Биохимия человека Том 1 - Марри Р. 1993

Биоэнергетика и метаболизм углеводов и липидов
Цикл лимонной кислоты: катаболизм ацетил-СоА
Роль витаминов в цикле лимонной кислоты

В цикле лимонной кислоты выполняют специфические функции четыре водорастворимых витамина группы В.

1) Рибофлавин входит в состав флавинадениндинуклеотида (FAD), который является кофактором а-кетоглутаратдегидрогеназного комплекса и сукцинатдегидрогеназы. 2) Ниацин входит в состав никотинамидадениндинуклеотида (NAD), который является коферментом трех дегидрогеназ цикла: изоцитратдегидрогеназы, а-кетоглутаратдегидрогеназы и малатдегидрогеназы. 3) Тиамин (витамин В,) входит в состав тиаминдифосфата, который является коферментом а-кетоглутаратдегидрогеназы. 4) Пантотеновая кислота входит в состав кофермента А, который является кофактором, связывающим «активные» ацильные остатки, например, в ацетил-СоА или сукцинил-СоА. (Подробнее о рибофлавине и ниацине см. с. 121—123)

Тиамин (витамин В₁)

Структура тиамина показана на рис. 17.4. АТР-зависимая тиаминпирофосфотрансфераза, присутствующая в мозге и в печени, превращает тиамин в его активную форму, тиаминдифосфат (тиаминпирофосфат).

Тиаминдифосфат служит коферментом в реакциях, в которых происходит перенос активированных альдегидных групп. Имеется два типа таких реакций: 1) окислительное декарбоксилирование а-кетокислот (а-кетоглутарата, пирувата и а-кетоаналогов лейцина, изолейцина и валина) и 2) транскетолазные реакции (например, реакции пентозофосфатного пути). При недостатке тиамина все эти реакции затормаживаются (см. гл. 53).

Роль тиаминдифосфата в функционировании пируватдегидрогеназного комплекса показана на рис. 18.5; аналогичную роль тиаминдифосфат играет и в а-кетоглутаратдегидрогеназной реакции.

Рис. 17.4. Тиамин. В тиаминдифосфате — ОН-группа замещена пирофосфатом.

Рис. 17.5. Пантотеновая кислота.

Пантотеновая кислота

Пантотеновая кислота является амидом, образованным пантоевой кислотой и ß-аланином (рис. 17.5). Она легко всасывается в кишечнике и затем фосфорилируется АТР с образованием 4'-фосфопантотената (рис. 17.6). На пути превращения в активный кофермент (кофермент А) к фосфопантотенату присоединяется цистеин, затем отщепляется карбоксильная группа последнего (что равносильно присоединению тиоэтаноламина), в результате образуется 4'-фосфопантетеин. Подобно многим коферментам, в состав которых входят водорастворимые витамины, активная форма пантотената содержит адениловый нуклеотид; 4'-фосфопантетеин аденилируется с образованием дефосфокофермента А. На конечной стадии АТР фосфорилирует дефосфокофермент А по 3'-гидроксильной группе рибозы с образованием кофермента А. Тиоловая группа функционирует как переносчик ацильных групп; эту роль она выполняет в реакциях окисления жирных кислот и их синтеза, ацетилирования и в рассмотренных выше процессах окислительного декарбоксилирования, в которых участвует также тиаминдифосфат. Связь между ацильной группой и атомом серы также является высокоэнергетической; энергетически она эквивалентна макроэргической связи в АТР. Образование такой высокоэнергетической связи предполагает поступление энергии либо от сопряженной экзергонической реакции, либо за счет высокоэнергетической фосфатной или тиоэфирной связи. Структуру свободного (т. е. восстановленного) кофермента А принято сокращенно записывать в виде СоА SH, отмечая реактивную SH-гpyппy кофермента.