VİTAMİNLER ve KOENZİMLERVİTAMİNLER ve KOENZİMLER

Vita : Vita : yaşamyaşam

Amine : Amine : N içerenN içeren

((İlk bulunan vitaminler N içerenler İlk bulunan vitaminler N içerenler olduğundanolduğundan))

VitaminVitaminlerler büyüme ve üreme gibi spesifik büyüme ve üreme gibi spesifik fonksiyonların, sağlıklı yaşamın devamı için fonksiyonların, sağlıklı yaşamın devamı için küçük miktarlarda gereksinim duyulan küçük miktarlarda gereksinim duyulan organiorganik, esansiyel moleküllerdir.k, 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 çözünebilirA, 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

_ C

_ C

_

_ C

_ C

_ C

_

O O

OHOH O

H H

- keto asit dekarboksilasyonu

Fosfoketolaz reaksiyonu

Transketolaz reaksiyonu

Xyluloz 5 P+ Riboz 5 P Gliseraldehit 3P +

Piruvat Dehidrogenaz reaksiyonu

Piruvat Asetil Ko A

-keto glutarat DH reaksiyonu

-keto glutarat Süksinil KoA

Sedoheptuloz 7 P

CO2

CO2

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

R1 _ C _ CO2- + R2 _ C _ CO2

- R1 _ C _ CO2- + R2 _ C _ CO2-

H

NH3

O O H

NH3

Transaminaz

R _ C _ CO2- + H+ CO2 + R _ CH2 _ NH3

+

H

NH3

Dekarboksilaz

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 COO- yerine 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 2e-

kabul 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

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

Piruvat Karboksilaz

Most use bicarbonate and ATPMost use bicarbonate and ATP

Whenever you see a carboxylation that requires Whenever you see a carboxylation that requires ATP and COATP and CO22 or HCO or HCO33

--, think biotin! , think biotin!

Activation by ATP involves formation of carbonyl Activation by ATP involves formation of carbonyl phosphate ( carboxyl phosphate) phosphate ( carboxyl phosphate)

Carboxyl group is transferred to biotin to form N-Carboxyl group is transferred to biotin to form N-carboxy-biotin carboxy-biotin

The "tether" allows the carboxyl group to be The "tether" allows the carboxyl group to be shuttled from the carboxylase subunit to the shuttled from the carboxylase subunit to the transcarboxylase subunit of ACC-carboxylasetranscarboxylase subunit of ACC-carboxylase

Metabolizmada:

Amino asit metabolizması

Yağ asidi sentezi

DNA sentezi

Besinsel kaynak: Karnabahar, karaciğer, yer fıstığı, peynir

Eksiklik ve toksite çok nadirAvidin (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 senteziTiminsenteziPurin

sentezi

THF ın 1 Ctürevleri

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

• Koenzim C6 da 3C lu yan zincir içerir

• Vitamin türevi değildir

TETRAHİDROBİOPTERİN

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