Vitaminok és enzimek osztályozása

Vitaminok és enzimek osztályozása M. Tóth Erzsébet Ambrus Attila Orvosi biokémia, molekuláris- és sejtbiológia I ÁOK I. évfolyam

Semmelweis Egyetem Orvosi Biokémia Intézet

Definíció, általános tulajdonságok Vitaminok (Kazimierz Funk, 1912; “vital amin”): az élőlény számára az élethez feltétlenül szükséges szerves molekulák, melyeket az nem vagy csak korlátozottan képes előállítani. Biológiai (kémiai) aktivitás, és nem szerkezet alapján csoportosítottak a vitaminok, így alfabetikus csoportosításuknál (A,B,C, stb.) egy betűvel jelzett vitamin alatt sokszor több azonos biológiai hatást mutató anyagot is értünk (vitamerek; sokszor konvertálódnak egymásba is a szervezetben [pl., A-vitamin: retinal, retinol, karotinoidok]. A vitaminok enzimek “segédmolekulái” (koenzimek), hormonhatással (D-vit.) vagy egyéb funkcióval (pl., antioxidáns vagy reguláló hatással) bíró (E és A-vit.) molekulák. Vízoldékony vitaminok: B-vitaminok (1,2,3,5,6,7,9,12) és a C-vitamin Zsíroldékony (lipo)vitaminok: A,D,E,K-vitaminok (béltraktus, lipidek)

Koenzim = lazán kötött, az enzimről könnyen disszociáló, a katalízis hatékonyságát növelő kis szerves molekula (pl. NAD+, NADP+, CoA) Prosztetikus csoport = az enzimhez szorosan kötött, normálisan nem disszociáló, a katalízis hatékonyságát növelő kis szerves molekula (pl., FAD, FMN, TPP, PLP, THF, DHB, biotin, kobalamin) Pro- vagy elővitaminok: szerkezetileg hasonló előanyagok pl. karotinoidok Antivitaminok (vitamin-antagonisták): vitamin-”eltávolító” hatású anyag (pl.avidin a biotin antidotuma,vagy nikotinsavban –COOH helyett -SO2OH)

Hipo/hiper-vitaminózis (ill. avitaminózis): vitamin-szegénység/túladagolás (vegyes táplálkozás szükséges!) B12 és K-vitamint bakteriálisan termel a bélflóra, valamennyi felszívódhat

(antibiotikus kezelés vagy műtéti bélcsatorna-eltávolítás okozhat avitaminózist).

Alapkísérletek/korai megfigyelések: Az ókori Egyiptomban májat etettek a farkasvakságban szenvedő beteggel 1749: James Lind észrevette, hogy a citrusfélékkel megelőzhető a skorbut Sajnos nem hittek neki, a megfelelő higiénét, a legénység fegyelmét, tartották fontosnak.

1884: Takaki Kanehiro japán orvos két hadihajó legénységével kísérletezve (csak hántolt rizs versus normál táplálék) bizonyította, hogy a táplálák milyensége betegséget okozhat. (Az egyik hajón csak fényezett rizst kapott a legénység.161 fő betegedett meg beri-beriben, 25-en meg is haltak miatta. A másik hajón fényezetlen rizst, árpát, halat, húst és babot kaptak. Csak 14-en betegedtek meg beri-beriben, nem volt haláleset.)

1897: Chritiaan Eijkman csirkéknek hántolt és hántolatlan rizst adott. A hántolt rizst evők beri-beri betegségben szenvedtek. 1898: Frederick Hopkins feltételezte, hogy ún. kiegészítő faktorok vannak jelen a táplálékban (a szénhidrátokon, zsírokon és fehérjéken kívűl) amik a szervezet működéséhez szükségesek. Eijkman és Hopkins 1929-ben Orvosi Nobel-díjat kapott számos vitamin felfedezéséért. Patkányok rendes fejlődéséhez két anyag mindenképpen szükséges volt. Az egyik zsíroldékony a másik vízoldékony volt. Az elsőt A-vitaminnak, a másodikat B-vitaminnak nevezték el.

A B-vitamin a skorbutra hatástalan volt, így a hatásos anyagot C-vitamin-nak nevezték el. Az A-vitamint két anyag keverékének találták: hevítés után a szaruhártyafekélyt nem, de az angolkórt gyógyította (D-vitamin). A harmadik és a negyedik zsírban oldódó vitamin lett az E és a K-vitamin. Hevítési kísérletekkel jutottak a B1, B2, B6 és B12 vitaminokhoz is. Egyéb akkor már ismert szerkezetű alkotókra is bukkantak: biotin,

nikotinsav, pantoténsav.

1931: a C-vitamin szerkezete (“ hexuronsav” ), Szent-Györgyi Albert (és Joseph Svirbely); Nobel-díj: 1937

(tőkehalmájolaj) (rizskorpa) (citrom) tojás (búzacsíraolaj) (lucerna)

Enzimek nevezéktana, enzimek osztályozása Reakció típusa és részt vevő funkciós csoportok alapján osztályok és alosztályok, arab számozással. Oxidoreduktáz

NAD(P) akceptor 1.1.1.1

CH-OH donor

alkohol-dehidrogenáz

Enzimosztályok: 1. Oxidoreduktázok

2. Transzferázok

3. Hidrolázok

4. Liázok

5. Izomerázok

6. Ligázok

1.) Oxidoreduktázok:

elektron/H-atom/O-atom átvivők

dehidrogenázok = hidrogénatom-elvonók: anaerobok NAD, NADP, FAD, liponsav, FMN a H-atom felvevők, citokrómok, vas-kén centrumok az elektronfelvevők reduktázok: egy molekula 2 H-atomot fesz fel NADPH-tól, anaerobok oxidázok: 2 H-atom elvonás, O2 végső elektron akceptor, H2O2 termék (kivéve citokróm-oxidáz: H2O termék), koenzimek: FAD, FMN monooxigenázok: 1 atom oxigén beépül, másik vízzé alakul koenzimek: NADPH, FAD, FMN, DHB = dihidrobiopterin, citokrómok dioxigenázok: mindkét oxigénatom beépül az O2 molekulából koenzim: aszkorbát stb. peroxidázok (kataláz): H2O2 vagy R-OOH bontását végzik koenzim: glutation Oxidoreduktázok kofaktorai lehetnek: NAD, NADP, FAD, FMN, liponsav, aszkorbinsav, DHB, citokrómok, vas-kéncentrumok, glutation, vasion, rézion

2.) Transzferázok:

csoportot visznek át

metiltranszferáz koenzim: SAM = S-adenozilmetionin (kivételesen betain, metil-THF) C-1 töredékek: (metil-), hidroximetil-, formil-, formimino-, metilén-, metenilcsoport, koenzim: THF= tetrahidrofolsav = H4F ketocsoport transzketoláz: TPP=tiamin-pirofoszfát koenzim, transzaldoláz aciltranszferázok: szerves savcsoport átvitele koenzim: HS-CoA = koenzim A glikoziltranszferázok: di-, oligo- és poliszaccharidkészítők (szintázok) aktív formák: UDP-cukor (UDP-glukuronsav, PRPP) aminotranszferázok: prosztetikus csop. PLP=piridoxál-foszfát aminosav1 + oxosav2 = oxosav1 + aminosav2 foszfotranszferázok = kinázok = foszfátátvivők molekulák között donor: ATP = adenozin-trifoszfát, GTP, CTP,UTP akceptor OH-, COO-, NH2-csop. stb. szulfotranszferázok = szulfátátvivők koenzim: PAPS (3’-foszfoadenozil-5’-foszfoszulfát)

3.) Hidrolázok

(hidrolizálnak)

észterázok karboxil-, foszfát-, szulfátészter és tioészter hidrolizálók: (lipázok, foszfolipázok, foszfatázok, szulfatázok) glikozidázok: oligo- és poliszaccharidot bontók peptidázok, proteázok: fehérjebontók Az összes emésztőenzimünk hidroláz az emésztőtraktusban. Nem igényelnek koenzimet. Gyakran irreverzibilisek.

4.) Liázok addíció kettőskötésre vagy kis molekula eliminációja és telítetlen vegyület keletkezik dekarboxilázok koenzime: PLP (aminosav → amin) oxosavliázok: citrát-szintáz és liáz, HMG-KoA szintáz és liáz hidroliázok: vízelvonás vagy vízaddíció: fumaráz, enoláz, akonitáz, hidratáz, dehidratáz adenilát-cikláz, guanilát-cikláz: ATP-ből, GTP-ből ciklikus nukleotid Amelyik enzimről nem, vagy nehezen eldönthető, melyik csoportba tartozik, az liáz.

5.) Izomerázok

racemázok: D-L átalakítás (metilmalonil-KoA, zsírsavlebontás) epimerázok: egy királis csoport térállása változik (D-glukuronsav →L-iduronsav, ribulóz ↔ xilulóz) cisz-transz izomerázok (zsírsavak bontása) aldo-keto izomerázok (aldóz-ketóz cukrok glikolízisben) kettőskötés-áthelyezők (telítetlen zsírsavak bontásakor Δ3-2 izomeráz) mutázok: csoport molekulán belüli átvitele (glu1P – glu6P)

6.)

Ligázok = szintetázok: ATP, CTP, GTP bomlását igénylők

aminoacil-tRNS-szintetázok acil-CoA-szintetázok peptid-szintetázok pl. glutation = GSH-szintetáz Gln donorral savamidszintetázok: GMP, Asn karboxilázok, koenzim: biotin (acetil-KoA, piruvát, propionil-KoA, metilkrotonil-KoA karboxilcsoportot kapnak) DNS-ligáz

Alkoholizmus hatása a vitaminokra 1.) gastroenteritis, diarrhoea (= hasmenés) → rossz felszívódás, minden vitamin és tápanyag felszívódása csökken, főleg tiaminhiány (tünet hasonló a részegséghez) 2.) steatohepatitis, cirrhosis → máj tároló kapacitása csökken főleg piridoxal, folát, kobalamin csökkennek 3.) szállítófehérjén vetélkedés acetaldehiddel → piridoxin-lebomlás nő 4.) vasfelszívódás nő

→ vaslerakódás májban, ROS = reaktív oxigén

fajta keletkezik májban, bélben → májelégtelenség

Gyomor/bél/hasnyálmirigy/máj betegségeinek hatása az emésztésre és vitaminok felszívódására Bármely, emésztésben részt vevő szerv súlyos/tartós betegsége több tápanyag és vitamin emésztését, felszívódását gátolja, gyakori a komplex vitaminhiány mind az alkoholistákban, mind a fenti betegekben, alultápláltakban, egyoldalúan táplálkozókban.

Energiatermelő folyamatok koenzimei: NAD, FAD, FMN, TPP, KoA, (PLP), biotin Bármelyik hiányzik → szénhidrát-, zsír-, aminosavlebontás ↓→ ATP hiány → gyorsan osztódó sejtek (bőr, gyomor-béltraktus, légzőrendszer, húgy-ivarszervek, vérsejtek), és nagy energiaigényűek (szív, idegrendszer, izom) rosszul működnek. Ezen vitaminok hiánytünetei ezért hasonlóak.

Aminosav- és nukleotidanyagcserében részt vevő vitaminok: piridoxin, folát, kobalamin (NAD) Hiányukban az aminosavak metabolizmusa, a nukleotidok szintézise, ezért a nukleinsavak (DNS, RNS) szintézise is sérül. Főképp a gyorsan osztódó sejtek érintettek, a sejtek nem szaporodnak: vérsejtek, bőr, nyálkahártyák (respiratoricus, genitourinaris, gastrointestinalis)

Vízoldékony vitaminfelesleg kiürül a vésével, néhány tárolódik a májban: folát (pár hét), kobalamin (6 év), piridoxin (2 hónap). Farmakológiai dózisok sem okoznak mérgezést, túladagolást, kivéve a B3 (niacin) és B6 (piridoxál) vitamint. Zsíroldékony vitaminok zsírokkal együtt szívódnak fel és szállítódnak a vérben lipoproteinekben. Farmakológiai dózisban adagolva A- és D-vitamin túladagolás előfordul és veszélyes. Az E-vitaminnak rengeteg előnyös hatása van, túladagolás nem jellemző.

B1-vitamin = tiamin → TPP = tiamin-pirofoszfát prosztetikus csop Funkció: oxidatív dekarboxilező enzimekben: PDHC, αKGDHC, elágazó szénláncú ketosav-dehidrogenáz, és transzketolázban Hiányában nincs aerob glukózbontás, citrátkör és aminosavbomlás, ATP-hiány lesz pentózfoszfát-út nem megy, NADPH-hiány

A tiazol N és S közti C-atomja könnyen deprotonálódik, itt köt.

α-ketoglutarátdehidrogenáz reakciómechanizmusa (azonos a piruvátdehidrogenáz komplexével)

5 kofaktor: TPP, liponsav KoA FAD NAD

o ║

o ║

–oۡ

│ │ o` o`

Kisfokú hiány idősekben, rosszul tápláltakban: étvágytalanság, székrekedés, depresszió, perifériás neuropathia (égő lábfej, lábikragörcs, lábujjak zsibbadása), ingerlékenység, fáradtság Közepes hiány krónikus alkoholistákban = Wernike-Korsakoff-szindróma: mentális zavar, ataxia (mozgáskoordináció zavara), ophtalmoplegia (szemmozgató képesség csökkent) Súlyos hiány: köv.ábra Igény nő: szénhidrátdús táplálék, láz, trauma, terhesség, szoptatás, tea- és kávéivók (a kávésav és tannin antagonisták) Forrás: minden natúr szerves táplálék: vörös húsok, máj, élesztő, tojás, tejtermékek, teljes kiőrlésű liszt Nincs elegendő: fényezett rizs, fehér liszt, nincs: finomított cukor Felszívódás: energia-igényes Na+-független transzporterrel vékonybélből, sok növényi anyag gátolja Érzékenység: hőérzékeny, alkáli-érzékeny

Súlyos hiány = beri-beri: alkoholistákban, csak fényezett rizst evőkben : izomatrófia, szívelégtelenség

B-2 vitamin = riboflavin → FAD, FMN prosztetikus csoport Funkció: egyes dehidrogenázok, reduktázok, szintázok, jellemzően az oxidázok prosztetikus csoportjai Pl. szukcinát-deh., mt. glicerin-3P-deh., elektrontranszportfeh. acil-KoA-deh. dihidrolipoil-deh. glutation-reduktáz, NADH-deh., aminosav oxidázok. xantin-oxidáz, NO-szintáz citokróm P450-red., piruvát-deh., ketoglutarát-deh.

izoalloxazin gyűrű és ribitol (cukoralkohol)

A FAD és FMN előnye a NAD-dal és NADP-val szemben: a két N egyenként képes felvenni egy-egy H-atomot, vagy külön elektront és protont a flavin-adenin-dinukleotidban és flavin-adenin-mononukleotidban

FMN a fele a FAD-nak

Előállítók: növények, baktériumok, gombák Raktárak: máj, vese, tojás, tej (Felszívódás aktív transzp. jejunumból és colonból) Hiánytünetek krónikus alkoholistákban: chelitis (szájzuggyulladás), glossitis (nyelvgy.), stomatitis (szájgyull.), photophobia (fényiszony), pikkelyes dermatitis (bőrgyulladás) Egyes hormonok, gyógyszerek gátolják a felszívódását. Látható és UV fény elbontja a sárga vitamint. A hyperbilirubinaemia miatt UVfénnyel kezelt újszülöttekben elbomlik a bőrben. Hőérzékeny is.

Niacin=nikotinsav, nikotinsavamid =B3 vit. → NAD, NADP Funkció: NAD = nikotinsavamid-adenin-dinukleotid: dehidrogenázok jellemző koenzime NADPH = redukált NAD-foszfát: reduktázok jellemző koenzime:

nikotinsav

Nem teljesen vitamin, triptofánból szintetizáljuk, de nem eleget. Szintézishez kell Trp, piridoxin, riboflavin, vas. Források: sovány hús, olajosmagvak, hüvelyesek, máj, hal élesztő, korpa. (Kukoricában alig van, ill. nem emésztődik.) Felszívódás: energiaigényes és pH-függő transzprterrel vékonybélből Hiányában éhező öregekben, alkoholistákban pellagra (= durva bőr) = 4 D tünetegyüttes: dermatitis (bőrgyulladás), dementia (elbutulás), depresszió (kedélybetegség), diarrhoea (hasmenés) és egyéb nyálkahártyák gyulladása (GI, GU) Igény nő: terhesség, szoptatás, krónikus betegség

Pantoténsav= B5-vit

→ HS-KoA, ACP = acyl carrier protein

Funkció: acil-transzferázok, szintázok, szintetázok karboxil-csoport kapcsolódik hozzá tioészter kötéssel, szénhidrát-, zsírsav-, koleszterin-, aminosavanyagcserében >70 enzim Forrás: minden élő eredetű nem finomított táplálék, főleg: máj, hús, tej, tojás, hüvelyesek, gomba, halak, gabona maghéj körül Sav-, lúg- hőérzékeny. Felszívódás: multivitamin transzprterrel, ami Na+-szimporter (biotin és liponsav is ezzel) Hiánytünetek: önmagában nem fordul elő, a többi B-vitamin hiánytüneteivel együtt mutatkoznak

pantoténsav

cysteamin

tioészterkötés

citrát-szintáz

A B6-vitamin háromféle formája átalakul egymásba

vitaminok

koenzimek

Piridoxin, piridoxál, pridoxamin=B6 vit. → piridoxál-foszfát=PLP Funkciói: Glikogén-foszforiláz (ebben legnagyobb mennyiségben, mintegy raktár) PLP foszfátja H-iont ad az anorganikus foszfátnak) Aminosavanyagcserében: 1. transzaminázok: Gly, Ala, Val, Leu, Ile, Tyr, Cys, Glu, Asp, ornitin 2. aminosav-dekarboxilázok: noradrenalin, dopamin, adrenalin, szerotonin, hisztamin, GABA szintézise 3. hem szintézise (hemoglobin, mioglobin, citokrómok) 4. szfingolipidek (membránalkotók) szintézisekor Ser-t köt 5. Ser, Thr, Cys, Gly metabolizmusában Ser-dehidratáz, Thr-aldoláz, deszulfináz, cisztation-szintáz és liáz, Gly hasító-enzim 6. NAD(P) szintézisben

enzim enzim

amin

ketosav

Transzaminálás ping-pong mechanizmusa első szubsztrát: egyik aminosav

első termék: egyik ketosav

második termék a másik aminosav

második szubsztrát a másik ketosav

Hiánytünetek: Ingerlékenység, depresszió, perifériás neuropathia, görcsök, microcytás anaemia, glukóztolerancia csökken, thrombosis, cardiovascularis tünetek Forrás: Hús, máj, zöldségek, teljes kiőrlésű gabona, tojássárgája, makréla, avokádó, banán Felszívódás: energiaigényes Na+-független transzporterrel, főképp savas közegből, csak foszfát nélkül Igény nő: szoptatás, terhesség, orális fogamzásgátló szedése, fehérjedús diéta

Biotin = B7-vitamin (korábban H-vitamin)

biotin proszt.cs.

Funkció: Karboxilázok koenzime: piruvát-karboxiláz: glukoneogenezisben/citrátkör feltöltő, acetil-KoA-karboxiláz : zsírsavszintézisben, propionil-KoA-karboxiláz: páratlan FA, Ile, Met, Val, Thr boml. metilkrotonil-KoA-karboxiláz: Leu aminosav lebontásban Forrás: mogyoró, tojás, csokoládé… Minden élőből származó táplálék keveset tartalmaz, bélbaktériumok is szintetizálják, valamennyi felszívódik. Felszívódás: multivitamin transzporterrel Na+-szimporttal fehérjéről való lehasítás után (liponsav és pantoténsav is ezzel) Hiánytünetek: depresszió, hallucináció, dermatitis, izomfájdalom

Hiány oka: extrém malabszorpció, nyers tojásfehérjében avidin antidótum

A jelölt N köti a karboxilcsoportot A karboxil-csoport az enzim lizin oldallácának NH2-csoportjához savamidként kapcsolódik.

Acetil-KoA-karboxiláz összefoglaló reakciója:

biotin-karboxiláz domén: vegyes savanhidrid kialakulása, karboxi-biotin keletkezése enzim

transzkarboxiláz domén: karboxilcsoport átvitele karboxibiotinról acetil-KoA-ra, malonil-KoA keletkezik

folsav = B9-vitamin → THF = H4F = tetrahidrofolsav Funkció: Ser, Gly, His, Trp, kolin lebomlása Met, dTMP, puringyűrű szintézise metil-, metilén, metenil-, formimino-, formil-csoportok átvitele, SAM = S-adenozilmetionin: makromolekulák posztszintetikus módosítása (rRNS, tRNS, DNS – CpG metiláció (60-90% CpG)-> promóter csendesítés, virális DNS felismerés restrikciós endonukleázzal, mismatch repair) p-NH2-benzoesav (PABA, Vitamin Bx) csak

Glu

baktériumban alakul foláttá, emberben nincs ilyen enzim, tehát a PABA sem nem vitamin, sem nem szükséges azt felvennünk

folsav Ser pterin

N5-Me-THF

R ed pira ukció a zingyű rűn

NAD+ NADH+H+

B12-vitamin!

S-adenozil-metionin rendszer

Gly

3 4 2

5 10 9

1

6 8

7

metilén-tetrahidrofolsav

Forrás: minden friss, nem hőkezelt élő eredetű táplálék = nyers gyümölcsök, zöldségek, mert nagyon hőérzékeny Igény↑ : szoptatás, terhesség Hiány oka: bélbetegségek, egyes gyógyszerek, elégtelen táplálkozás Hiánytünetek: macrocytas anaemia, thrombosis, fehérvérsejtszám-csökkenés

Drugs that decrease absorption of folate Metformin Levodopa (Parkinson's disease) Cholestyramine -lower high levels of cholesterol in the blood Sulfasalazine- ulcerative colitis and rheumatoid arthritis. Colestipol- lower high levels of cholesterol in the blood Colchicine- gout and gouty arthritis Methotrexate- cancer, psoriasis, and rheumatoid arthritis. NSAIDS Examples include: ibuprofen, naproxen Pyrimethamine- malaria Phenytoin and carbamazepine (seizures

Aromatic Amino Acid Hydroxylases szintén pteringyűrűt tartalmaz:

NADP NADPH + H+

dihidrobiopterin

Kobalamin = B12-vit. Funkció: homocisztein

adenozil-kobalamin, metil-kobalamin

metil-THF, metil-Cbl metionin

L-metilmalonil-KoA

szukcinil-KoA adenozil-kobalamin

korringyűrű Co+ ion

Kobalamin emésztése, membránon való átjutása, szállítása speciális fehérjéket igényel

Forrás: csak baktériumok szintetizálják, minden állati és emberi sejtben van, mert felveszik és használják, de növényekben nem található (vegetariánusok veszélyben)

Hiánytünetek: 1.) vérsejtképzés csökken, gyorsan osztódó szövetekben nem képződnek nukleotidok, nukleinsavak megaloblasztos anaemia, anaemia periniciosa = vészes vérszegénység 2.) neurológiai tünetek: acidosis és abnormális mielinhüvely miatt Hiány lehet: veleszületett transzporterdefektusok miatt, vagy szerzett: bélbetegségek, anaciditás = gyomor sósavhiány, ellenanyagok miatt

Aszkorbinsav = C-vitamin

aszkorbinsav

Funkció: - kollagénben Lys és Pro hidroxilálás, kollagén stabilizálás - Pro-hidroxilázhoz az osteocalcin és C1q komplement szintézisekor - hidroxilázok a protein C és karnitin szintézisekor a májban - mellékvese és idegrendszer : noradrenalin és adrenalin szintézise (dopamin β-hidroxilázban Cu2+-t redukál, egyes peptidhormonok szintézisekor is) - redukálószer: Fe3+-ból Fe(II) (felszívódás bélből nő), Tyr lebomlás - antioxidáns hatás: A- és E-vitaminok redukálása - folsavfelhasználást segíti, - epesavszintézishez kell

növényekben állatokaban

emberben hiányzik

Egyenként képes H-atomot felvenni és leadni, összesen kettőt

L-gulonsav-γ-lakton= aszkorbinsav

Forrás: friss növények. Tároláskor, főzéskor elbomlik.

Hiánytünetek: Skorbut: tűhegynyi bevérzések, zúzódások, osteoporosis, fogkihullás, anaemia (vashiányos), sebgyógyulás csökken, izomgyengeség, halál Régen a tengerészek rettegett betegsége volt a hosszú hajóutakon.

K-vitamin = menakinon, fillokinon Funkció: májban véralvadási fehérjék Glu aminosavának gamma-karboxilálása, ami membránhoz/helyhez kötődéshez kell véralvadáskor és csont matrixfehérjék szintézisekor Glu gamma-karboxilálása, apatitlerakódáshoz kell

K2-vit = menakinon, baktériumok szintetizálják, állatok felveszik, használják K-1 vitamin= fillokinon zöld növényekben

Mesterséges hiány létrehozása az epoxid-reduktáz enzim antagonistáival: kumarinnal (Syncumar) és származékaival (Warfarin) thrombosis prophylaxis esetén

epoxid-reduktáz

Hiánytünet: vérzékenység, embrionális osteomalacia (csontgyengeség, ásványanyag hiánya) (Tejben kevés van, szájon át adják a babának.) Hiány okai: zsírfelszívódási zavar pancreas, epe vagy bélhám betegsége/ elégtelensége miatt (A fentiek minden zsírban oldódó vitamin felszívódását gátolják!!)

A-vitamin előanyagok és A-vitaminok A kb. 100-féle α,β,γ-karotinoid a növények , algák, néhány gomba és baktérium sárga színanyagai, a fotoszintézishez szükséges kék fényt nyelik el, és gátolják a színtestek autooxidáció miatti károsodását. Emberben szintén antioxidáns hatással bírnak. Provitaminok, a belünkben hasítással alakulnak át A-vitaminná. A narancssárga színanyag a sárgarépáról kapta nevét: carrot. Felszívódásukhoz lipid kell, ezért a tisztán növényi táplálékok karotinoidjai nem olyan jó források, mint az állati retinol. (1/12, 1/24 rész szívódik fel)

retinol = alkohol retinál = aldehid retinsav = sav

Források: retinol (az állatok karotinoidokból állítják elő): máj, vaj, tojás (színét adja) karotinoidok: sárgarépa, kelkáposzta, édesburgonya, spárga, tök, sárgabarack, zöld levelű zöldségek (elsárgulva ezt látjuk, miután a klorofill lebomlik) Funkciói: a.) látás: 11-cisz-retinal izomerizációja a szignál b.) antioxidans, a szívbetegségek és daganatok kialakulásának kockázatát csökkenti c.) izotreitoin = 13-cisz-retinsav: akne ellenes (teratogén!)

Metabolic functions of Vitamin A Vitamin A plays a role in a variety of functions throughout the human body, such as: Vision Gene transcription Immune function Embryonic development and reproduction Bone metabolism Haematopoiesis Skin health Reducing risk of heart disease and cancer Antioxidant activity Vitamin A is important for regulating the development of various tissues, such as the cells of the skin and lining of the respiratory, intestinal, and urinary tracts (Brody 2004; NIH 2006). If these linings break down or the skin and mucous membranes, then it because easier for bacteria and viruses to enter the body and cause infection (NIH 2006). In embryological development, a fertilized egg will not develop into a fetus without vitamin A (Brody 2004)

Retinol oxidációja és retinsav génexpressziós hatása d.) retinsav a ligandja az RXR (retinoic acid X receptor) és RAR (retinoic acid receptor) transzkripciós faktoroknak. Az RXR a RAR-ral, vagy más hormonok receptorával heterodimert képez, amikor a ligandok kötődtek, és komplexek a megfelelő DNS-szekvenciához (response element) kötődve gének átírását szabályozzák. Embrionális fejlődéshez (bőr, légutak, bélrendszer, húgyutak), hematopoezishez, normál immunitáshoz, csontfejlődéshez, egészséges bőr kialakulásához kell.

sejtspecifikus gének átírása, differenciálódás

Hiány: Évente 250000-500000 gyerek vakságát okozza A-vitamin-hiány. Először szürkületi vakság jelentkezik. Keratin felszaporodás a bőrön lehámlik, nyálkaképződés hiányos, a mikróbák könnyen fertőzik a testet. Vashiányos anémia, az embrionális fejlődés zavara, rossz szöveti regeneráció sérüléskor, immunhiányos állapot.

A-vitaminhiány jelentős a pirossal és narancsszínnel jelzett területeken 1998-2008 között 1,25 millió ember halálát okozta A-vitamin-hiány 40 ázsiai és afrikai országban.

Hypervitaminosis: gyógyszerként túladagolva vagy mindennapos máj (halmáj) fogyasztással, vagy vitaminnal dúsított táplálékkiegészítőkkel csak növényi táplálékból nem lehetséges (karotinoidok 1/12-1/24 része hasznosul) tünetei: májelégtelenség sárgasággal, idegrendszeri tünetek, osteoporosis csonttöréssel, hasi- és izomfájdalmak

Name

Chemical composition

Vitamin D1 molecular compound of ergocalciferol with lumisterol, 1:1 Vitamin D2 ergocalciferol (made from ergosterol)

Vitamin D3 cholecalciferol (made from 7-dehydrocholesterol in the skin).

Vitamin D4 22-dihydroergocalciferol

Vitamin D5 sitocalciferol (made from 7-dehydrositosterol

Structure

D-vitaminok és egyéb szterolok forrásai: a.) ergosterol = ergoszterin (ergosta-5,7,22 trien-3-β-ol): gombák és néhány protozoon és gerinctelen sejtmembránjában koleszterin helyett, azonos funkcióval ↓ UV-fény és termális izomerizáció ↓ D-2 vitamin = ergokalciferol b.) növények ún. fitoszterolokat tartalmaznak a sejtmembránjukban, amik védik a növényt a napfénytől, az emberben gátolják a bélből a koleszterin felszívódását, a fitoszterolok nem/alig szívódnak fel a bélből (stigmasterol, brassicasterol, sitosterol, campesterol) c.) D3 források: halmájolaj, kövér husú halak, egész tojás, marhamáj mesterségesen dúsított: margarin, joghurt, kenyér, müzlik

D-vitamin metabolizmus koleszterinszintézis emberben mindenhol, legjelentősebb májban, bőrben, bélben, köztiterméke: 7-dehidrokoleszterin táplálék UVB-fény izomerizáció 7-dehidrokoleszterin previtamin cholecalcipherol= 295-300 nm termális D3-vitamin= kolekalciferol máj

25-hidroxiláz

1-hidroxiláz, vese kalcitriol kalcidiol =1,25-dihidroxikolekalciferol aktív hormon 24-hidroxiláz vesében inaktív 24-hidroxilált metabolitok

Nyitott B-gyűrűjű ún. szekoszteroidok = secosterols

25

1 cholecalcipherol D3-vitamin

1-25-dihidroxikolekalciferol = kalcitriol aktív hormon

D-vitamin hiányállapotai és hatásai

A vér kalciumszintjének szabályozása D-vitamin PTH = parathormon kalcitonin hatása

A kalcitriol hatásmechanizmusa A D-vitaminok aktív metabolitjai a D-vitamin receptorhoz, VDR-hoz kötődnek, így az aktív transzkripciós faktor a sejtmagban a DNS megfelelő szakaszához kötődik és gének expresszióját szabályozza: pl.amelyeknek szerepe van a Ca2+ abszorpciójában (pl., calbindin) a bélben. . A D-vitaminoknak szerepe van a sejtproliferációban, differenciációban, B és T-sejtek immunválaszában, biotranszformációban a Ca és foszfát-háztatás mellett. RXR = retinoid X receptor HRE = hormon response element, lehet ER vagy DR. everted repeat, direct repeat

Hypervitaminosis Csak D-vitamin gyógyszerkénti túladagolása esetén fordul elő, túlnapozni nem lehet, táplálékkal nem lehet túl sokat felvenni. Tünetei: Magas vérnyomás, a lágy szövetek kalcifikációja = calcinosis.

D-vitamin hiányának tünetei kevés napfény és táplálék elégtelen kalcitriol tartalma ↓ PTH = parathormon szekréció csökken ↓ Ca2+ fel- és visszaszívódás ↓ ↓ csontok mineralizációja ↓ ↓ rikettsia gyerekben: alacsony növés, deformált csontokkal, osteomalacia felnőttben (csontlágyulás stb.)

E-vitamin: tokoferolok és tokotrienolok

tokosz = gyerekszülés/születés

pherein = okoz, termel, szül

RRR-α-tokoferol: az (egyik) legerősebb biológiai hatású vegyület köztük (mindhárom metilcsoport R konfigurációjú, a lánc síkja mögött van) A másik jelentős a gamma-tokoferol: nitrogén-szabadgyököket közömbösít.

Források: olajos magvak és olajaik: búzacsíra, napraforgó, tökmag,mandula, mogyoró, dió, oliva, amerikai mogyoró, kukorica kivi, halak, zöld növények, húsok, belsőségek

E-vitaminok funkciója a növényekben: Az olajok trigliceridjeiben és főleg a kloroplalsztiszok sejtmembrán lipidjeiben védi a telítetlen zsírsavakat a lipidperoxidációtól. Fontos lipidoldékony antioxidans vegyület, az élemiszeripar is ezért használja. Védi a sejtmembránokat, lipoproteineket, triglicerideket.

In general, the oxidation of lipids is known to proceed by a chain process mediated by a free radical, in which the lipid peroxyl radical serves as a chain carrier. In the initial step of chain propagation, a hydrogen atom is abstracted from the target lipid by the peroxyl radical as shown -

The main function of α-tocopherol is to scavenge the lipid peroxyl radical before it is able to react with the lipid substrate as -

1982-ben Burton, Joyce és Ingold írta le a lánctörő, lipidperoxidáció ellenes hatását.

Egyéb antioxidansok: aszkorbát, glutation, húgysav, bilirubin, α-liponsav – visszaoxidálják a tokoferilgyököt; kataláz, GSH-peroxidáz = GPX, szuperoxid dizmutáz = SOD: védik a tokoferolt (is) Az α-tokoferol gátolja a szabadgyökök keletkezését is a következő enzimek által: NADPH-oxidáz, foszfolipáz A2 = PLA2, ciklooxigenáz = COX Serkenti a glutation keletkezését a γ-glutamil-cisztein-szintáz serkentése által.

A tokoferolok számos gén expresszióját szabályozzák 1.) α-tokoferolkötő transzportfehérje = TTP: specifikusan köti ezt az izomert, májból ez kerül a vérbe lipoproteinekben, így a többi szervhez 2.) oxidált LDL-t kötő és koleszterin(észtert) transzportáló scavenger receptorok keletkezését gátolja makrofágban, simaizomban: CD36, SR-A, SRB1, ezáltal koleszterinlerakódást gátló, antiatherotikus hatása van a plakkok keletkezésének korai fázisában

3.) Extracelluláris mátrix fehérjék keletkezését szabályozza: serkenti: tropomiozin, kötőszöveti növekedési faktor (CTGF) → sebgyógyulás gátol: kollagenáz, kollagén (hepatitis esetén) 4.) Gátolja a gyulladásos mediátorok szintézisét az endothelben, neutrofil granulocitákban, monocitákban: integrin, ICAM, VCAM 5.) A sejtnövekedést lassítja, a sejtciklust gátolja, antitumor hatása van: gátolja expressziójukat/aktivitásukat: PKC, ciklin D és E serkenti expressziójukat: PPARγ, p53, p27 Hiányában: az egér elvetél, trofoblasztok nem fejlődnek emberben: ataxia, areflexia, dysarthria, pigmentált retinopathia, proprioceptiv érzékelés kiesés, paraesthesia, hemolitikus anemia Hiány okai: zsírfelszívódás zavara, máj epepangása, máj tokoferolkötő fehérjéjének mutációja, lipoproteinek hiánya (apoproteinek mutációja miatt)

Vitaminhiány gyakori az átlagpopulációban nálunk: folsav, kobalamin, piridoxin (A-vitamin Afrikában) Vitaminhiány előfordulhat rosszultápláltakban,alkoholistákban: tiamin, riboflavin, niacin, aszkorbinsav, K-vitamin, D-vitamin Vitaminhiány csak extrém éhezésben, súlyos bélbetegségben: pantoténsav, biotin, tokoferol A vitaminok bomlását a növényben levő és a főzéshez használt víz, a levegő oxigénje, a napfény, savak és lúgok gyorsítják. Hőérzékenyek: folsav, aszkorbát, tiamin, pantoténsav,riboflavin, tokoferol Fényérzékeny: riboflavin, piridoxin, retinol, aszkorbát Felszívódása bonyolult, sok tényező hátráltathatja, csak bakteriális, gomba és állati eredetű: B-12 vit., növényekben nincs Egyes gyógyszerek, növényi anyagok gátolják a felszívódását, gyorsítják a lebomlását vagy antagonistáik: riboflavin, niacin, piridoxin, tiamin, K-vit., folsav A vitaminok önmagukban nem csodaszerek, a megfelelő enzimműködéshez nyomelemek (ionok) és aminosavak is kellenek.

Alternatív vitaminszemlélet (ERŐSEN VITATOTT): A szervezet optimális működéséhez nagy mennyiségben szükségesek a vitaminok és az ásványi anyagok (civilizációs betegség a kevesebb bevitel lehetősége=régebben több vitamin volt a nyers táplálékainkban) (Matthias Rath/Lenkei Gábor).

Hivatkozás: Szent-Györgyi Albert és Linus Pauling magas C-vitamin

fogyasztása (már 500-1000mg/nap is =1,5 kg paprika, 20 kg alma).

Krónikus betegségek (szív- és érrendszeri betegségek, cukorbetegség, csontritkulás, allergia, magas vérnyomás, magas koleszterin szint, depresszió, stb.) valamelyik vitamin vagy ásványi anyag tartós (esetleg évtizedeken át fennálló) elégtelenségének a következménye. A szemlélet szerint, ezért a tünetek enyhítésére vagy megszüntetésére kifejlesztett gyógyszerek nem hozhatnak tartós megoldást, tünetet kezelek (gyógyszerlobby). Hypervitaminózis: nem létezik, csak a többi vitaminhoz mért arány változik és generál tüneteket. Klinikai gyógyszerkísérletek: szupermagas C és E-vitamin nem bizonyult hatékonynak rákterápiában. A B-vitaminokat jelenleg is vizsgálják.

Many of the following substances have been referred to as vitamins because they were believed to be vitamins at one time. They are relevant to vitamin nomenclature in that the numbers thatwere assigned to them form "gaps" in the series of B-vitamin names (along with duplicate factors). While they are non-"essential" to humans in that they may be synthesized by the body from other starting materials, they have nutritional significance. Some of them, though not essential to humans, are essential to other organisms. •Vitamin B4: Adenine, a nucleobase. •Vitamin B7: A factor that Centanni claimed in 1935 to have extracted from rice polishing using alcohol (SHL 2007). A water and alcohol soluble rice-bran factor that prevents digestive disturbance in pigeons. Possible candidates for this substance are inositol, nicotinic acid(niacin), and biotin. •Vitamin B8: Adenosine monophosphate •Vitamin B10: Para-aminobenzoic acid, or PABA •Vitamin B11: Pteryl-hepta-glutamic acid—Chick growth factor, which is a form of folic acid. •Vitamin B13: Orotic acid •Vitamin B14: Cell proliferant, anti-anemia, rat growth, and antitumor pterin phosphate named by Earl R. Norris (biochemist of folic acid fame). •Vitamin B15 6-O-(dimethylaminoacetyl)-D-gluconic acid (pangamic acid) •Vitamin B16 (Dimethylgycine)—also known as DMG. •Vitamin B17 (Amygdalin)—proponents claim this is effective in cancer treatment and prevention and is commonly found in apricot kernels. •Vitamin B20 (Carnitine) •Vitamin B22 Factor often claimed as an ingredient of aloe vera extracts but also in many other foods. •Vitamin Bh Another name for biotin. •Vitamin Bm Used to designate inositol and also called "mouse factor." •Vitamin Bp (Choline) •Vitamin Bt (L-carnitine) •Vitamin Bv A type of B6, but not pyridoxine. •Vitamin Bw A type of biotin, but not d-biotin. •Vitamin Bx Another name for PABA (para-aminobenzoic acid). •Lipoic acid •Note: B16, B17, B18, B19, B20, B21 & B22 do not appear to be animal factors, but are claimed by naturopaths as human therapedic factors.

Previous name[41][42] Chemical name[41][42]

Reason for name change[41]

Vitamin B4

Adenine

DNA metabolite

Vitamin B8

Adenylic acid

DNA metabolite

Vitamin F

Essential fatty acids

Needed in large quantities (does not fit the definition of a vitamin).

Vitamin G

Riboflavin

Reclassified as Vitamin B2

Vitamin H

Biotin


Vitamin J

Catechol, Flavin

Protein metabolite

Vitamin L1[43]

Anthranilic acid

Protein metabolite

Vitamin L2[43]

Adenylthiomethylpentose RNA metabolite

Vitamin M

Folic acid


Vitamin O

Carnitine

Protein metabolite

Vitamin P

Flavonoids

No longer classified as a vitamin

Vitamin PP

Niacin


Vitamin U

S-Methylmethionine

Protein metabolite

Vitamins and derivatives Coenzyme

Vitamin

Additional component

Chemical group(s) transferred

Distribution

NAD+ and NADP+ [1]

Niacin (B3)

ADP

Electrons

Bacteria, archaea, and eukaryotes

Coenzyme A [2]

Pantothenic acid (B5)

ADP

Acetyl group and other acyl groups

Bacteria, archaea and eukaryotes

Tetrahydrofolic acid [3]

Folic acid (B9)

Glutamate residues

Methyl, formyl, methylene and formimino groups


Menaquinone [4]

Vitamin K

None

Carbonyl group and electrons


Ascorbic acid [5]

Vitamin C

None

Electrons


Coenzyme F420 [6]

Riboflavin (B2)

Amino acids

Electrons

Methanogens and some bacteria

Coenzyme

Non-vitamins

Chemical group(s) transferred

Distribution

Adenosine triphosphate [7]

Phosphate group


S-Adenosyl methionine [8]

Methyl group


3'-Phosphoadenosine-5'-phosphosulfate [9]

Sulfate group


Coenzyme Q [10]

Electrons


Tetrahydrobiopterin [11]

Oxygen atom and electrons


Cytidine triphosphate [12]

Diacylglycerols and lipid head groups


Nucleotide sugars [13]

Monosaccharides


Glutathione [14]

Electrons

Some bacteria and most eukaryotes

Vitaminok és enzimek osztályozása

Recommend Documents