Bibliotecă NCBI. Un serviciu al Bibliotecii Naționale de Medicină, Institutele Naționale de Sănătate.
Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochimie. Ediția a 5-a. New York: W H Freeman; 2002.
- De acord cu editorul, această carte este accesibilă prin funcția de căutare, dar nu poate fi răsfoită.
Biochimie. Ediția a 5-a.
Anterior (secțiunea 8.1.1), am considerat faptul că multe enzime necesită cofactorii să fie catalitici activi. O clasă a acestor cofactori, denumiți coenzime, constă din molecule organice mici, dintre care multe sunt derivate vitamine. Vitaminele în sine sunt molecule organice care sunt necesare în cantități mici în dietele unor animale superioare. Aceste molecule îndeplinesc aceleași roluri în aproape toate formele de viață, dar animalele superioare au pierdut capacitatea de a le sintetiza pe parcursul evoluției. De exemplu, întrucât E coli poate prospera pe glucoză și săruri organice, ființele umane necesită cel puțin 12 vitamine în dietă. Căile biosintetice ale vitaminelor pot fi complexe; astfel, este biologic mai eficient să ingerăm vitamine decât să sintetizăm enzimele necesare pentru a le construi din molecule simple. Această eficiență vine în detrimentul dependenței de alte organisme pentru substanțele chimice esențiale pentru viață. Într-adevăr, deficitul de vitamine poate genera boli în toate organismele care necesită aceste molecule (tabelele 8.9 și 8.10). Vitaminele pot fi grupate în funcție de faptul că sunt solubile în apă sau în solvenți nepolari.
Tabelul 8.9
Tabelul 8.10
8.6.1. Vitaminele solubile în apă funcționează ca coenzime
Tabelul 8.9 listează vitamine solubile în apă—Acid ascorbic (vitamina C) și o serie cunoscută sub numele de complexul de vitamina B (Figura 8.32). Ascorbatul, forma ionizată a acidului ascorbic, servește ca agent reducător (un antioxidant), așa cum se va discuta în scurt timp. Seria de vitamine B cuprinde componente ale coenzimelor. Rețineți că, în toate cazurile, cu excepția vitaminei C, vitamina trebuie modificată înainte ca aceasta să își poată îndeplini funcția.
Figura 8.32
Structuri ale unor vitamine solubile în apă.
Deficiențele de vitamine sunt capabile să provoace o varietate de condiții patologice (vezi Tabelul 8.9). Cu toate acestea, multe dintre aceleași simptome pot rezulta din alte condiții decât lipsa unei vitamine. Din acest motiv și deoarece vitaminele sunt necesare în cantități relativ mici, condițiile patologice rezultate din deficiențele de vitamine sunt adesea dificil de diagnosticat.
Figura 8.33
Formarea 4-hidroxiprolinei. Prolina este hidroxilată la C-4 prin acțiunea prolil hidroxilazei, o enzimă care activează oxigenul molecular.
Figura 8.34
Forme de acid ascorbic (vitamina C). Ascorbatul este forma ionizată a vitaminei C, iar acidul dehidroascorbic este forma oxidată a ascorbatului.
Primatele sunt incapabile să sintetizeze acidul ascorbic și, prin urmare, trebuie să-l dobândească din dietele lor. Importanța ascorbatului devine evident izbitoare în scorbut. Jacques Cartier în 1536 a făcut o descriere vie a acestei boli de deficit alimentar, care i-a afectat pe oamenii săi în timp ce explorau râul Saint Lawrence:
Unii și-au pierdut toată puterea și nu au putut sta în picioare. … Alții aveau, de asemenea, toată pielea cu pete de sânge de o culoare purpurie: apoi a urcat până la glezne, genunchi, coapse, umeri, brațe și gât. Gurile lor au devenit puturoase, gingiile atât de putrede, încât toată carnea a căzut, chiar și până la rădăcinile dinților, care au căzut aproape toate.
James Lind, un medic scoțian, a iluminat mijloacele de prevenire a scorbutului într-un articol intitulat „Un tratat al scorbutului” publicat în 1747. Lind a descris un studiu controlat care stabilea că scorbutul poate fi prevenit prin includerea citricelor în dietă. Marina Regală a început în cele din urmă să elibereze rații de var marinari, de la care marinarii britanici personalizați au dobândit porecla de „limeys”. Cercetările lui Lind au fost inspirate de situația unei expediții comandate de comodorul George Anson. Anson a părăsit Anglia în 1740 cu o flotă de șase nave și mai mult de 1000 de oameni și s-a întors cu o comoară enormă, dar din echipajul său doar 145 au supraviețuit pentru a ajunge acasă. Restul murise de scorbut.
De ce hidroxilarea afectată are consecințe atât de devastatoare? Colagenul sintetizat în absența ascorbatului este mai puțin stabil decât proteina normală. Studiile privind stabilitatea termică a polipeptidelor sintetice au fost deosebit de informative. Hidroxiprolina stabilizează tripla helix de colagen formând legături de hidrogen interstrand. Fibrele anormale formate din colagen insuficient hidroxilat contribuie la leziunile pielii și la fragilitatea vaselor de sânge observate în scorbut.