რა როლს ასრულებენ ვიტამინები ფერმენტულ აქტივობაში?

ვიტამინები არის აუცილებელი ნაერთები, რომლებიც უნდა მიიღოთ დიეტის საშუალებით, რადგან სხეულს არ შეუძლია მათი სინთეზირება. ვიტამინების საჭიროების ერთ-ერთი მიზეზი არის ის, რომ ისინი ირიბ როლს ასრულებენ კატალიზში, რომელშიც ფერმენტები აჩქარებენ ქიმიურ რეაქციებს. ამასთან, ვიტამინების უმეტესობას არ შეუძლია ფერმენტებს თავისთავად დაეხმაროს. იმისათვის, რომ მონაწილეობა მიიღონ კატალიზურ რეაქციებში, უმეტეს ვიტამინებს უნდა გადავიდნენ კოფერმენტებად, რომლებიც წარმოადგენენ მცირე ზომის "თანაპილოტის" მოლეკულას, რომლებიც წყვილდებიან ფერმენტებთან. ეს კოფერმენტები ძალიან სასარგებლოა, რადგან კატალიზის შემდეგ ისინი იგივე რჩებიან, ამიტომ მრავალჯერ ხდება მათი გადამუშავება და გამოყენება.

ვიტამინების უმეტესობა ფერმენტებთან დაწყვილებამდე უნდა გადაიქცნენ კოფერმენტებად. ამ ცვლილებებით ვიტამინის სტრუქტურას ემატება მცირე ფუნქციური ჯგუფები, როგორიცაა ფოსფატები, ან მათ შორისაა შემცირება – დაჟანგვა, ან რედოქს, რეაქციები, სადაც ელექტრონებს ან ამატებენ ან აშორებენ. მაგალითად, ვიტამინი B2 უნდა აითვისოს და დაუკავშირდეს ფოსფატის ჯგუფს, PO3-, და შექმნას კოფერმენტი FMN. ფოლატი არის ვიტამინი, რომელიც გადის რედოქს რეაქციას და ამცირებს მის ორ კავშირს ელექტრონების მოპოვებით და იგი იღებს ოთხ წყალბადს და ქმნის კოფერმენტს THF.

კოფერმენტები ხელს უწყობენ ფერმენტებს ელექტრონების გადანაწილებით რეაქციებში, ან სუბსტრატებს ფუნქციური ჯგუფების დამატებით, რომლებიც ფერმენტის მიერ საბოლოო პროდუქტად გარდაიქმნება. ფუნქციური ჯგუფები, რომლებსაც კოფერმენტები დაამატებენ სუბსტრატს, შედარებით მცირეა: კოფერმენტ PLP ამატებს ამინის ჯგუფს, -NH2, მაგალითად. კოფერმენტები ასევე ახდენენ რედოქს რეაქციებს. ისინი ან იღებენ ელექტრონებს სუბსტრატისგან, ან აძლევენ მას ელექტრონებს. ეს რეაქციები შექცევადია და დამოკიდებულია კოენზიმის როგორც დაჟანგული და შემცირებული ფორმების კონცენტრაციაზე. რაც უფრო მეტია დაჟანგული კოფერმენტები, მით უფრო მეტი შემცირება იქნება და პირიქით.

კოფერმენტები ახორციელებენ საკმაოდ მარტივ ქიმიურ რეაქციებს, მაგრამ ეს რეაქციები დიდ გავლენას ახდენს მეტაბოლურ ფუნქციებზე. K ვიტამინი ხელს უშლის სისხლის შედედებას და აჩქარებს გამა-კარბოქსიგლუტამატის სინთეზს, მოლეკულას, რომელიც უერთდება თავისუფლად მცურავ კალციუმის იონებს. არტერიებში გაცილებით ნაკლებია კალციუმის დაგროვება და გულის დაავადებების რისკი. ენერგია ასევე ინახება კოენზიმებში უჯრედული სუნთქვის დროს, რომლის დროსაც უჯრედები ენერგიას იღებენ საკვების დაშლის შედეგად. ეს ენერგია მოგვიანებით გამოიყოფა შენახული კოფერმენტების ჟანგვის შედეგად.

კოფერმენტის ერთ-ერთი ძირითადი მახასიათებელია ის, რომ იგი მუდმივად არ იცვლება კატალიზით. კოენზიმის სტრუქტურაში ნებისმიერი ცვლილება შეიცვლება მისი გადამუშავებამდე. კოფერმენტები, რომლებიც მონაწილეობენ რედოქს რეაქციებში, ისევე როგორც FAD და NAD +, ელექტრონების დაკარგვით გარდაიქმნება წინა ფორმაში. ყველა კოფერმენტები სწრაფად არ იცვლება უკან, განსაკუთრებით კოფერმენტები, რომლებიც გადადიან ფუნქციურ ჯგუფებს. მაგალითად, THF უკავშირდება CH2 ჯგუფს და რეაქციის დასრულების შემდეგ გარდაიქმნება DHF. DHF შემცირდება THF– მდე და ფერმენტი ხელახლა გამოიყენება.