Реферат: Витамины В12 и В15
Рисунок 4. Рисунок 4. Дегидровитамин В12 (Строение кольца В корринового макроцикла и прилегающих к нему структур)
Рисунок 5. Гексакарбоновая кислота, образующаяся при щелочном гидролизе.
?? ????????? ???????? B12 ????????? ???????? ? ??????????? ??????? ?? ?????? ? ?????????? ????????????????? ???????? ?????? ???????? ???????? ?????. ??????? ??????? ? ?????????, ?????????????? ????????? ????????. ?????? ?????????? ??????????????? ????????, ??-????????, ???????????? ????? ????? ????- ? ???????????? ??????, ?????????????? ? ?????????? ??????? ?????????, ? ???????????? ????????? B12, ??????? ???????????? ?? ????????????? ??????????. ??? ????????? ???????? ??????????? ??????, ??-????????, ?????????? ?? ?? ????????, ??? ? ??? ?????? ????????? ?????????. ?????? ? ??????????? ??????? ?????? ??????? ???? ??-?????. ???? ????????? ??????? B12 ? ???????? NaOH ? ?????????? ?????????, ?? ??????? ?????????? ??????????, ? ????? ??????????? ??????????? ???????, ??? ????? ????????? ?? ?????????? ??????????? ????? ????????, ???????????????? ?????????? ?????-?? ?????? ????? ????????. ??? ??????? ??????? ???? ????? ?????????? ???????. ??????????????? ????????? ?? ??????? ??? ??????? ??????? ???? ? ???????? ???????? ???????? ??????????? ????????????????? ??????? ????????. ??? ????? ?????????? ?? ???????? B12 ?? ?????????? ?????????, ?? ?? ???????? ?????????????????? ???????????. ????????? ????? ?????????? ???? ???????? ??????? ??????? ????? ???????????????????? ??????? ??????????. ???????, ??-????????, ???????? ????????? ??????, ??????? 2 ????? ????? ? ??????? ? ? ???????????? ?? ??????????? ????; ????????? ????? ???????? ????? ??, ??? ? ? ????? ????????. ?????????? ???????????? ?????? ??? ??????? ?????? ? ???????? ???????? ? ???????? ???????? ??? ?? ??????????? ?????? ? ?????????. ????????, ??? ??????? ????????? ??? ??????? ????????? ?????????. ???????????, ?????????? ??????, ???? ??????? ???????????????? B12. ????????? ?????? ??????????? ????????? ? ??? ?????????? ??????????? ?????? ???????????. ??? ????????? ??????????????? ??????????? ?????????? ??????? ?????? ? ?????????. ????? ???????, ?????????? ??? ???? ?????? ? ? ??????????? ? ??? ??????????, - ?? ??? ??? ?????????? ?? ??????????????? ????????? ?????????? ?????????. ???????? ????????? ????????? ????????? ???????? ??????????????? ???????, ? ?? ???????????????, ??? ??? ????????? ?????????. ??? ??????? ? ???????? ????? ?? ????????????? ????????? ????? ? ?????????? ?????????? ??????. ???????? ???????? ????? ???????????????? ???????? ??????? ??????? ? ????????????? ??? ??? ???????????????????? ???????.Продукты окисления
Исследование гидролиза дало ценные сведения о том, что можно было бы назвать периферией молекулы. Гораздо труднее оказалось изучить химическими методами структуру части молекулы, непосредственно окружающей атом кобальта. Кембриджская группа показала, что среди продуктов окисления витамина B12 нельзя обнаружить амида м
Рисунок 6. Продукты окисления.
????????? ???????, ??? ??? ???? ?? ????? ???? ???????? ??????? ? ???????? ??????????. ?? ??? ????????????? ???????? ? ???????? ??????? ?????????? ????????? ???????. ???????????? ?????????????? ???????? ??????????? "????" ???????? ???????? ? 1955 ?. ??????? ? ????. ?????????????? ????????? ???????? ?????? ? ???????? ??????? ??????? ? ??????????? ???? ?????????, ???????????? ?? ??????? 6 (1 ? 2). ????????, ??? ??? ?????????? ?? ???????????, ??????? ??????????????, ???????????? ??? ?????????????? ????????? (???. 6, 3). ??? ???? ?????? ?????????? ??????, ??????????? ?? ??????????? ??????????????? ????????? ? ????????, ???? ?? ??????? ????? ?????? ?????? ?? ????????, ??????????? ???????????? ????? ?????????. ????????? ????? ??? ??????? ? ??????????????? ???????, ?????????? ??????? ?????? (???? ???????, ?????????????? ?? ???. 6, 2). ??? ??????? ?????? ?????????? ?????????????? ?????????????? ?? ??????? ????, ????? ?? ??????? ?????.При окислении цианкобаламина Н2О2 в среде с рН меньше семи наблюдается выход продуктов, обладающих антагонистическим биологическим действием для lactobacillus leichmannii, в отличие от ростового для Euglena gracilis. При окислении перманганатом калия отщепляется синильная кислота, а также образуются уксусная кислота, щавелевая кислота и ее амид, бутандиовая кислота, 2-метилбутандиовая и 2,2-диметилпропандиовая кислоты.
Восстановление витамина B12
При каталитическом гидрировании на платиновом катализаторе цианкобаламин присоединяет пять атомов водорода и отщепляет метиламин, кобальт переходит в двухвалентное состояние с образованием т. н. В12r. При длительном восстановлении и при использовании более сильных восстановителей, таких как ацетат хрома при рН 9,5 или борогидрид натрия получают так называемый В12s, содержащий одновалентный кобальт.
Восстановление внесло разочаровывающе малый вклад в наши знания о строении витамина, и даже теперь детальная структура продуктов восстановления еще достаточно не выяснена. Обработка водородом в качестве катализатора или некоторыми другими восстановительными агентами вызывает переход окраски в коричневую и, наконец, в серо-зеленую. Эти изменения, за исключением потери цианида, обратимы при контакте с кислородом воздуха, причем образуется витамин B12а. Вопрос об изменениях валентности кобальта, происходящих при восстановлении. Работа Бивена и Джонсона, появившаяся после опубликования предположительной структуры витамина, пролила некоторый свет на не решенный еще вопрос о том, содержит он 5 или 6 сопряженных двойных связей.
Обратимое восстановление легко продемонстрировать, добавляя к щелочному раствору витамина B12 тиогликолевую кислоту. Красная окраска медленно переходит в оранжево-бурую; после встряхивания раствора в присутствии воздуха она тотчас же вновь становится красной. По мере использования кислорода снова медленно появляется цвет восстановленного витамина B12. Эти изменения окраски можно повторно вызывать почти до бесконечности: окончательный результат состоит в том, что витамин катализирует окисление тиогликолевой кислоты (по-видимому, до дисульфида) кислородом воздуха.
Реакция с галогенами
Хлор обесцвечивает раствор цианкобаламина, другие галогены – нет. Продуктом хлорирования является фиолетовое кристаллическое вещество.
Энергичное хлорирование витамина B12 давало продукт, содержащий 30% хлора, природа его не была охарактеризована точнее. Петров и сотр. описали ряд продуктов, образующихся при обработке витамина хлором или хлорамином Т, которые можно было разделить методом хроматографии. Эти вещества имели пурпурный цвет, переходящий при избытке цианида в голубой, и содержали 2 атома хлора в молекуле.
Воздействие одной молекулы хлорамина Т или брома дает в качестве главного продукта нейтральное кристаллизующееся вещество красного цвета. По физическим свойствам оно было очень сходно с витамином B12, но не обладало микробиологической активностью. Электрофорез и инфракрасная спектроскопия доказали, что это был лактон; полагают, что его строение идентично строению лактама показанного на рис. 5, только вместо NH следует поставить О. Образование лактона, по-видимому, связано с промежуточным образованием иона карбония в активированном β-положении кольца В.
Йод действует на витамин B12 только в щелочных растворах, и при этом образуются как лактам, так и лактон, относительные количества которых зависят от концентрации щелочи и йода.
Дальнейшая обработка хлорамином Т или бромом вела к образованию пурпурных веществ, которые становились голубыми при избытке цианида и содержали в молекуле соответственно хлор или бром. Эти продукты не были полностью охарактеризованы, но сходное вещество, возникавшее при действии хлорамина Т на лактам (дегидровитамин B12), было изучено в Кембридже, и оказалось, что оно содержит только один атом хлора. Полагают, что хлор замещал водород при мезоуглеродном атоме между кольцами В и С. Эта работа в сочетании с другими данными помогла установить, что в молекуле витамина имеется 6 сопряженных двойных связей, а не 5, как предполагалось вначале.
Метилирование
При действии избытка СН3-HgJ на JCbl в спиртовом растворе при температуре 65оС в течение трех часов можно получить метилкобаламин с выходом около 50%. Вообще реакциями корриноидов с сильными нуклеофилами получают соответствующие органокорриноиды.
М
ежду диметилсульфатом и самим витамином B12 никакой реакции не происходит, так как атом азота участвует в координационной связи с кобальтом. Эта связь должна быть сначала разорвана путем превращения витамина B12 в дицианкобаламин; даже и после этого реакция зависит от значения рН. Образующийся при этом четвертичный азот обусловливает возникновение добавочной основной группы в молекуле дицианида, которая в результате этого, обладает нейтральной реакцией (а не кислой, как молекула дицианкобаламина); эта структура устойчива в кислых растворах, так как метилирование препятствует образованию координационной связи между N3 и Со. Эта реакция была использована для изучения более сложных свойств аналога витамина B12 – фактора III, который может быть метилирован или в любом из двух положений или в обоих одновременно.
Рентгеноструктурный анализ
И
Рисунок 7. Пространственная конфигурация молекулы витамина В12.
??????? ???????? B12 ??????? ???????????????????? ??????? ?????? ?????? ??????? ? ???????? ? 1948 ?., ??? ?????? ???? ???????? ?????? ?????????. ?????????? ???????? ?? ?????? ???????? ???? ? ?????????; ????? ??? ?????? ?????????????? ?????????? ???? ????. ?????????? ?????????? ?? ?????? ??????????? ????????? ????????? ????????????? ????? ????????? ????????? ????? ??????????? ????????? ? ???? ??????????. ??????????, ? ????????? ???????????????? ??????, ?? ???? ???? ??? ???????????? ????????? ??? ???????? ????? ?????? ? ?????????, ??????? ??????????. ??? ????????? ?????? ? ????????? B12 ? ???? ??? ?????????, ??????? ???? ????????, ??????????? ???????? ????? 10 ???. ??????????. ??? ????? ?? ????????? ?????? ???????? ???????????? ??????????? ??????? ??????. ??????? ??? ??????????????????? ?????? ?? ?????????? ??? ???????? ????????? ????? ??????? ????????, ? ?????? ????? ???? ????????? ???????? ?????? ????????????? ???????????, ????????? ????????? ???????-????????? ?, ???????, ????????? ???? ????? ???????????? ?? ???????????????????? ???????. ??? ???????? ?????? ???????, "??????????? ???????? ?????????? ????????? ??????? ??????? ?? ????????? ????? ???????????????????? ?????? ? ?????????? ?????? ? ???????????? ? ? ?????? ??? ????? ?????????? ??????? ???????? - ??? ??? ??????? ?????????????? ????? ??????? ?? ?????". ???????? ???????????? ????? ?????? ???????? ? ???, ??? ? ??????? ?? ?????????? ??????? ?? "????????" ?? ?????? ? ?????????. ????? ???????, ???????????? ??????? ???? ???????? ? ?????????? ????????? ???????? ????????? ????????? ? ???? ??????, ? ?????? ?????? ???????????. ????? ?????? ???????????? ? ??????????, ?????????, ??? ????????????? ???????, ????????? ??????? ?????????? ????????? ????????????, ???? ??, ??? ??????? ??? ???? ???????? ????????? ? ??? ???????????? ? ?????????? ???????? ????????? ????????? ????????. ??????????, ???????????? ? ?????? ???????? B12, ???? ?? ????? ????????, ????? ????????????? ?????? ???????? ??????????????? ??????????????? ???????. ??? ????? ??????? ?????????? ?????????? ????? ??????????? ???????????????????? ???????, ? ????? ? ??? ? ???? ?????????? ??????? ??????. ? ???????, ???????? ??????????? ??????????? ????? ???????? ? ?????? ???????? ????????? ???????????, ??? ??? ???????????? ???? ??????? ??????? ????????? ???? ?????. ?????? ??? ? ????? ??????? ?????????? ??????? ? ?????? ?????? ????????? ???????????. ??????????? ???????? 4 ??????????????? ?????????? ?????? ? ?????? α-α-??????? ????? ???????? ? ? D. ?????????? ????????? ? ???????? ????????? ?????????? ? ?????????? ???????? ???? ???????????, ?????????? ???????????? ??????? ?????, ? ?????? ??????????? ?????????? ? ?????????????; ????? ??? ???? ?? ???? ??? ??????????? ?????? ???????? B12, ??????????? ??? ????? ????? ?? ????? ????????? ????? ? ?????????????. ???????, ?????????? ??????? ??????? ?????, ? ????? ???? ????? ? ?????? ???????????? ???????? ??? ??????????? ???????. ??? ?????????? ???????? ????, ??-????????, ????????? ??????????? ????????????, ???????????? ???? ??????????, ??? ? ??????????? 6 ??????? ??????.
Устойчивость
В литературе накопилось много данных об устойчивости витамина B12 к действию как реактивов, так и лекарственных препаратов; многие из этих данных можно теперь истолковать, исходя из строения и реактивности различных частей молекулы витамина. Кристаллический цианкобаламин в твердом состоянии устойчив даже при действии температуры 100° в течение нескольких часов. По Березовскому, при нагревании кристаллического цианкобаламина при 100° происходит медленное разложение. В водных растворах он наиболее устойчив при рН от 4 до 6 (по Березовскому до 7); в этих пределах рН растворы можно стерилизовать автоклавированием при 120° с потерей лишь нескольких процентов активности. При pH 9 происходит быстрое разложение (примерно 90% в сутки).
Аквокобаламин менее устойчив, особенно в щелочном растворе, но оба вещества инактивируются примерно на 90% в течение 1 часа при 100° при рН 8. Нагревание в сильно щелочном растворе использовали для количественного разрушения витамина B12 с целью контроля при некоторых методах микробиологического определения активности. Однако в неочищенных препаратах некоторые восстанавливающие вещества могут оказывать защитное действие. Нейтральные или слегка кислые растворы витамина B12 при комнатной температуре в темноте сохраняются годами, только в очень сильно разведенных растворах идет медленный гидролиз с образованием небольших количеств фактора В. В сильно кислых и, особенно в щелочных растворах при комнатной температуре происходит медленный гидролиз до карбоновых кислот. На свету цианид медленно отщепляется и образуется оксикобаламин, но при выдерживании раствора в темноте происходит обратный процесс. Длительное воздействие солнечного света ведет к необратимому разрушению. Характер действия восстановителей не всегда можно предсказать с уверенностью. Утверждают, что тиоловые соединения в низких концентрациях защищают витамин от разрушения, и их даже используют иногда с этой целью при микробиологических определениях, однако в больших количествах они сами могут вызвать разрушение витамина. Сульфит также рекомендовали применять для защиты Кобаламинов, особенно оксикобаламина. Аскорбиновая кислота действует не так, как другие, восстановители. Она довольно быстро разрушает витамин B12b, но почти не действует на витамин B12. Данное наблюдение использовали при анализе смесей этих двух веществ, но такой метод пригоден лишь для сравнительно чистых растворов. В печеночных экстрактах содержится защитный фактор, которым оказалось железо; другие металлы, например медь, катализируют реакцию. В сухих лекарственных препаратах витамин B12 устойчив при растирании в порошок с хлористым натрием или с маннитом. Растворы можно стабилизировать фенолом, подвергнутым двойной перегонке, хотя примеси, содержащиеся иногда в феноле, могут вызывать разрушение витамина. Совместное присутствие тиамина (витамина B1) и никотинамида (или никотиновой кислоты) ведет к медленному разрушению витамина B12 в растворе. Железо защищает витамин В12 от взаимодействия с никотиновой кислотой.
Механизм действия
Недостаток в пище витамина B12 приводит к макроцитарной мегалобластической анемии. Нарушается работа нервной системы, наблюдается резкое снижение кислотности желудочного сока. Впрочем, авитаминоз В12 может развиться даже при полноценном питании, т. к. для процесса всасывания витамина в тонкой кишке обязательно наличие в желудочном соке особого белка – гастромукопротеина (фактор Касла). В полном соответствии с буквальным переводом своего латинского названия, этот белок выделяется стенками желудка, теми же клетками, которые выделяют кислоту. Фактор Касла специфически связывает витамин В12. Точная роль этого фактора не выяснена. Полагают, что в составе комплекса с гастромукопротеином витамин всасывается в тонком кишечнике и поступает в кровь портальной системы в комплексе с транскобаламинами I и II, при этом фактор Касла гидролизуется.
Когда биохимики привык?