Коферментом какого фермента является витамин k
Коферменты представляют собой органические соединения небелковой природы, которые необходимы для функционирования многих ферментов. Большинство из них являются производными витаминов.
Причиной нарушения метаболизма и снижения синтеза полезных веществ в организме часто является снижение активности некоторых видов ферментов. Поэтому то коэнзимы столь нам необходимы.
В узком смысле, кофермент – это коэнзим Q10, производная фолиевой кислоты и некоторых других витаминов. Важное значение для организма человека имеют те коферменты, которые продуцируются витаминами группы B.
© rosinka79 — stock.adobe.com
Кофермент нужен для того, чтобы повысить производительность клеточной энергии, которая нужна для поддержания жизнедеятельности. Любой процесс, который протекает в организме человека, требует колоссального энергетического ресурса, будь то умственная деятельность, работа сердечно-сосудистой или пищеварительной системы, физическая активность при нагрузке на опорно-двигательный аппарат. Благодаря реакции, в которую коферменты вступают с ферментами, продуцируется необходимая энергия.
Функции коферментов
Коферменты представляют собой небелковые соединения, которые способствуют активации потенциала ферментов. Они выполняют 2 основные функции:
- Участвуют в каталитических процессах. Кофермент сам по себе не вызывает в организме необходимых молекулярных превращений, в состав ферментов он входит вместе с апоферментом, и только при их взаимодействии происходят каталитические процессы связывания субстрата.
- Транспортировочная функция. Кофермент соединяется с субстратом, в результате чего образуется прочный транспортировочный канал, по которому свободно перемещаются молекулы до центра другого фермента.
Все коферменты объединяет одно важное свойство – они являются термически устойчивыми соединениями, но свойственные им химические реакции довольно сильно разнятся.
Классификация коферментов
По способам взаимодействия с апоферментом коферменты делятся на:
- Растворимые – во время реакции соединяется с молекулой фермента, после чего изменяется по химическому составу и высвобождается заново.
- Простетические – прочно связаны с апоферментом, в процессе реакции находится в активном центре фермента. Их регенерация происходит при взаимодействии с другим коферментом или субстратом.
По химической структуре коферменты делятся на три группы:
- алифатические (глутатион, липоевая кислота и др.)
- гетероциклические (пиридоксальфосфат, тетрагидрофолиевая кислота, нуклеозидфосфаты и их производные (КоА, ФМН, ФАД, НАД и др.), металлопорфириновые гемы и др.
- ароматические (убихиноны).
По функциональному признаку выделяют две группы коферментов:
- окислительно-восстановительные,
- коферменты переноса групп.
Коферменты в спортивной фармакологии
При интенсивных физических нагрузках расходуется большое количество энергии, ее запас в организме истощается, а многие витамины и питательные вещества потребляются гораздо быстрее, чем вырабатываются. Спортсмены испытывают физическую слабость, нервное истощение, нехватку сил. Для того чтобы помочь избежать многих симптомов были разработаны специальные препараты с коферментами в составе. Их спектр действия очень широк, назначаются они не только спортсменам, но и людям с достаточно серьезными заболеваниями.
Кокарбоксилаза
Кофермент, который образуется только из поступающего в организм тиамина. У спортсменов он служит средством профилактики перенапряжения миокарда, расстройств нервной системы. Препарат назначается при радикулитах, невритах, а также острой печеночной недостаточности. Вводится внутривенно, разовая доза не должна быть менее 100 мг.
Кобамамид
Заменяет по действию функционал витамина B12, является анаболиком. Помогает спортсменам нарастить мышечную массу, увеличивает выносливость, способствует быстрому восстановлению после занятий. Выпускается в форме таблеток и растворов для внутривенного введения, суточная норма составляет 3 таблетки или 1000 мкг. Длительность курса – не более 20 дней.
Оксикобаламин
По своему действию схож с витамином B12, но намного дольше держится в крови и гораздо оперативнее преобразуется в коферментную формулу благодаря прочному соединению с плазменными белками.
Пиридоксальфосфат
Для препарата характерны все свойства витамина B6. От него он отличается быстрым терапевтическим эффектом, назначается к приему даже при нарушении фосфорилирования пиридоксина. Принимается три раза в день, суточная доза составляет не более 0,06 гр, а курс – не дольше месяца.
Пиридитол
Активизирует метаболические процессы центральной нервной системы, повышает проходимость глюкозы, препятствует избыточному образованию молочной кислоты, повышает защитные свойства тканей, в том числе устойчивость к гипоксии, которая возникает во время интенсивных спортивных тренировок. Принимают препарат три раза в день по 0,1 гр. после завтрака в течение месяца
Пантогам
Является гомологом пантотеновой кислоты, ускоряет обменные процессы, снижает проявление болевых реакций, повышает устойчивость клеток к гипоксии. Действие препарата направлено на активацию работы головного мозга, повышение выносливости, показан к применению при черепно-мозговых травмах различного типа. Таблетки принимаются в течение месяца по 0,5 гр не чаще трех раз в день.
Карнитин
Выпускается в форме препарата для инъекций, действие которых направлено на активацию жирового обмена, ускорение регенерации клеток. Оказывает анаболическое, антигипоксическое и антитиреоидное действие. Является синтетическим заменителем витамина B6. Эффективен в виде внутривенной капельницы.
Флавинат
Образуется в организме из рибофлавина, активно участвует в углеводном, липидном и аминокислотном обмене. Выпускается в виде раствора для внутримышечных инъекций, так как его усвоение в желудке неэффективно при нарушении всасывания рибофлавина.
Липоевая кислота
Нормализует углеводный обмен. Повышает скорость окисления углеводов и жирных кислот, что способствует повышению энергетического запаса.
Научный консультант проекта.
Физиолог (биологический факультет СПБГУ, бакалавриат).
Биохимик (биологический факультет СПБГУ, магистратура).
Инструктор по хатха-йоге (Институт управления развитием человеческих ресурсов, проект GENERATION YOGA). Научный сотрудник (2013-2015 НИИ акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Отта, работа с маркерами женского бесплодия, анализ биологических образцов; 2015-2017 НИИ особо чистых биопрепаратов, разработка лекарственных средств) Автор и научный консультант сайтов по тематике ЗОЖ и науке (в области продления жизни) C 2019 года научный консультант проекта Cross.Expert.
Редакция cross.expert
Источник
Группы коферментов
Есть две группы коферментов:
— витаминные коферменты
— невитаминные коферменты.
Для витаминных коферментов исходными веществами являются витамины, поэтому недостаточное поступление их с пищей приводит к снижению синтеза этих коферментов и нарушению в работе соответствующих ферментов.
Невитаминные коферменты образуются в организме из промежуточных продуктов обмена веществ, поэтому недостатка в организме этих коферментов не бывает.
- Витаминные коферменты подразделяются на:
— тиаминовые коферменты (производные витамина В1);
— флавиновые коферменты (производные витамина В2);
— пантотеновые коферменты (производные витамина В3);
— пиридоксиновые коферменты (производные витамина В6);
— фолиевые коферменты (производные витамина В9);
— биотиновые коферменты (производные витамина Н);
— кобамидные коферменты (производные витамина В12);
— липоевие коферменты (производные витамина N);
— хиноновые коферменты. Убихинон или коэнзим Q10;
— карнитиновые коферменты (производные витамина Вт). Карнитин.
- Невитаминные коферменты также делятся на несколько групп:
— нуклеотидные коферменты;
— фосфоты моносахаридов;
— металлопорфириновые коферменты;
— Пептидные (глутатион).
Применение коферментов.
Спортивная фармакология
Изучение действия коферментов показало, что они, обладая низкой токсичностью, имеют широкий спектр действия на организм. Применение коферментов в спортивной фармакологии:
— кокарбоксилаза (коферментная форма тиамина — витамин В1),
— пиридоксальфосфат (витамин В6),
— кобамамид (витамин В12).
Группа препаратов, созданных на основе производных витаминов, представлена:
— пиридитолом (производное пиридоксина), он имеет мягкий стимулирующий эффект на ткани головного мозга,
— пантогамом (гомолог пантотеновой кислоты, содержащий гаммааминомасляную кислоту),
— оксикобаламином (метаболит витамина В12).
Кокарбоксилаза — кофермент, образующийся в организме человека из поступающего извне тиамина. В спортивной медицине применяется для лечения перенапряжения миокарда и нервной системы, при печёночном синдроме, невритах и радикулитах. Эффект даёт только внутривенное введение в дозе не менее 100 мг.
Кобамамид — обладает всеми свойствами витамина В12 и анаболической активностью. В спортивной медицине применяется для тех же целей, что и витамин В12, а также при перенапряжении миокарда, печёночном синдроме. Способствует увеличению массы скелетных мышц при интенсивных физических нагрузках, улучшению скоростно-силовых показателей и ускорению восстановительных процессов после интенсивных физических нагрузок. Целесообразно сочетание кобамамида с карнитином, с препаратами аминокислот и продуктами повышенной биологической ценности. Рекомендуется прием 2-3 таблеток ежедневно или внутримышечное введение 1000 мкг препарата в день, не менее 20 дней.
Оксикобаламин — является метаболитом цианкобаламина (витамин В12). По фармакологическому действию близок витамину В12, но по сравнению с ним быстрее превращается в организме в активную коферментную форму и дольше сохраняется в крови, так как более прочно связывается с белками плазмы и медленнее выделяется с мочой. Показания к применению такие же, как для В12.
Пиридоксальфосфат — является коферментной формой витамина В6 (пиридоксина). Препарат обладает свойствами витамина В6. Отличается тем, что оказывает быстрый терапевтический эффект, может приниматься в случаях, когда нарушено фосфорилирование пиридоксина. Рекомендуется по 0,02 г 3 раза в день через 15 мин. после еды курсом 10-30 дней. Также источником коферментной формы витамина В6 является спортивное питание «Леветон Форте».
Пиридитол, энцефабол (пиритинол) — фармакологический препарат, проявляет элементы психотропной активности, свойственной антидепрессантам, с седативным действием. Активирует метаболические процессы в ЦНС, способствует ускорению проникновения глюкозы через гематоэнцефалический барьер, снижает избыточное образование молочной кислоты, повышает устойчивость тканей к гипоксии. Малотоксичен, не обладает В6-витаминной активностью. Применяют по 0,1 г 3 раза в день через 15-30 мин. после еды не менее 4 недель. Не рекомендуется принимать в вечерние часы.
Пантогам (гомолог пантотеновой кислоты, содержащий гаммааминомасляную кислоту) — улучшает обменные процессы, повышает устойчивость к гипоксии, уменьшает реакции на болевые раздражения. Активизирует умственную деятельность и физическую работоспособность. В составе комплексной терапии применяют при черепно-мозговой травме. Рекомендуется по 0,5 г 2-3 раза в день через 15-30 мин. после еды. Приём не менее 4 недель.
Карнитин — витаминоподобное вещество, частично поступающее с пищей, частично синтезируемое в организме человека. Способствует окислению жирных кислот, синтезу аминокислот и нуклеиновых кислот. В спортивной медицине рекомендован для повышения работоспособности в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости для ускорения течения процессов восстановления. В скоростно-силовых видах спорта оказывает стимулирующее действие на рост мышц. Выпускается как L-карнитин («Элькар», «Карнифит»).
Флавинат — кофермент, который образуется в организме из рибофлавина путём фосфорилирования при участии АМФ. Лекарственная форма получена синтетическим путём. Флавинат применяют при отсутствии эффекта от применения витамина В2. Применяют также при хронических заболеваниях печени, желудочно-кишечного тракта, кожных заболеваниях. Препарат вводят в мышцу медленно.
Липоевая кислота — положительно влияет на углеводный обмен. Ускоряет окисление углеводов и жирных кислот, способствует повышению энергетического потенциала.
Что касается коэнзима Q10, пожалуй, самого известного из коферментов, окончательный вердикт о его пользе для атлетов ещё не вынесен.
По результатам исследований было выявлено, что у людей, не занимающихся спортом, коэнзим Q10 может улучшать качество аэробных упражнений. В то же время у опытных спортсменов, принимавших по 100 мг коэнзима Q10 на протяжении четырёх недель, никаких изменений в уровне выносливости обнаружено не было.
Важно отметить, что коэнзим Q10 в больших дозах (больше 120 мг) может быть вреден, приводит к повреждению мышечной ткани.
Источник
Коферменты – это такие соединения, которые необходимы, чтобы ферменты могли реализовывать все заложенные в них природой функции, в том числе каталитические. В природе коферменты витаминов переносят атомы, электроны, некоторые функциональные группы между субстратами.
Особенности терминологии
Ферменты – такие белки, которые катализируют химические реакции, свойственные клеткам любой живой ткани. Свойственная ферментам структура: коферменты, чья молекулярная масса совсем невелика, и апоферменты. Коферменты и функциональные группы, присутствующие в структуре остатков аминокислот (они появляются как следствие наличия апофермента), совместно создают ферментный активный центр, способный к связыванию субстрата. По результатам такой реакции с участием молекул небелковой природы активируется комплекс субстрата и фермента.
Коферменты не обладают каталитическими параметрами сами по себе, становятся активными только при формировании комплекса с участием апофермента. Аналогичное свойственно и апоферментам – эти соединения сами по себе не провоцируют никакие химические реакции и ничего активизировать не могут. Формирование комплексов, включающих в себя коферменты, апоферменты – заложенный природой метод корректировки ферментной активности внутренних систем живого организма.
Особенности химических процессов
Как удалось выявить в ходе многочисленных исследований, коэнзим Q10 исключительно важен для человека и человеческого здоровья, в то же время необходимо учитывать, что ферменты в живых тканях только тогда подвержены каталитическому влиянию, когда дополнительный эффект есть со стороны неорганических соединений. В частности, точно известно, что кроме коэнзима Q10 организм испытывает необходимость в положительно заряженных ионах калия, цинка и магния. Катионы металлов могут вступать в реакцию с апоферментом, что приводит к корректировке структуры фермента, в частности, активного центра.
При химической реакции с участием катиона металла происходит активация фермента, в то же время такие неорганические соединения не входят в активный ферментный центр. Впрочем, наука смогла обнаружить ряд ферментов, в которых функции коферментов совмещены с функциями входящих в состав соединения катионов металла. Хороший пример – карбоангидраза, в структуре которой обнаружен положительно заряженный цинк по основанию «два». Ион имеет неорганическую природу, он необходим для активации химической реакции и получил в науке наименование «кофактор».
Коферменты: специфика функциональности
Как удалось выяснить ученым, коферменты – это такие соединения, которым присущи два исключительно важных для поддержания жизнедеятельности организма функциональных участка. Эти элементы также известны в научном сообществе как реакционноспособные участки. С одной стороны, их задача – образование связи с апоферментами, одновременно с этим за счет такого участка формируется связь с субстратом. Коферменты – это огромное разнообразие органических соединений, имеющих относительно сходные функции. Для большинства обнаруженных веществ свойственно наличие сопряженных пи-связей, гетероатомов. Зачастую коферменты – это такие соединения, в которые входят витамины (в качестве элемента молекулы).
В зависимости от специфики взаимодействия с апоферментами принято говорить о простетических, растворимых ферментах. Рассматривая характерные примеры коферментов, можно, к примеру, вспомнить о рибофлавине. Это – классический пример категории растворимых соединений. Кофермент может стать частью ферментной молекулы в ходе течения химической реакции, при этом претерпевает преобразования, по итогам которых получает свободу. Та форма, в которой коэнзим (кофермент) стал частью химического взаимодействия, регенерируется в независимой реакции (она протекает второй). Субстрат также принимает участие во всех стадиях реакции, на основании чего некоторые ученые предлагают считать растворимые коферменты субстратами. Другая часть научного сообщества конфликтует с ними, аргументируя это следующим фактом: субстрат в этой реакции вступает в реакцию только при наличии определенного фермента, а растворимый кофермент способен на взаимодействие с многочисленными ферментами своего класса. На примерах все это можно наблюдать, если подробно рассмотреть химические особенности цепочки взаимодействий, характерных для кофермента витамина В2 рибофлавина.
А с другой стороны?
Простетическая группа включает в себя такие коферменты, которым свойственны очень прочные связи с апоферментами. Как правило, они сформированы по ковалентному типу. Когда происходит химическая реакция, а также после нее коферменты расположены в ферментном центре. Субстрат освобождается, запускается процесс регенерации, для чего необходимо взаимодействие с субстратом либо иным коферментом.
Если некоторый фермент провоцирует и усиливает окислительную, восстановительную реакцию, химическое взаимодействие, в котором переносятся восстановительные эквиваленты (их роль могут играть электроны, протоны), он нуждается в коферменте для полноценной работы. Аналогично не могут функционировать без применения коферментов ферменты, которые провоцируют активизацию реакции переноса. На основании этого факта была введена система классификации коферментов на группу переноса и окислительные, восстановительные.
Коферменты: некоторые особенности
Довольно внушительный процент известных науке коферментов – это производные витаминов. Если в живом организме наблюдаются проблемы с обменом веществ, затрагивающие молекулы витаминов, это зачастую связано с низкой ферментной активностью.
Это важно!
Как удалось выявить в ходе экспериментов, коферменты в своей основной массе имеют температурную стабильность, а вот особенности химических реакций, свойственные им, отличаются довольно сильно. Химическое строение коферментов также очень сильно разнятся. Особенное внимание ученых привлекает группа никотинамидадениндинуклеотидов. Специфика конкретной каталитической реакции определяет, в какой роли в ней выступает этот кофермент. В ряде случаев он действует словно типичный представитель простетиеской группы, но иногда покидает ферментный центр под влиянием протекающих химических процессов.
Ферменты и коферменты: одно без другого не существует
Биохимические реакции реализуются с участием многочисленных помощников, в противном случае сложный механизм химического взаимодействия живых тканей протекает с нарушениями. Фермент, по своей структуре сложный либо простой белок, нуждается в минералах, коферментах, витаминах. Коферменты – это коэнзим Q10, производные различных витаминов, а также фолиевой кислоты. Особенное внимание в медицине в настоящее время привлекают коферменты, продуцируемые витаминами группы В.
Кофермент необходим, чтобы клетка могла продуцировать энергию и выделять ее организму для обеспечения жизнедеятельности. Причем энергия расходуется не только лишь на физическую активность. Нельзя забывать, что внушительных объемов энергии требует умственная активность, работа разного рода желез, пищеварительной системы. Довольно затратны на энергию процессы всасывания полезных элементов, поступающих в организм через ЖКТ и другими способами. Сам процесс усвоения также расходует энергетические запасы организма, формируемые благодаря коферментам и их участию в реакциях с ферментами. Между прочим, даже кровоток, и тот обеспечен именно такими реакциями, без них наша кровь просто не могла бы течь по сосудам!
Секреты биологии
Коэнзим – это такое специфическое вещество, благодаря которому живой организм имеет энергию на реализацию внутренних процессов. Человеческий организм, как удалось подсчитать ученым, содержит порядка сотни триллионов клеток, каждая из которых генерирует энергию для поддержания нормальной жизнедеятельности. При этом клетка не расходует те вещества, которые человек получает вместе с питанием, чтоб восполнить энергетические запасы, но в первую очередь самостоятельно продуцирует энергию. Внешние источники являются запасным вариантом, к которому прибегают в случае недостаточности самостоятельной выработки энергии.
Биологические особенности клеток человеческого организма таковы, что у них есть все необходимое для продуцирования энергетически обогащённых сложных соединений. Ученые назвали их аденозинфосфатам. Для этого окисляются жиры, углеводы, белки. Именно такие каталитические реакции провоцируют выделение тепла, с использованием которого ткани нормально функционируют. Молекулы АТФ – это еще и хранилище сгенерированной клетками энергии. Всякий внутренний клеточный процесс, расходующий энергию, может обратиться к этой молекуле за положенной «порцией».
На клеточном уровне
Каждая клетка – это сложная структура, в составе которой присутствуют митохондрии (внутриклеточные структуры). Именно митохондрии – наиболее активная клеточная часть, так как они ответственны за продуцирование энергии. Внутри митохондрии – сформированные из электронов цепи для выработки энергии. Процесс подразумевает многочисленные последовательные химические реакции, по итогам которых продуцируются молекулы аденозинфосфатов.
Составленные из электронов цепочки внутри митохондрий довольно активно взаимодействуют с витаминами группы С, В, Е. Особенное внимание ученых привлекает коэнзим Q10. Это соединение не имеет себе аналогов и заменителей, его недостаточность в организме провоцирует серьёзные проблемы метаболизма. Без этого коэнзима клетка не может продуцировать энергию, а значит, умирает.
Коэнзим Q10
Жиры могут растворять Q10, за счет чего коэнзим получает возможность двигаться внутри клеточной мембраны. Это накладывает на соединение особенно важные функции обеспечения переноса электронов в процессах генерации энергии. Q10 – это такое подвижное звено, через которое ферменты химической цепочки связываются друг с другом. Если предполагается соединение в цепь пары электронов, сперва они должны взаимодействовать с коферментом Q10.
Молекулы Q10 находятся в непрекращающемся движении внутри клетки – от фермента к ферменту. Это позволяет переносить электроны между ферментами. В некоторой степени клетку можно сравнить с крошечным мотором. Для переработки органического материала, из которого извлекается энергия, необходим коэнзим Q10, который сравним с запускающей деятельность обычного мотора искрой.
Специфика влияния на клетку Q10
Коэнзим Q10 принимает активное участие в генерации энергии, причем скорость передвижения этого соединения внутри клеточных тканей регулирует как количество производимых молекул АТФ, так и скорость перемещения внутри цепочки электронов. Важно, чтобы митохондрии располагали оптимальным количеством кофермента, чтобы реакция не была излишне сильной или слишком слабой.
Если в организме наблюдается недостаток коэнзима Q10, АТФ продуцируется заметно более низкой концентрации. Это приводит к сокращению энергетических запасов клеток. На повседневности это отражается следующим образом: человек быстро, сильно устает, сталкивается с неполадками в работе самых разных систем организма, вынужденных бороться с повышенным напряжением. Растёт вероятность развития серьезных патологий. При этом нужно помнить, что для разных органов характерно разное количество Q10.
Беречь здоровье!
Чтобы дольше не сталкиваться с серьезными нарушениями деятельности внутренних систем, необходимо обеспечивать своему организму источники энергии. Наибольший энергетический расход свойственен органам, продуцирующим энергию, – это сердце, почки, печень, поджелудочная. Количество кофермента Q10 определяет качество функционирования каждого из указанных органов на клеточном уровне. Через коэнзим обеспечивается клеточное дыхание, и нехватка этого соединения сильно негативно влияет на биологические процессы. Современная медицина знает несколько путей поддержания уровня кофермента Q10 в организме человека в норме.
Источник