Vitamine idrosolubili

VITAMINA C

Composto riducentedonatore monoelettronico radicale poco reattivo

O

OO

O

H OH

CH2OH

H

O

HO

O

H OH

CH2OH

H

O

HO

O

H OH

CH2OH

H

OH+e +H++e

O.

-e -H+-e

ACIDO L-ASCORBICO

pK = 4,2

RADICALEASCORBILE

ACIDO L-DEIDROASCORBICO

acido 2,3 dicheto gulonicoQuindi catabolismo

idrolisi irreversibile dell’anello

alta concentrazione nelle pianteNelle foglie verdi: stessa concentrazione clorofillatessuti non fotosintetici: protezione da stress ambientale, ozono, raggi UV

Regno animale

Invertebrati e pescinon sintetizzano ascorbato

Anfibi , rettili, uccelli, la maggior parte dei mammiferi sintetizzano ascorbato dal glucosio

Pipistrelli, scimmie superiori, uomo non sintetizzano ascorbato

Inattivazione del gene per la L-gulono lattone ossidasienzima terminale della via biosintetica

ASSUNZIONE: 70-100 mg/die CARENZA: porta a scorbuto

COFATTORE ENZIMATICO

mono- e di- ossigenasi Fe o Cu dipendenti utilizzate per lamantiene il metallo nella forma ridotta attiva

sintesi del collagene: idrossilazione di prolina e di lisina

sintesi delle catecolamine: dopammina noradrenalina

sintesi della carnitina: due enzimi della via biosintetica

amidazione del grupppo carbossilico terminale da parte della glicina (nella maturazione post sintetica di ormoni e neurotrasmettitori peptidici)

REAGENTE CHIMICO

Inattivazione di specie ossidanti

Rigenerazione della vit E

Assorbimento e metabolismo del ferro

I coenzimi derivanti dalle vitamine BVitamina Coenzima

Tiamina (B1) Tiamina pirofosfato (TPP)

Riboflavina (B2) Coenzimi flavinici: FMN e FAD

Niacina (PP) Coenzimi nicotinamidici: NAD+ e NADP+

Acido pantotenico (B5) fosfopanteteina (nell’ACP) e Coenzima A (CoA)

Piridossina (B6) Piridossalfosfato (PLP)

Biotina -N-biotinil-lisina-Enzima

Folati Tetraidrofolati

Cobalamina (B12) Metilcobalammina e deossiadenosilcobalammina

F. G. Hopkins, C. Eijkman:Scoperta della Vitamina B1 (tiamina)(Premio Nobel per la medicina nel 1929)

Dal 1926 al 1955 scoperta delle vitamine dalla B1 alla B12

VITAMINA B1 o tiamina

Fabbisogno 1,2 mg/die

Sindrome da Carenza di tiamina: Beri beriInteressa il sistema nervoso e cardiovascolare

Coenzima: tiamina pirofosfato (TPP)

(Fermentazione alcolica nel lievito: piruvato decarbossilasii )

La TPP interviene nella decarbossilazione degli -cheto acidi con formazione dei derivati acil~CoA e perdita di CO2; cofattore per gli enzimi - piruvato deidrogenasi, - -chetoglutarato deidrogenasi (nel Ciclo di Krebs), - deidrogenasi degli -chetoacidi a catena ramificata (nel catabolismo degli amminoacidi a catena ramificata valina, leucina, isoleucina).

E’ il cofattore della transchetolasi, l’enzima responsabile dell’interconversione dei pentosi fosfati, essenziali per la sintesi del ribosio.

Il centro attivo della TPP è il C-2 dell’anello tiazolico, che tende a dissociare il protone per formare un carbanione

Coenzimi: FMN (Flavin MonoNucleotide)FAD (Flavin Adenin Dinucleotide)

Funzione: partecipano a reazioni di ossidoriduzione

Le proteine che li utilizzano si chiamano flavoproteine

RIBOFLAVINA (vit B2)

Funzioni biochimiche

E’ il costituente fondamentale dei coenzimi ossido-riduttivi

in genere deidrogenasi legati alle flavoproteine

Reazioni ossidoriduttive del metabolismo intermedio ossidazione dell’acido succinico (Ciclo di Krebs) ossidazione degli acidi grassi (-ossidazione mitocondriale) ossidazione ipoxantina /xantina ad acido urico ossidazione dei coenzimi piridinici catena respiratoria

NIACINA

(o vitamina B3 o Vit PP (Pellagra Preventing)

acido nicotinico e nicotinammide (ammide dell’acido nicotinico)

FABBISOGNO: 15 mg /die

FONTI ALIMENTARI carni, fegato, legumi, caffè

BIODISPONIBILITA’ DELLA NIACINANei cereali è poco biodisponibile perché legata a carboidrati complessi.La pellagra, malattia da carenza con sintomi dermatiti, diarrea, demenza (anche nota come malattia delle 3 D) era diffusa in Italia nelle zone con alimentazione a base di mais (polenta), Il mais contiene poca niacina non assorbibile ed è inoltre povero in triptofano

Biosintesi nell’uomo. La niacina può essere sintetizzata nell’uomo da una via secondaria del catabolismo del triptofano, amminoacido essenziale (Le proteine contengono in media l’1% di triptofano)

Si assume che 60 mg di triptofano danno origine ad 1 mg di niacina

STRUTTURA

E’ il costituente fondamentale di coenzimi ossido-riduttivi

nicotinammide-adenindinucleotide (NAD+)

nicotinammide-adenindinucleotide-fosfato (NADP+)

AD

P r

ibo

sio

Il NAD+ ed il NADP+ funzionano da accettori di 2 elettroni e di un protone che vengono sottratti dal substrato da specifici enzimi detti deidrogenasi piridiniche.

L’ossidazione del substrato porta alla formazione del coenzima ridotto (NADH o NADPH).

La reversibilità della reazione catalizzata dalle deidrogenasi permette all’enzima di ossidare o ridurre il substrato a seconda delle richieste metaboliche

NAD+ NADH + H+

non è legato all’enzima, funziona da co-substrato

OSSIDA: alcol aldeide/chetone aldeide acido

NADP+ è utilizzato nella via di ossidazione diretta del glucosio-6-fosfato a ribosio 5-fosfato (via dei pentosi fosfato), dove si riduce a NADPH

NADPH è prevalentemente coinvolto nelle vie anaboliche quali la:- biosintesi degli acidi grassi - biosintesi del colesterolo

il NADPH ha azione antiossidante: donatore di idrogeno per rigenerare il glutatione ossidato e l’acido deidroascorbico nelle forme ridotte funzionali (rispettivamente glutatione ridotto GSH ed acido ascorbico)

NAD+ è prevalentemente usato nelle vie cataboliche ossidative:- Glicolisi- Ciclo di Krebs- -ossidazione degli acidi grassi

In tali reazioni il NAD+ si riduce a NADH, che si riossida a NAD+ cedendo elettroni alla catena respiratoria mitocondriale

Reazioni non redox del NAD+

il NAD è coinvolto anche in un importante funzione non-redox quale substrato per l' attività di due classi di enzimi che separano la niacina dal NAD+ e trasferiscono l'ADP ribosio alle proteine

(ADP ribosilazione)

mono-ADP-ribosil transferasipoli-ADP ribosio polimerasi (PARP)

Le mono-ADP-ribosil transferasi sono principalmente coinvolte nel regolare l'attività delle proteine G (mediatrici di numerosi processi cellulari)

Le poli-ADP ribosio polimerasi svolgono un ruolo cruciale nella riparazione e duplicazione del DNA e nel differenziamento cellulare.

Fonti alimentari: ubiquitario da cui il nome (dal greco pantos)

Carenza alimentare: rarissima

Coenzimi fosfopanteteina (legata all’Acil Carrier Protein, ACP)

Coenzima A (CoA o CoASH) Funzione: trasportatori di acili

HO – CH2 – C – CH – C – NH – CH2 – CH2 – COO–

CH3

CH3 OH O

Acido pantotenico (vitamina B5)

4’ fosfopanteteina - base dei due coenzimi:

fosfato - acido pantotenico - cisteammina

Cisteammina o beta mercaptoetilammina- deriva dall’amminoacido cisteina

da cui il gruppo funzionale -SH

fosfato

acido pantotenico

proteina trasportatrice di acili (ACP Acil Carrier Protein)

4’fosfopanteteina legata ad una serina della proteina ACP

Fa parte del complesso della

ACIDO GRASSO SINTASI che sintetizza ila sintasi del palmitato utilizzando acetil CoA

Forma un legame tioestere con gruppi acilici di vari composti

Coenzima A:attivazione dei gruppi acile

•Utilizzo del CoA

• Ossidazione degli acidi grassi (mitocondrio)

• Sintesi del colesterolo

• Metabolismo dei corpi chetonici

• Metabolismo ossidativo del piruvato (complesso piruvato deidrogenasi)

• Ciclo dell’acido citrico (alfa-chetoglutarico deidrogenasi)

• Catabolismo di molti amminoacidi

(tre vitameri; piridossina, piridossale, piridossammina)

Coenzima: piridossal fosfato (PLP), piridossammina fosfato (PMP)

vitamina B6

piridossamminapiridossale Piridossina

Vitamine

piridossal-5-fosfato piridossammina-5-fosfato

cofattori

Legame covalente del piridossal fosfato all’apoenzima

Transaminasi o Amminotransferasi

Nella sintesi e nel catabolismo di amminoacidi

Intermedio di reazione: base di Schiff

Amminoacido + -Chetoglutarato -Chetoacido + Glutammato

L’ 80-90% viene si trova nel muscolo dove si trova legato alla glicogeno-fosforilasi (enzima coinvolto nella demolizione del glicogeno)N:B: meccanismo catalitico diverso dalle reazioni che seguono e che riguardano gli amminoacidi: ha un ruolo il gruppo fosfato

FUNZIONI BIOLOGICHE

Cofattore di decarbossilasi di amminoacidi

Decarbossila gli amminoacidi ad ammina + CO2

biosintesi di neurotrasmettirori nel sistema nervoso:triptofano serotoninaistidina istaminaDOPA dopammina

piridossal fosfato è il cofattore della -aminolevulinato sintasi, l’enzima che catalizza la prima tappa della BIOSINTESI DELL’EME

biosintesi della sfingosinaparte dall’unione di acido palmitico e serina tramite l’azione dell’enzima palmitil serina transferasi, vitamina B6 dipendente;

Insieme al folato e alla vitamina B12 la vit B6 è coinvolta nel metabolismo dell’unità

monocarboniosa biosintesi della cisteina dalla metionina

e metabolismo e metilazione degli acidi nucleici

E’ coenzima della cistationina beta sintasi e cistationasi

BIOTINA (Vitamina H o B7 o B8)

Coenzima : vitamina legata all’enzima tramite legame tra acido valerianico e gruppo .ammnico di una lisina dell’apoenzima

Gli enzimi sono carbossilasi, ligasi che fissano CO2 sotto forma di bicarbonato HCO3

–. Sono enzimi ATP-dipendenti che catalizzano le reazioni di carbossilazione di alcuni composti organici.

enzimi biotina dipendenti

acetil-CoA carbossilasi (biosintesi acidi grassi)

piruvato-carbossilasi (ciclo di Krebs, gluconeogenesi)

propionil-CoA carbossilasi (metaboloismo ac. grassi a n° dispari di C ; metilmalonil CoA + vit B12 succinil CoA)

QUINDI le tappe metaboliche in cui partecipa la biotina sono: innesco del ciclo di Krebs (piruvato ad ossalacetato); innesco della gluconeogenesi (piruvato ad ossalacetato) biosintesi degli acidi grassi (acetil CoA a malonilCoA); metabolismo degli acidi grassi a numero dispari di atomi di

carbonio (propionil CoA a metilmalonilCoA).