Пиридоксин, его роль в регуляции белкового обмена, переаминирование(механизм р-ии и роль в метаболизме)

Вит- В₆ (пиридоксин) явл производным 3-оксипиридина, в частности 2-метил-3-окси-4,5-диоксиме-тилпиридином. Термином «вит- В₆», по рекомендациям М/ународной комиссии по номенклатуре биохимии, обознач все три производных 3-оксипиридина, обладающих одинаковой вит-ной активностью: пиридоксин (пиридоксол), пиридоксаль и пиридоксамин:

Как видно, производные 3-оксипиридина отличаются друг от друга природой замещающей группы в положении 4 пиридинового ядра. Вит- В₆ хорошо растворим в воде и этаноле. Водные растворы весьма устойчивы по отношению к к-там и щелочам, однако они чувствительны к влиянию света в нейтральной зоне рН среды.

Недостаточность вит-а В₆ наиболее подробно изучена на крысах, у к-рых самым хар-рным признаком явл акродиния, или специфический дерматит с преимущественным поражением кожи лапок, хвоста, носа и ушей. Отмечаются повышенное шелушение кожи, выпадение шерсти, изъязвление кожи конечностей, заканчивающееся гангреной пальцев. Эти явления не поддаются лечению вит-ом РР, но быстро проходят при введении пиридоксина. При более глубоком авит-озе В₆ у собак, свиней, крыс и кур отмечаются эпилептиформные припадки с дегенеративными изменениями в ЦНС.

У человека недостаточность вит-а В₆ встречается реже, хотя нек-рые пеллагроподобные дерматиты, не поддающиеся лечению никотиновой к-той, легко проходят при введении пиридоксина. У детей грудного возраста описаны дерматиты, поражения нервной системы (включая эпилептиформные припадки), обусловленные недостаточным содержанием пиридоксина в искусственной пище. Недостаточность пиридоксина часто наблюдается у больных туберкулезом, к-рым с лечебной целью вводят изоникотинилгидразид (изониазид), оказавшийся, как и дезокси-пиридоксин, антагонистом вит-а В₆.

Биологическая роль. Оказалось, что, хотя все три производных 3-окси-пиридина наделены вит-ными св-вами, коф-тные функции выполняют только фосфорилированные производные пиридоксаля и пиридоксамина.

Фосфорилирование пиридоксаля и пиридоксамина явл ф-тативной р-цией, протекающей при участии специфических киназ. Синтез пиридоксальфосфата, например, катализирует пиридоксалькиназа, к-рая наиболее активна в ткани мозга. Эту р-цию можно представить следующим ур-нием:

Доказано, что в животных тканях происходят взаимопревращения пиридоксальфосфата и пиридоксаминфосфата, в частности в р-циях трансаминирования и декарбоксилирования АМК.

Известно более 20 пиридоксалевых ф-тов, кат-ющих ключевые р-ции азотистого метаболизма во всех живых орг-мах. Так доказано, что пиридоксальфосфат явл простетической группой аминотранс-фераз, кат-ющих обратимый перенос аминогруппы (NH₂-группы) от АМК на α-кеток-ту, и декарбоксилаз АМК, осуществляющих необратимое отщепление СО₂ от карбоксильной группы АМК с обр-нием биогенных аминов. Установлена кофер-ментная роль пиридоксальфосфата в ф-тативных р-циях неокислительного дезаминирования серина и треонина, окисления триптофана, кинуренина, превращения серосодержащих АМК, взаимопревращения серина и глицина, а также в синтезе δ-аминолевулиновой к-ты, являющ предшественником мол-лы гема гемоглобина, и др.

Пиридоксин относится к вит-ам, коф-тная роль к-рых изучена наиболее подробно. В последние годы число вновь открытых пиридокса-левых ф-тов быстро увеличивалось. Так, для действия гликогенфос-форилазы существенной оказалась фосфорильная, а не альдегидная группа пиридоксальфосфата. Вследствие широкого участия пиридоксальфосфата в процессах обмена при недостаточности вит-а В₆ отмечаются разнообразные нарушения метаболизма АМК.

Распространение в природе и суточная потребность. Вит- В₆ широко распространен в продуктах растительного и животного происхождения. Основными источниками вит-а В₆ для человека служат хлеб, горох, фасоль, картофель, мясо, почки, печень и др. Во многих продуктах животного происхождения пиридоксин химически связан с белком, но в пищеварительном тракте под действием ф-тов он легко освобождается. Суточная потребность в пиридоксине для человека точно не установлена, поскольку он синтезируется микрофлорой кишечника в количествах, частично покрывающих потребности в нем орг-ма. Косвенные расчеты показывают, что взрослый человек должен получать в сутки около 2 мг вит-а В₆

ПЕРЕАМИНИРОВАНИЕ (трансаминирование), обратимый перенос аминогруппы из мол-лы одного орг. соед. в мол-лу другого. Наиб. роль переаминирование играет в биохимии в процессах метаболизма азотистых оснований в тканях животных и растений. Заключается в переносе аминогруппы от мол-лы -АМКы в мол-лу -кеток-ты, как правило с участием ф-тов - аминотрансфераз (трансаминаз), напр. по р-ции:

В жив орг-мах на р-циях такого типа основ-тся синтез и диссимиляция АМК.

Аминотрансферазы (более 50 разновидностей) содержат в качестве кофсрмента производные вит-а В₆-пири-доксаль-5'-фосфат (ф-ла I) и пиридоксамин-5'-фосфат (II). В основе каталитич. активности пиридоксаль-5'-фосфата лежит способность его формильной группы образовывать с АМКами шиффовы основания, легко гидролизующиеся до пиридоксамин-5'-фосфата и -кеток-ты. Общая схема переаминирования с участием этих ф-тов представляет собой сумму двух полур-ций:

Нарушение нормального течения переаминирования в орг-ме наблюдается при патологич. состояниях, напр. при инфаркте миокарда, заболеваниях печени. Контроль конц-ции аминотрансфераз используется в этих случаях как ср-во диагностики. Переаминирование в орг-ме подавляется противотуберкулезными лек. ср-вами (изониазидом, циклосерином и др.), а также при В₆-авит-озе.

Переаминирование АМК может происходить и вне клетки в присут. пиридоксаль-5'-фосфата, однако скорость р-ции в 10⁶ раз меньше. Специфичность действия определяется пространств, стр-рой субстрата, положением ионогенных групп белка, осуществляющих к-тно-основной катализ, и геометрией связывания субстрата.

К переаминированию относят также превращ. -кеток-ты в -амино-к-ту при нагр. с др. АМКой в водном р-ре (р-ция Хербста - Энгеля):