нарушениям работы нервной системы.
Существует множество видов визуального и слухового отображения цикла Кребса — схемы с формулами, уравнения химических реакций, разнообразные таблицы и даже мнемонические способы для полного запоминания его главных «участников».
Источник