Реферат: Строение, свойства и биологическая роль биотина и тиамина

47

91

о

Из таблицы видно, что 40—50% радиоактивности обнаружено в надосадочной фракции, полученной после центрифугирования гомогената печени крыс. В микросомах содержится незначительное количество ви­тамина. Большая часть биотина в различных клеточных фракциях, за исключением микросом, присутствует в связанной с белком форме. Име­ются и противоречивые данные о том, что большая часть биотина (бо­лее 60%) содержится в митохондриях печени животных и около 11%— в микросомах.

В настоящее время недостаточно исследована динамика содержания биотина в тканях в онтогенезе животных. По-видимому, яйцо и зародыш в начальной стадии развития наиболее богаты биотином. Развитие за­родыша сопровождается снижением содержания биотина в тканях. Исключение составляют печень и почки, в которых содержание биотина значительно повышается в первые дни постэмбрионального развития.

6. Участие биотина в обмене веществ и механизм действия

К 1958—1959 гг. накопились данные, которые указывали на участие биотина в реакциях карбоксилирования. Установлено, что при биотиновой недостаточности нарушаются следующие функции печени животных:

синтез цитруллина из орнитина, МН₃ и С0₂, включение CО₂ в пурины, карбоксилирование пропионовой кислоты, приводящее к образованию янтарной кислоты, включение С0₂ в ацетоуксусную кислоту. Однако ме­ханизм действия биотина в этих реакциях оставался невыясненным. Данные опытов с 2-C¹⁴-биoтинoм исключали возможность того, что С-атом уреидной группировки биотина переносится в качестве остатка угольной кислоты. Одним из обстоятельств, из-за которых подвергалась сомнению функция этого витамина как кофермента карбоксилирования, было (описанное в разное время) участие биотина в реакциях, в которых не происходило ни включения, ни отщепления С0₂. Так, было обнару­жено влияние биотина на дезаминирование аспарагиновой кислоты, серина и треонина и участие его в синтезе жирных кислот. Первые четкие доказательства коферментной функции биотина в реакции карбоксили­рования появились в работах, посвященных именно синтезу жирных кислот. В этих работах отмечалось, что биотин является коферментом ацетил-КоА-карбоксилазы, фермента, осуществляющего карбоксилиро­вание ацетил-КоА с образованием малонил-КоА—первую стадию син­теза жирных кислот (Wakil, 1958). К этому времени были получены до­казательства существования еще одного биотинфермента, а именно (З-метил-кротонил-КоА-карбоксилазы (Lynen, Knappe, 1959). Все извест­ные в настоящее время биотиновые ферменты катализируют два типа реакций:

1. Реакции карбоксилирования или фиксации С0₂, сопряженные с расщеплением АТФ и протекающие согласно уравнению:

АТФ + НСОз + RHR—СОО^- + АДФ + Фнеорг.

Реакции	Источник фермента
Ацетил-КоА + С02+ АТФМалонил-КоА + АДФ + Ф Я-Метилкротонил-КоА + С02 + АТФ Я -Метилглютаконил-КоА+ АДФ + Ф Пропионил-КоА + С02 + АТФ Метилмалонил-КоА + АДФ + Ф Бутирил-КоА+С02 + АТФ Этилмалонил-КоА+АДФ+ Ф Пируват + С02+ АТФЩавелевоуксусная кислота	Печень голубя Микробактерии Сердце и печень свиньи Мышцы и печень голубя Печень голубя

II. Реакции транскарбоксилирования, протекающие без распада АТФ, при которых карбоксилирование одного субстрата осуществляется при одновременно протекающем декарбоксилировании другого соедине­ния:

R₁—COO^- + R₂H R₁H + R₂— COO^-

Поскольку все приведенные реакции являются обратимыми, возмо­жен обратимый биосинтез АТФ. Во всех этих случаях имеет место включение С02 в реактивное α-подожение ацил-КоА или винилгомоло-гичное ему положение (при карбо^силировании β-метилкротонил-КоА).

К началу 60-х год5В были выделены и изучены карбоксилазы, осу­ществляющие указанные превращения —В 1960 г. установлено участие биотина в реакции транскарбоксилирования при исследовании синтеза пропионовои кислоты

СНз—СН—СО~S—КоА + СНз—СО—СООН