VİTAMİNLER ve KOENZİMLER Vita

VİTAMİNLER ve KOENZİMLER
 Vita : yaşam
 Amine : N içeren
(İlk bulunan vitaminler N içerenler
olduğundan)
 Vitaminler büyüme ve üreme gibi spesifik
fonksiyonların, sağlıklı yaşamın devamı için
küçük miktarlarda gereksinim duyulan
organik, esansiyel moleküllerdir.
 Koenzim genellikle enzimin aktif merkezinin
bir bileşeni olarak görev yapar
Koenzimlerin çoğu vitaminlerin modifiye
formudur
 Vit.lerin diyetle alınması sonrası organizmada
modifikasyonları sonucu koenzimler oluşur
 Enzime sıkıca bağlı koenzimlere PROSTETİK
GRUP denir
Vitaminler enerji üreten moleküllerden hangi
yönleriyle ayrılırlar?
 Yapı
• Vitaminler tek bir ünite olarak bulunurlar, uzun
zincirli polimerler değildir
Fonksiyon
• Enerji üretmezler fakat kh, yağ ve prot.lerden
enerji üretiminde rolleri vardır
Besin içeriği
• Günlük, küçük miktarlarına gereksinim vardır
(mg, µg)
Diğer Özellikleri
Organik yapı
• Yapıları bozunmaya uğrayabilir ve bu nedenle
besinlerin pişirilmesi ve saklanması sırasında
dikkatli olunmalı
Çözünürlük
• Hidrofilik: Suda çözünebilir
 B ve C vit.leri
• Hidrofobik: Yağda çözünebilir
A, D, E ve K vit.leri
Suda ve Yağda Çözünen Vitaminler
Suda çözünenler
Direkt kana geçerler
Serbest taşınırlar
Vücut sıvılarında
dolaşırlar
Fazlası böbrekler
tarafından uzaklaştırılır
Toksik düzeylere nadiren
ulaşırlar
Sık ve küçük dozlarda
alınmalıdır (1-3 gün)
Yağda çözünenler
Önce lenfe sonra kana
geçerler
Taşınımları için protein
taşıyılara gereksinim vardır
Hücrelerde yağ ile birlikte
depo edilirler
Fazla miktarda alındıklarında
toksik düzeylere ulaşırlar
Periyodik dozlarda
alınmalıdır
Histidin
İmidazol halkası
Glutamat, aspartat
Karboksil grubu
Serin, treonin, tirozin
OH grubu
Lizin
Amino grubu
Arjinin
Guanidyum grubu
Sistein
Sülfidril grubu
Vitamin benzeri moleküller
İnozitol
Kolin
Karnitin
 lipoik asit
p -amino benzoat (PABA)
Koenzim Q (Ubiquinon)
Suda Çözünen Vitaminler
Tiamin (B1)
Folik asit
Riboflavin (B2)
Vitamin B12
Pridoksin (B6)
Pantotenik asit
Nikotinik asit (Niasin)
Vitamin C
Biotin
TİAMİN PİROFOSFAT (TPP)
 Vit B1 türevidir
Dekarboksilaz, oksidatif dekarboksilaz ve
transketolaz reaksiyonlarının koenzimidir
 Reaktif merkezi C2 pozisyonundaki oldukça
asidik hidrojen atomunu taşıyan tiazol
halkasıdır
_
_
C
C bağı veya C
X bağı kırılması
O
O
_C_C_
OH
O
- keto asit dekarboksilasyonu
OH
_C_C_C_
H
H
Fosfoketolaz reaksiyonu
 Transketolaz reaksiyonu
Xyluloz 5 P+ Riboz 5 P
Sedoheptuloz
Gliseraldehit 3P +
7P
 Piruvat Dehidrogenaz reaksiyonu
Piruvat
CO2
Asetil Ko A
-keto glutarat DH reaksiyonu
-keto glutarat
CO2
Süksinil KoA
 Bütün bu reaksiyonlar kırılmanın olduğu
karbonil karbonundaki negatif yük birikimine
bağlıdır
 TPP bu negatif yükün stabilizasyonu yoluyla
bu reaksiyonların oluşmasını sağlar
 Tiazol halkasının N’u bu reaksiyonlarda
anahtar rol oynar
 Besinsel kaynak
Tahıllar (özellikle kabukları)
Domuz eti
Karaciğer
Fındık
 Eksikliği
Beriberi
Wernicke-Korsakoff sendromu
Uzun süreli pişirme ile bozunur
PRİDOKSAL 5 P (PLP)
 Vit B6 türevidir
Amino asit metabolizması reaksiyonlarını
katalizleyen enzimlerin koenzimidir
 Prostetik grup olarak bulunur
 Transaminasyon
  dekarboksilasyon
 Rasemizasyon
 ,  eliminasyon
 ,  eliminasyon
 Aldolizasyon
 Aspartat ın  dekarboksilasyonu
H
O
O
R1 _ C _ CO2- + R2 _ C _ CO2NH3
R1 _ C _ CO2- + R2 _ C _ CO2Transaminaz
H
R _ C _ CO2- + H+
CO2 + R _ CH2 _ NH3+
Dekarboksilaz
NH3
H
NH3
Önceki
slayttan
 Besinsel kaynak
Et, balık, karaciğer
Baklagiller, ayçiçeği tohumu, patates, muz
Eksikliği
Mikrositik hipokromik anemi
(İzoniazid=izonikotinik asit hidrazid)
 Toksite
Yüksek dozda kalıcı sinir hasarı
 Isıtıldığında bozunur
NİKOTİNAMİD KOENZİMLER (NAD+ ve NADP+)
 Vitamin formu niasin (nikotinik asit)
 Nikotinamid nikotinik asit türevidir ve COOyerine amid içerir
 Nikotinamid diyette de bulunur,
vücutta deamine olur ve nikotinik asit oluşur
 Triptofan amino asidinin katabolizması
sırasında çok küçük miktarda sentezlenebilir
 Redox reaksiyonlarında rol alırlar
 Enerji metabolizmasında ve yağ asit
sentezinde koenzimdir
NAD ve NADP dehidrogenazlar için kosubstrattır
Pridin nükleotidler tarafından oksidasyonda
bir defada iki elektron transferi olur
Dehidrogenazlar bir substrattan bir hidrid
iyonunu (H:-) NAD veya NADP nin pridin
halkasına (C-4) transfer ederler
NAD(P)+ + 2e- + 2H+
NAD(P)H + H+
 Besinsel kaynak
Kırmızı ve beyaz et
Fındık, fıstık, tahıllar
 Eksikliği
Pellegra
(4D) Diyare, Dermatit, Demans, Death
 Toksite
Yüksek dozları kc hasarı oluşturabilir ve
diyabet semptomları oluşturabilir
Yüksek kan kol.nün düşürülmesi
amacıyla ilaç olarak kullanılır (tip IIb
hiperlipoproteinemi)
 Sıcaklıktan etkilenmez
FLAVİNLER (FAD ve FMN)
 Vit. Formu Riboflavin (B2)
 Ribitol ve bir flavin (izoalloksazin halkası)
içerir
 Aktif formları flavin mononükleotid (FMN) ve
Flavin adenin dinükleotid (FAD) dir
 Redox koenzimi
Flavin aracılı reaksiyonlar 1e- veya 2ekabul edebilirler
 Flavin içeren enzimler (flavoproteinler)
Dehidrogenazlar
Oksidazlar
Oksigenazlar
 Besinsel kaynak
Süt ve süt ürünleri
Et
Yeşil sebzeler
Eksikliği
Diğer vit.eksiklikleri ile ortaya çıkar
Dermatit, glossitis (mor ve pürüzsüz dil)
Ağız kenarında yaralar
 UV ile bozunur, sıcaklıktan etkilenmez
FOSFOPANTOTEİN KOENZİMLER (KOENZİM A)
 Pantotenik asit (Vit B3) türevi
 Pantotenik asit Koenzim A (Co A) nın
bileşenidir
 4’ fosfopantotein Co A nın adenilil grubuna
kovalent bağlı olarak
veya
Açil Carrier Protein (ACP) de serin aa nin
OH grubuna kovalent bağlı olarak
veya
Aa lerin aktivasyonunu katalizleyen
proteinlere bağlı olarak bulunur
Açil Carrier Protein (Açil Taşıyıcı Protein)
 Ko A bağımlı reaksiyonlar yakıt moleküllerinin
oksidasyonu, karboksilik asitler ve yağ
asitlerinin sentezi reaksiyonlarını içerir
 Karboksilik asitler ve yağ asitlerinin açil grup
transfer reaksiyonlarına katılır
 Nükleofilik atak yoluyla transfer için açil
gruplarının aktivasyonunu sağlar
 Proton olarak algılanması için açil grubunun
alfa hidrojeninin aktivasyonu
 Bu fonksiyonlar Ko A üzerindeki reaktif tiol
(–SH) aracılığıyla başarılır. Açil bileşikleri
aktive olmuş tiol esterleri olarak taşınır
 Besinsel kaynak
Birçok yiyecekte bulunur
Kırmızı ve beyaz et
Baklagiller
Tahıllar
 Eksikliği
Nadir görülür
Sıcaklıkla bozunur
LİPOAMİD
 -Lipoik asidin protein bağlı formudur
 -keto asitlerin DH lar tarafından katalizlenen
e- ve grup transferini birleştirir
 Piruvat DH ve a keto glut. DH ın ürettiği
aktive olmuş açil gruplarının ve e- ların
transferini sağlar
 Dihidrolipoik asit aktive açil gruplarının alıcısı
 Piruvat DH
Piruvat Dekarboksilaz (TPP bağımlı) E1.TTP
Dihidrolipoil Transasetilaz (E2-lipoil-S2)
Dihidrolipoil DH ((flavoprot E3.FAD)
 Lipoik asit enzimde lizin aa nin -amino
grubuna amid bağıyla bağlı olarak bulunur
 Piruvat DH rxn.da asetil grupları Asetil CoA
oluşturmak üzere Koenzim A ya aktarılır
 Lipoamid in C8 ne bağlı asetil grupları alıcı
moleküle aktarılabilir
 Hayvanlar lipoik asit sentez edebilirler
 Lipoamid, multienzim kompleksinin aktif
bölgeleri arasında açil gruplarını taşıyan
“yüzen bir kol” gibi fonksiyon yapar
BİOTİN
 Çok küçük miktarlarına gereksinim vardır.
Çünkü barsak bakterileri tarafından
sentezlenir
 Enzimin lizin kalıntısının e amino grubuna
amid bağıyla bağlı olarak bulunur
 Biotin-lizin konjugatı (biositin)
 Karboksil grubu transferi reaksiyonları
ve
ATP bağımlı karboksilasyon reaks.nın koenzimi
Piruvat Karboksilaz
İki basamaklı mekanizma
Basamak 1: Karboksibiyotin-enzim kompleksinin
oluşumu (ATP gerekir)
Basamak 2: Piruvatın enolat formu
karboksibiyotinin karboksil grubuna
atak yaparak oksaloasetat oluşturur
ve biyotin rejenere olur
Most use bicarbonate and ATP
Whenever you see a carboxylation that requires
ATP and CO2 or HCO3-, think biotin!
Activation by ATP involves formation of carbonyl
phosphate ( carboxyl phosphate)
Carboxyl group is transferred to biotin to form Ncarboxy-biotin
The "tether" allows the carboxyl group to be
shuttled from the carboxylase subunit to the
transcarboxylase subunit of ACC-carboxylase
Metabolizmada:
 Amino asit metabolizması
 Yağ asidi sentezi
 DNA sentezi
Besinsel kaynak:
 Karnabahar, karaciğer, yer fıstığı, peynir
Eksiklik ve toksite çok nadir
Avidin (çiğ yum.da) biotine bağlanarak
emilimini engeller
FOLAT KOENZİMLER (TETRAHİDROFOLAT, THF)
 Vitamin folik asit türevi
 Pterin halkasının 5, 6, 7 ve 8. pozisyonlarından
indirgenir
 İçerdiği 5-6 glutamat koenzimin enzime
bağlanmasını sağlar
 THF tek karbon birimlerinin transferi reaks.na
katılır (CO2 hariç)
Oksidasyon düzeylerindeki
methanol (CH3OH), formaldehyde (HCHO),
formic acid (HCOOH)
Koenzim formları:
 N5, N10 metilen tetrahidrofolat
• OH metil vericisi (timidilat sentaz)
N5, N10 metenil tetrahidrofolat
N10 formil tetrahidrofolat
• Formil vericisi (formilazlar)
N5 metil tetrahidrofolat
• Metil vericisi (metionin sentaz)
THF, folattan dihidrofolat redüktaz enzimi
aracılığıyla iki indirgenme basamağında
sentezlenir
Pteridin öncülü+PABA
Folik asit (Folat)
A.A sentezi
Purin
sentezi
Timin
sentezi
THF ın 1 C
türevleri
Besinsel kaynak
Yeşil yapraklı sebzeler, baklagiller
Eksikliği
Megaloblastik anemi
Büyüme geriliği
Fetusda nöral tüp gelişimi için gereklidir
Hamile ve emzirenlerde folik asit
desteği gerekir
Hamileler 0.4 mg/gün folik asit almalı
VitB12 eksikliğini maskeleyebilir
TETRAHİDROBİOPTERİN
• Koenzim C6 da 3C lu yan zincir içerir
• Vitamin türevi değildir
KOBALAMİN
 Siyanokobalamin Vit B12 dir
 Vitaminin diğer formları
• Su içeren aquokobalamin
• OH içeren hidroksikobalamin
 Vit B12 iki koenzime dönüştürülür
• 5’deoksiadenozil kobalamin
• Metilkobalamin
 Bazı mikroorganizmalar tarafından sentezlenir
 İnsanlar hayvansal besinlerden Vit B12 yi sağlar
 Kobalamin corrin halkası ve kobalt içerir
 B12 üç tip reaksiyonda rol alır
• Moleküllerarası yeniden düzenlenmesi
• Ribonükleotidlerin deoksiribonükleotidlere
indirgenmesi
• Metil grup transferi (THF ile birlikte)
 Vit B12
• Normal folat fonksiyonu
• DNA sentezi
• Kırmızı kan hücrelerinin oluşumu
• Sinir hücrelerinin miyelin kılıfı
için gereklidir
Besinsel kaynak
Et, süt, kc, yum
 Eksikliği
Çoğunlukla emilimindeki bozukluktan
kaynaklanır (intrinsik faktör)
Pernisiöz anemi
Megaloblastik anemi
Sinir hasarı
ASKORBİK ASİT (VİT C)
 Çoğu bitki ve hayvan Vit C sentezleyebilir
(İnsanları da içeren bazı omorgalılar hariç)
 İndirgeyici ajandır
 Elektron taşıyıcı olarak görev yapar
 Kollojen sntz.de prolin ve lizinin hidroksilasyonu
 Antioksidan
 İmmun sistemin stimulasyonu
 Besinsel kaynak
Turunçgiller, çilek, kivi
Brokoli, domates patates
Eksikliği
Scurvy