Upload
andreescu-alexandra
View
81
Download
12
Embed Size (px)
DESCRIPTION
s
Citation preview
BIOCHIMIA
- studiază chimia vieţii
1833 – Anselme Payen – descoperă diastaza (amilaza)
1896 – Eduard Buchner – studiază fermentaţia alcoolică
1903 – Carl Neuberg – “părintele biochimiei”
1950 – James D. Watson, Francis Crick, Maurice Wilkins – structura ADN-ului 1962 premiul Nobel pentru Medicină
1958 – George Beadle, Edward Tatum – rolul genelor premiul Nobel pentru Fiziologie şi Medicină
1988 – Colin Pitchfork – analiza ADN în criminalistică
BIOCHIMIA
1. Structuri celulare implicate în procesele biochimice
2. Apa – rolul ei în procesele biochimice
3. Macro- şi microelementele cu implicaţii biochimice
4. Enzimele
5. Vitaminele
6. Metabolismul oxidativ
7. Metabolismul glucidic
8. Metabolismul proteic
9. Metabolismul lipidic
10. Acizi nucleici
11. Metabolismul hormonal
Structuri celulare implicate în procesele biochimice
- celula – unitatea structurală şi de reproducere a organismelor vii
- membrană semipermeabilă
- asigură schimburile cu exteriorul celulei
- menţine pH-ul celular
- menţine compoziţia constantă a mediului intern şi potenţialul electric
Membrana celulară
Membrana celulară
Compoziţie
- lipide – fosfolipide, colesterol, glicolipide
- proteine – vehiculante – transportă aminoacizi, ioni, glucoză
- canaliculare – canale hidrofile pentru molecule mici
- receptoare – comunicarea între celule
- enzimatice – au proprietăţi catalitice
- semnalizatoare – markeri individuali
Reticulul endoplasmatic
- sistem canalicular, anastomozat
- membrană cu strat dublu lipidic
- RE neted – conţine enzime implicate în sinteza glucidelor, fosfolipidelor,
acizilor graşi
- RE rugos – conţine pe suprafaţă ribozomii
Lizozomii
- formaţiuni granulare sferice, 0,4-1 μm
- conţin enzime: proteaze, nucleaze, fosfataze, glicozidaze, lipaze
- enzime “latente”; pH 5
- “săculeţe de sinucidere”
- lipsa congenitală a unor enzime lizozomale – acumularea substratului
- boala von Gierke – deficit de glucozo-6-fosfatază acumulare de glicogen
- boala Gaucher – deficit de glucocerebrozidază
- boala Tay-Sachs – deficit de hexozaminidază A (β-N-acetil-hexozaminidază) - deficit de glucozo-6-fosfat-dehidrogenază susceptibilitate crescută a hematiilor faţă de oxidanţi
Peroxizomii
- în cantitate mare în ficat
- conţin enzime ce degradează aa şi AG
- are loc sinteza de H2O2 care este inactivat de catalază
Ribozomii
- liberi sau ataşaţi de RE
- corpusculii lui Palade
- sinteza polipeptidelor şi proteinelor
Mitocondriile
- 2 membrane lipidice
- membrana externă – enzime implicate în CATC, MAO
- membrana internă – sisteme de transport
- matricea – enzime pentru β-oxidarea AG, CATC
- criste – oxizomi – enzimele lanţului respirator compuşi macroergici
“termocentralele celulelor”
Aparatul Golgi
- transformă compuşii sintetizaţi în organism
- sortarea proteinelor
- “oficiu poştal celular”
Nucleul
- membrană lipoproteică dublă
- conţine ADN, ARN, nucleotide, proteine (histone)
- ADN ARNm proteine
Apa – rolul ei în procesele biochimice
- 45-75% din greutatea corporală
- depinde de: - vârstă
- sex
- adipozitate
- tipul ţesutului
- forme – apa liberă
- apa structurată
- apa legată
- distribuţie – intracelular 55% - K+, PO43-
- extracelular 45% - Na+, Cl-
Structură moleculară
- tetraedru neregulat
- între molecule există legături de hidrogen
- este un dipol electric
- disociază
H2O H+ + HO-
K =H+ HO-
H2O
Rol în organism
- structural – în structura celulei, ţesuturilor
- biochimic – reactant, produs de reacţie
- solvent
- mediu transportor
- lubrifiant
- termoreglator
Sisteme tampon
- menţin pH-ul constant
- compoziţie - acid slab + bază conjugată
- bază slabă + acid conjugat
- ecuaţia Henderson-Hasselbach
pH pKa logbaza conjugata
acid conjugat= +
Sisteme tampon
- H2CO3 / HCO3-
- Na2HPO4 / NaH2PO4
- preteină / proteinat
- hemoglobină / hemoglobinat
- pH normal = 7,4
- variaţii fiziologice – somn, vârstă
Modificări
pH < 7,3 – acidoză pH > 7,42 – alcaloză
pH = 7 – stare comatoasă pH = 7,6-7,8 – comă
pH = 6,8 – deces pH = 8 - deces
Macro- şi microelementele cu implicaţii biochimice şi fiziologice
- macroelemente
- microelemente
Sodiu
-142 mEq/L
- distribuţia apei în organism şi reglarea presiunii osmotice
- realizarea echilibrului ionic
- transmiterea inpulsului nervos
- contracţia muşchiului cardiac
Potasiu
- 3,1- 5,1 mEq/L
- funcţia neuronilor
- contractilitatea musculară
- respiraţia celulară
- activitatea cardiacă
Calciu
- 4,5- 5,3 mEq/L
- reduce excitabilitatea neuromusculară
- reglează secreţia glandelor endocrine
- coagularea sângelui
- activează enzime
- integritatea şi permeabilitatea membranei celulare
Fosfor
- 0,78-1,51 mmoli/L
- 75% - hidroxiapatita din oase
- 25% - combinaţii organice – fosfolipide, nucleotide, acizi nucleici, compuşi
macroergici
Magneziu
- 1,5- 2,5 mEq/L
- activator enzimatic
- menţine structura ADN, ARN, ribozomi
Fier
- femei – 0,8-1,3 mg/L
- bărbaţi – 0,9-1,5 mg/L
- structura hemoglobinei, metaloproteinelor (mioglobină, citocromi)
- grupări prostetice ale enzimelor
- induce sau stimulează procesele oxidative
Mangan
- cofactor enzomatic – oxidoreductaze, transferaze, hidrolaze, liaze
- structura SOD
Seleniu
- structura deiodinazei, glutation-peroxidazei
- protecţie faţă de speciile oxidante
Sulf
- structura tioaminoacizilor, proteinelor
- structura enzimelor – citocrom c oxidaza
- structura unor grupe funcţionale enzimatice – coenzima A
ENZIME
- enzime sau fermenţi
- proteine sintetizate în celule
- catalizează reacţiile biochimice biocatalizatori
- avantaje faţă de catalizatorii chimici
- viteză mare de reacţie
- condiţii blânde de reacţie – 37oC, p. atm., pH
- specificitate de reacţie
- reglarea directă sau indirectă a activităţii
- catalizează reacţii endoterme prin intermediul unor reacţii
exoterme
ENZIME
Structura enzimelor
- proteine simple
- heteroproteine – partea proteică – apoproteină (apoenzimă) –
specificitate de substrat
- partea neproteică – cofactor – acţiunea catalitică
- organică (coenzimă),- anorganică (ioni metalici)
- nucleoproteine
Structura enzimelor
- primară - succesiune de aa
- secundară – orientarea spaţială – leg. de H
- terţiară – leg. disulfidice, ionice, de H, hidrofobe
- cuaternară – complexe tridimensionale; leg. necov, hidrofobe
Situsuri catalitice
Reglarea activităţii enzimatice
ENZIME
Denumirea enzimelor
- I - substrat + -ază (urează, glucozidază)
- II – natura procesului catalizat + -ază (oxidază, hidrolază, transferază)
- III – Comisia de Enzimologie a Uniunii Internaţionale de Biochimie şi
Biologie Moleculară (IUBMB) – substrat + reacţia + -ază
(glucozo-6-fosfat-dehidrogenază)
- cod EC xxxx
Denumirea enzimelor
- EC 1.1.1.1. – alcool dehidrogenaza
EC 1. – oxido-reductază
EC 1.1. – acţionează asupra compuşilor cu gr. CH-OH
EC 1.1.1. – NAD+ sau NADP+ este acceptorul de H
EC 1.1.1.1. – NAD+ este acceptorul de H
Denumirea enzimelor
- EC 2.1.1.1. – nicotinamid-N-metil transferaza
EC 2. – transferază
EC 2.1. – transferă un grup de 1 at. de C
EC 2.1.1. – transferă un grup metil
EC 2.1.1.1. – donorul este metionina
S-adenozil-L-metionina + nicotinamida
S-adenozil-L-homocisteina + 1-metil-nicotinamida
Localizarea enzimelor
- nespecifică – în toate ţesuturile
- specifică – pepsina, tripsina, H. tiroidieni
- la nivel celular – membrană – GGT
- citoplasmă – glicoliză, sinteza de acizi graşi
- nucleu – ADN-giraza, ADN-polimeraza
- lizozomi – enzime degradative
- ribozomi – sinteza de proteine
- RE – sinteza de glicogen, glicoproteine, CYP 450
- mitocondrii – respiraţia celulară, fosforilarea oxidativă,
MAO, fosfolipaza A2
- aparatul Golgi – procesarea proteinelor
Proenzime
- zimogeni
- activare prin – hidroliză limitată a unui peptid terminal
- îndepărtarea unui oligopeptid din interiorul moleculei
- metode de activare
- chimică – mediul acid – pepsinogen pepsină
- autocatalitică – tripsinogen tripsină
- catalitică - tripsinogen tripsinaenterokinaza
+
proelastaza elastazatripsina
protrombina trombina
fibrinogen fibrina insolubila
plasminogen plasmina
fibrina solubila
VII, X
Activatorul tisularal plasminogenului
vitamina K
+
heparina
urokinazastreptokinaza
anticoagulantecumarinice
-
--
+
Izoenzime
- au aceleaşi proprietăţi enzimatice, dar structură primară uşor
diferenţiată, proprietăţi cinetice şi electroforetice diferite
- sunt specifice enzimelor cu structură cuaternară
- evidenţiate în acelaşi organism
- numerotate în funcţie de proprietăţile electroforetice – 1 .... N
- ex. – lactatdehidrogenaza – LDH1 .... LDH5
CH3-C-COOH NADH H+ CH3-CH-COOH NAD+lactat dehidrogenaza
O
+++
OH
- creatinkinaza (creatinfosfokinaza) – CPK, CK
- M2, MB, B2
creatina ATPADPcreatin kinaza
++creatin fosfat
Sisteme multiemzimatice
- asociaţii enzimatice în cadrul unei căi metabolice
Ex. complexul piruvat-dehidrogenaza - piruvat dehidrogenaza
- lipoilreductaz-transacetilaza
- lipoat dehidrogenaza
Clasificarea enzimelor
- după sistemul IUBMB
1. Oxidoreductaze
2. Transferaze
3. Hidrolaze
4. Liaze
5. Izomeraze
6. Ligaze
1. Oxido-reductaze
ox1 + red2 red1 + ox2
1. 1. Dehidrogenaze
- H de la grupe funcţionale ( -CH2-OH, -CHO, -CH2-NH2), nucleotide (NADH, NADPH) la substrat în absenţa oxigenului
- oxidare anaerobă
AH2 + B A + BH2
CH3-CH2-OH + NAD+ CH3-CHO + NADH + H+
ADH
1. 2. Oxidaze
- H de la substrat la oxigen H2O sau H2O2
- oxidare aerobă
AH2 + ½ O2 A + H2O
AH2 + O2 A + H2O2
1. 3. Oxigenaze
- introduc atomi de oxigen în moleculă
1.3.1. Monooxigenaze (hidroxilaze)
AH + O2 + BH2 A-OH + B + H2O
- CYP 450
- CYP450 (hemoproteină) – substratul şi O2
- NADPH-CYP450 reductaza
- fosfatidilcolinaRH + O2 + 2H+ + 2e– → ROH + H2O
1.3.2. Dioxigenaze
A + O2 AO2
N
CH2-CH-COOH
NH2
C-CH2-CH-COOH
O NH2NH-CHO
triptofandioxigenaza
+ O2
triptofanN-formil-kinureina
1. 4. Hidroperoxidaze
- catalaza
H2O2 + H2O2 2 H2O + O2
H2O2 + AH2 2 H2O + A
- superoxid dismutaza (SOD)
O2-.
O2-. ++ 2 H+ SOD + O2H2O2
2. Transferaze
A + BC AB + C
2. 1. Aminotransferaze
R1-CH-COOH R2-C-COOH R1-C-COOH R2-CH-COOH
NH2
+O O
+NH2
acid aspartic + acid α-cetoglutaric oxal-acetat + acid glutamic TGO
(AST, ASAT)
acid glutamic + acid piruvic acid α-cetoglutaric + α-alanina TGP
(ALT, ALAT)
2. 2. Kinaze
α-glucoza + ATP glucozo-6-fosfat + ADP
hexozil transferaza
2. 3. Glicoziltransferaze
glu-UDP + -(glu)n-1- glicogen + UDP
hexokinazeI, II, III, IV
2. 4. Metiltransferaze
S-adenozil-metionina + dopamina
3-metoxi-tiramina + S-adenozil-homocisteina
COMT
serina + acid tetrahidrofolic glicina + metilen tetrahidrofolatserin-hidroximetil
transferaza
3. Hidrolaze
AB + H2O A-OH + BH
- fosfataze, proteaze, fosfolipaze, tiolaze, lipaze
tripsina
-NH-CH-CO-NH-CH-CO-
R1 R2
H2O+ -NH-CH-COOH H2N-CH-CO-+
R1 R2
proteaza
trigliceride + H2O glicerol + acizi graşilipaza
4. Liaze
- catalizează eliminarea din molecule CO2, H2O, NH3
CH3-C-COOH +O
CH3-CHO CO2piruvat
decarboxilaza
acid glutamic GABA + CO2
glutamatdecarboxilaza
4. 1. Decarboxilaze
4. 2. Dehidraze
acid citric acid cis-aconitic + H2Ocitrat dehidraza
5. Izomeraze
- catalizează transformarea izomerilor optici sau structurali
5. 1. Epimeraze (racemaze)
L-serina D-serinaserin racemaza
5. 2. Mutaze
glu-6-fosfat glu-1-fosfatfosfogluco mutaza
6. Ligaze (sintetaze)
- C-C; C-N; C-S; C-O
acid piruvic + H2CO3 + ATP acid oxal-acetic + ADP + Pa + H2Opiruvat
carboxilaza
acid acetic + CoA-SH + ATP Acetil-CoA + AMP + PP + H2Oacil coenzima A
sintaza
Centrul activ al enzimei
E + S ES E + P
Etape - recunoaşterea substratului, fixarea substratului
- transformarea substratului
- eliberarea produsului de reacţie
- refacerea enzimei
Centru activ (situs activ) – preformat, după activarea enzimei
-COOH – acid glutamic, acid aspartic, lizină
-OH – serină, tirozină
-SH – cisteină
-heterociclu – histidină
- aminoacizi adiacenţi centrului catalitic
Centru activ (situs activ) – format din:
- centrul de recunoaştere
- centrul catalitic
Ex. acetilcolinesteraza
- centru de recunoaştere – centru anionic – COO- din acid aspartic
- centru catalitic (esterazic) - OH din serină, rest histidină
N+-CH2-CH2- O-C- CH3H3C
H3CH3C
Oacetilcolina
Modelul Fischer (clasic)
Modelul Koshland (centru activ indus)
Specificitatea enzimelor
- de reacţie – enzima catalizează un singur tip de reacţie
- lactat-dehidrogenaza, glucozo-6-fosfataza
- excepţie – enzime piridoxalfosfat dependente (transaminare,
decarboxilare, aldolizare)
- de substrat – enzima acţionează asupra unui substrat sau grupuri de
substrate înrudite chimic
- tipuri - absolută – anhidraza carbonică, ureaza, catalaza
- relativă – alcool dehidrogenaza
- largă – hidrolaze, proteaze (tripsina, pepsina)
alcool metilic
etilenglicol
aldehida formica
acetaldehidaADH
alcool etilic
ADH
aldehida glioxilicaADH
- stereochimică – enzima transformă un singur tip de izomer sau
determină formarea unui tip de izomer geometric sau optic
- proteaze – pentru L-aa
- maltaza – legături α-glicozidice
- lactat dehidrogenaza – acid L-lactic în acid piruvic
- enzime glucolitice – doar izomerii D ai glucozei
- succinat dehidrogenaza – acid succinic în acid fumaric (nu acid maleic)
Cinetica enzimatică
Energia de activare în reacţiile catalizate enzimatic
- reacţiile enzimatice - exergonice
- endergonice
- substrat activat
- energie liberă de activare – 1 mol substrat la temp. T, în stare de tranziţie
(kcal/mol)
- enzimele reduc energia de activareE
Creşterea vitezei reacţiei enzimatice
- fixarea substratului optimă pentru atacul enzimatic
- adaptarea indusă a structurii enzimatice
- interacţiunea gr. NH2 sau COOH din centrul catalitic cu substratul
- fixarea covalentă a unei porţiuni de substrat
Viteza reacţiei enzimatice
E + S E + PESk3
k2
k1
V = m substrat transformat în produs de reacţie / unitatea de timp
Exprimarea vitezei de reacţie
mol/s, mg/s, mol/min, mg/min
Nr de turnover = nr. molec substrat transf de 1 moleculă de enzimă în 1 s
UI = cantit de enzimă care transformă 1 μmol substrat, la 25oC, pH optim
Katal = cantit de enzimă care transformă 1 mol substrat în 1 s
Factori care influenţează activitatea enzimatică
- mediu – temperatură, pH- substrat - concentraţia- enzimă – concentraţia- produşi de reacţie
Influenţa temperaturii
- pozitiv – modifică energia liberă de activare reduce durata reacţiei
- temperatura optimă
- negativ – afectarea structurii proteice a enzimei
Influenţa pH-ului
- pH optim – acid (pepsina, enzime lizozomale), neutru, bazic (tripsina,
chimotripsina)
-modificarea pH-ului
- modificarea gradului de ionizare a grupelor funcţionale
- denaturarea structurii proteice
- ionizarea substratului
Influenţa concentraţiei enzimei
v = k · [E]
v = [P] / tk · [E] = [P] / t [E] = [P] / k · t [E] ~ [P]
Influenţa concentraţiei substratului
E + S E + PESk3
k2
k1
v1 = k1 · [E] · [S]
v2 = k2 · [ES]
v0 = k3 · [ES]
v1 = v2 + v0
k1 · [E] · [S] = k3 · [ES] + k2 · [ES]
k1 · [E] · [S] = [ES] (k2 + k3)
[E] [S]
[ES]k2 + k3
k1
.=
[E] [S]
[ES]=KM
KM
[E] = [ET] – [ES]
[E] [S]
[ES]=KM
( [ET] - [ES] ) . [S]
[ES]=KM KM · [ES] = [ET] [S] – [ES] [S]
KM · [ES] + [ES] [S] = [ET] [S]
[ET] [S][ES] =
KM + [S]
v0 = k3 · [ES]
[ET] [S]=
KM + [S]vo k3
vmax = k3 [ET]
vmax[S]
=KM + [S]
vo
ecuaţia Michaelis-Menten
[S] foarte mică faţă de KM vmax[S]
=KM
vo
[S] foarte mare faţă de KM
vo ~ [S]
vo ~ vmax
[S] = KM vo =vmax
2
Ecuaţia Lineweaver-Burk
vmax . [S]=
1
v1
+KM
vmax
Reacţii enzimatice cu mai multe substraturi
- participă mai multe substraturi
E + A + B E + C + D
Mecanisme
1. tip ping-pong
E + A EA E + C
+ B EB E + D
- ex. reacţiile de transaminare
E-CHO AA1-NH2+
E-CH2-NH2
CHOE
AA1-NH2
CH2-NH2ECA1
CA1
+ CA2 CH2-NH2ECA2
CHOE
AA2-NH2
E-CHO + AA2-NH2
2. tip secvenţial
2.a. ordonat
E + A EA
2.b. aleatoriu
+ B EAB ECD - C EED - D
E + A EA
E + B EBEAB ECD
ED- C
- D EC E
E- D
- C
Modificarea activităţii enzimatice
- inducţie enzimatică
- inhibiţie enzimatică
Inhibiţia enzimatică
- reversibilă – competitivă, necompetitivă, uncompetitivă
- ireversibilă
1. Inhibiţia competitivă
- substratul şi inhibitorul se fixează pe centrul activ
E + S ES E + P
E + I EI
- condiţii
S şi I au afinitate pentru centrul activ
ex. - competiţie PABA, sulfamide
reacţii enzimatice cu 2 substraturi
acid malonicacid malicacid oxalic
acid succinic acid fumaricsuccinat dehidrogenaza
-
acid aspartic + acid α-cetoglutaric oxalacetat + acid glutamic TGO
(AST, ASAT)
reacţii reversibile
cofactorii metalici – Ca2+, Mg2+
R-O-PO3H2 R-OH + H3PO4 fosfatazaalcalină
2. Inhibiţia necompetitivă
- S şi I se fixează pe centri diferiţi
E ESI
+S ES
E + P+I EI +S
+I
- ex. - ioni ai metalelor grele – gr. SH
- chelatarea cationilor din centrul activ
3. Inhibiţia uncompetitivă
E + S ES ESI +I
4. Inhibiţia ireversibilă
E + I EI
- ex. - agenţi alchilanţi
- compuşi organofosforici
- agenţi anticoagulanţi
- α1-antitripsina
Utilizarea inhibitorilor în medicină şi farmacie
- medicamente
- antivirale - aciclovir
- antibiotice β-lactamice – peniciline, cefalosporine
- anticanceroase - metotrexat
- diuretice – inhibitoare ale anhidrazei carbonice
- antiinflamatoare – COX1 (AAS), COX2
- antihipertensive – IEC (captopril)
- antidepresive – IMAO (fenelzina)
- antiglaucomatoase, miastenia gravă – anticolinesterazice
- hipocolesterolemiante – I-HMG-CoA-reductaza (simvastatin)
- antidot - alcool
Reglarea activităţii enzimatice
Reglarea activităţii prin:
- sinteza de proenzime
- legare covalentă
- enzime alosterice
- enzime constitutive
- enzime inductibile
Legare covalentă
- activitatea enzimei este controlată prin fixarea sau îndepărtarea unor
grupe de atomi
- ex. - fosforilare – defosforilare
- metilare – demetilare
- acetilare – deacetilare
- adenilare – deadenilare
- proteoliză parţială – tripsinogen tripsină
fosfataza
+ ATP- ADP
+ H2O-H3PO4
kinaza
E-OH E-O-PO3H2
Enzime alosterice
- interacţiune necovalentă cu liganzi în centri diferiţi de centrul activ
- catalizează reacţii dintr-o cale metabolică
- conţin 2 centri – activator, inhibitor
- nu respectă ecuaţia Michaelis-Menten
- interacţiunile cu liganzii
- homotrope
- heterotrope 2 tipuri – K – KM se modifică, vmax constant
- V - KM constant, vmax se modifică
Modele structurale pentru interacţiunea enzimă-ligand
a. simetric (concertat) (MWC)
b. secvenţial
Aplicaţiile enzimelor în medicină şi farmacie
1. Reactivi analitici - dozarea medicamentelor - dozarea compuşilor endogeni: glucoza, uree, acid uric - dozarea unor compuşi exogeni – alcool - tehnica ELISA
2. Agenţi terapeutici
- streptokinaza, urokinaza
- reptilase (Bothrops atrox, Bothrops jararaca)
- hialuronidaza
- asparaginaza
- enzime proteolitice – tripsina, chimotripsina
3. Indicatori paraclinici
- AST, ALT - cresc în infecţii virale hepatice, ALT persistă mai mult
- infarct miocardic – creşte AST
- distrofie musculară – creşte AST
- CPK (CK) - creşte – copii, afecţiuni musculare, hipertermia malignă
- CK2 şi CK3 crescute - afecţiuni miocardice, transplant
- CK1 crescut - leziuni cerebrale, neurochirurgie
- fosfataza alcalină - creşte - obstrucţia căilor biliare, afecţiuni ale oaselor
- amilaza – creşte în pancreatita acută, traumatisme abdominale, radiografie
abdominală
- lipaza - creşte în pancreatita acută
- scade - steatoree
- colinesteraza - scade în hepatită, ciroză, infecţii acute, infarct miocardic,
intoxicaţii cu insecticide organofosforice
- creşte în tumori cerebrale
- deficit – apnee după suxametoniu
- fosfataza acidă – creşte în cancerul de prostată
Coenzime
- anorganice - ioni metalici - organice - nevitaminice - vitaminice
1. Coenzime anorganice
- ioni metalici - stabilizează structura, în centrul catalitic
- tipuri de enzime - metaloenzime - metalul este fixat pe proteină – SOD,
anhidraza carbonică
- metaloporfirine – citocromi
- metaloflavine – xantinoxidaza
(2Mo, 8Fe, 2FAD)
- enzime activate de metale (amilaza salivară – Ca2+;
carboxilaze – Mn2+, ureaza – Ni2+)
hem B hem A
2. Coenzime organice nevitaminice
Hemul – A, C, M, L
hem C
- grupare prostetică – citocromi a, c; catalază, peroxidază
- donori sau acceptori de e-
Fe2+ Fe3+ -e-
+e-
- hem L - lactoperoxidază
- hem M - mieloperoxidază
Coenzima Q (ubiquinona)
- descoperită în 1957
- surse - endogenă - sintetizată în organism din tirozină şi acetil-CoA
- exogenă – alimente (macrou, hering, inimă de porc) ( 14-32%)
- localizare - membrana mitocondrială, RE, peroxizomi, lizozomi
O
O
H3CO
H3CO
CH3
(CH2-CH=C-CH2)10-H
CH3
- absorbţie – ca şi vitaminele liposolubile
- transportor de hidrogeni
- acţiune antioxidantă – cancer, boli neurodegenerative, migrenă
FADH2O
O
H3CO
H3CO
CH3
ROH
OH
H3CO
H3CO CH3
R
FMNH2 FMNFAD
citocromi
2Fe2+ 2Fe3+2H+
Acidul lipoic
(CH2)4-COOH
S S+ R-CHO
(CH2)4-COOH
SH S-CO-R
+ CoA-SHFADH2
CoA-S~CO-R(CH2)4-COOH
SH SH
FAD
- aciltransferaza, piruvat-dehidrogenaza
Tetrahidrobiopterina
CH-CH-CH3OH OH
CH3H2N
O H
H
HCH-CH-CH3OH OH
CH3H2N
O
H
H2O
fenilalanina tirozina
NADP+ NADPH + H+
TH-biopterinaDH-biopterina
N
N
N
N
N
N
N
N
O2
- fenilalanin-4-hidroxilaza
- tratamentul fenilcetonuriei (Sapropterin)
S-adenozil-metionina
OH OH
HOOC-CH-CH2-CH2-S-CH2
ONH2
CH3 N
N N
N
NH2
- metiltransferaze
- sinteza poliaminelor: spermina şi spermidina
noradrenalină adrenalină
OH OH
CH2-O-P-O-P-O-P-O-
NH2
O
O- O- O-
OOO
N
N
N
N
ATP
- transfer de fosfat, pirofosfat, adenil
Vitamine
- liposolubile – A, D, E, K
- hidrosolubile – B1, B2, B3 (niacina), B5 (acid pantotenic), B6, B7
(biotina), B9 (acid folic), B12, C
Vitamina A
retinal (all-trans retinal)
CHO
CH3
H3C CH3
retinol
CH2-OH
CH3
H3C CH3
11-cis-retinal
CH3
H3C CH3
H3C
CHO
acid retinoic
COOH
CH3
H3C CH3
- derivat poliizoprenic
- lichid uleios, insolubilă în apă, solubilă în solvenţi organici
- UV – fluorescenţă verzuie
- 1917 - descoperită, 1947 - sintetizată
- surse – retinilesteri, caroteni
- ficat 6500 μg, morcov 835 μg, brocoli frunze 800 μg, unt 684 μg
- ouă 140 μg, piersici 96 μg
- Momordica cochinchinensis, uleiul de palmier
beta-caroten oxidare retinol
retinilesteri
acizi grasi
+ H2O
mucoasaintestinala
+ acid palmitic acid stearic
retinilesteri
chilomicroni
efectebiologice
ficat
depozitare
+ H2O
retinol
retinol-RBP
+ RBP
celule
fixarepe receptori(CRBP, CRABP)
contraceptive+
beta-carotenCH3
H3C CH3
CH3H3C
H3C
caroten-dioxigenaza
retinal (all-trans retinal)
CHO
CH3
H3C CH3
retinol
CH2-OH
CH3
H3C CH3
acid retinoic
COOH
CH3
H3C CH3
- abs. 30-35%
Efecte biologice
- necesar zilnic – 1 mg retinol, 6 mg β-caroten (sex, vârstă, starea fiziol.)
- retinol, acid retinoic – creşterea şi diferenţierea celulelor (RAR, RXR)
- menţinerea integrităţii epiteliului
- vedere
- acid retinoic – acnee, psoriazis
- retinilfosfat – tranferul resturilor glicozil
opsina
rodopsina lumina
retinal izomeraza
+ 11-cis retinalall-trans retinal
11-cis-retinol
întuneric
impulsnervos
opsina
- anticanceros – reduc rata diviziunii celulare
- antioxidant – prin beta-caroteni
Deficit de vitamina A - cauze
- aport insuficient
- tulburări de absorbţie
- tulburări de depozitare în ficat
- creşterea eliminării renale
- carenţa de proteine
- expunerea la oxidanţi
Deficit de vitamina A – simptomatologie
250.000-500.000 cazuri de orbire la copii
- xerodermie
- nictalopie
- xeroftalmie
- ulceraţii ale corneei
- retinita pigmentară
- spoturi Bitot
- anemie
- reducerea rezistenţei la infecţii, HIV
Hipervitaminoza A
- niveluri plasmatice = 10 x necesarul zilnic
- intoxicaţia acută – dureri abdominale, greţuri, vomă, cefalee, ameţeli,
descuamarea pielii
- intoxicaţia cronică – dureri osoase, articulare, căderea părului, uscăciune şi
fisuri ale buzelor, anorexie, hipertensiune
intracraniană benignă, hepatomegalie
- exces de caroten – colorarea tegumentelor în galben
- risc de malformaţii la derivaţii de sinteză