Активність ферментів у присутності вітамінів і мікроелементів.
Потреба людини у вітамінах та мікроелементах мала, тому їх називають мікрокомпонентами. На відміну від них макрокомпоненти - вуглеводи, жири і білки - повинні входити в харчовий раціон людини в великих кількостях, так як добова потреба в цих компонентах обчислюється сотнями грамів. Це пояснюється тим, що основні харчові речовини використовуються в організмі як джерела енергії, сировину для отримання органічних попередників компонентів клітини і для забезпечення біосинтезу білків. Вітаміни і мікроелементи потрібні в якості каталізаторів в хімічних реакціях перетворення макрокомпонентів в корисні речовини. Власне, в цьому і полягає суть обміну речовин.
Було встановлено, що саме водорозчинні вітаміни виконують певні функції в якості коферментів:
- Тіамін (вітамін В1) в тканинах тварин присутній у вигляді кофактора - тіамінпірофосфат. Він грає роль міжмолекулярної переносника різних хімічних груп. Наприклад, бере участь в сбраживании глюкози в спирт під дією дріжджів.
- Рибофлавін (вітамін В2) входить до складу двох коферментів флавінмононуклеотіда (FMN) і флавінаденіндінуклеотіда (FAD), служить проміжним переносником атомів водню і бере участь в реакціях окислення.
- Нікотинамід (нікотинова кислота) - компонент двох коферментів никотинамидадениндинуклеотида (NAD) і НАДФ (NADP) є переносником гідрид-іона в реакціях окислення вуглеводів і жирних кислот.
- Пантотенова кислота (вітамін В3) виявлена у всіх тканинах тварин, рослин і в мікроорганізмах, є компонентом коферменту А (кофермент ацетилування). Це переносник ацетильной групи, що бере участь у розщепленні вуглеводів і жирних кислот в аеробних умовах (з доступом кисню).
- Піридоксин (вітамін В6) складається з взаимопревращающихся з'єднань: піридоксин, піридоксаль, піридоксамін. Служить переносником аминогрупп і бере участь в продукції глутамінової кислоти.
- Біотин є фактором росту, як кофермент бере участь в реакціях карбоксилювання і виробництві оксалоацетата.
- Фолієва кислота сама по собі не має коферментной активністю, але відновлюється в тканинах до тетрагідрофолієвої кислоти, яка і є активним коферментом.
- Вітамін В12 не виробляється ні рослинами, ні тваринами, тільки деякими видами мікроорганізмів, має дві коферментниє форми: 5-дезоксиаденозилкобаламін і метилкобаламін, переносить атоми водню і метильние групи.
- Біохімічна функція аскорбінової кислоти (вітаміну С) до кінця не вивчена. Імовірно вона грає роль кофактора в реакції ферментативного гидроксилирования, при якому залишки проліну в коллагене сполучної тканини хребетних перетворюються в гідроксіпроліновие залишки. Це дає привід припускати, що аскорбінова кислота бере участь в утворенні основного компонента сполучної тканини вищих тварин.
Крім жиророзчинних вітамінів, більшість незамінних мікроелементів бере участь в біохімічних процесах у вигляді кофакторів. виконуючи як мінімум одну з трьох функцій: самі виступають в ролі каталізаторів за участю ферментного білка; утворюють спільні комплекси з субстратом і ферментом; іони металу грають роль акцептора електронів на певних стадіях катализируемого ферментами процесу (такі ферменти називають металлоферментов).
- Залізо є учасником переносів гемогруппи білків гемоглобіну і міоглобіну, учасником переносів електронів білком цитохромом.
- Мідь бере участь у перенесенні електронів, акцептором яких є кисень, присутні в реакціях з формування поперечних зшивок між поліпептидними ланцюгами колагену і еластину. Недолік міді в організмі приведе до утворення дефектного колагену, в якому немає поперечних зшивок, що в свою чергу зробить колаген та еластин, наприклад, в судинах менш міцними.
- Іони цинку необхідні приблизно ста реакцій за участю ферментів. Є кофактором дегідрогенази, ДНК-полімерази, карбоангідрази. Гормон інсулін накопичується у вигляді комплексу з цинком.
- Іони марганцю потрібні ферменту аргінази гидролизируется аргенін з утворенням кінцевого продукту - сечовини. Також іони марганцю є кофакторами деяких фосфат - переносять ферментів.
- Кобальт - є необхідним компонентом вітаміну В12.
- Селен - це кофактор глутатіонпероксидази, яка разом з пептидом глутатионом захищає клітини від руйнівної дії перекису водню.
Існує ще кілька мікроелементів: ванадій, олово, хром, кремній, користь яких відчутна, але їх функції в біохімічних процесах точно не встановлені.