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Vitamine idrosolubili. VITAMINA C Composto riducente donatore monoelettronico radicale poco reattivo ACIDO L-ASCORBICO pK = 4,2 RADICALE ASCORBILE ACIDO.

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1 Vitamine idrosolubili

2 VITAMINA C Composto riducente donatore monoelettronico radicale poco reattivo ACIDO L-ASCORBICO pK = 4,2 RADICALE ASCORBILE ACIDO L-DEIDRO ASCORBICO acido 2,3 dicheto gulonico Quindi catabolismo idrolisi irreversibile dellanello

3 alta concentrazione nelle piante Nelle foglie verdi: stessa concentrazione clorofilla tessuti non fotosintetici: protezione da stress ambientale, ozono, raggi UV Regno animale Invertebrati e pesci non sintetizzano ascorbato Anfibi, rettili, uccelli, la maggior parte dei mammiferi sintetizzano ascorbato dal glucosio Pipistrelli, scimmie superiori, uomo non sintetizzano ascorbato Inattivazione del gene per la L-gulono lattone ossidasi enzima terminale della via biosintetica ASSUNZIONE: 70-100 mg/die CARENZA: porta a scorbuto

4 COFATTORE ENZIMATICO mono- e di- ossigenasi Fe o Cu dipendenti utilizzate per la mantiene il metallo nella forma ridotta attiva sintesi del collagene: idrossilazione di prolina e di lisina sintesi delle catecolamine: dopammina noradrenalina sintesi della carnitina: due enzimi della via biosintetica amidazione del grupppo carbossilico terminale da parte della glicina (nella maturazione post sintetica di ormoni e neurotrasmettitori peptidici) REAGENTE CHIMICO Inattivazione di specie ossidanti Rigenerazione della vit E Assorbimento e metabolismo del ferro

5 I coenzimi derivanti dalle vitamine B Vitamina Coenzima Tiamina (B 1 )Tiamina pirofosfato (TPP) Riboflavina (B 2 )Coenzimi flavinici: FMN e FAD Niacina (PP)Coenzimi nicotinamidici: NAD + e NADP + Acido pantotenico (B 5 ) fosfopanteteina (nellACP) e Coenzima A (CoA) Piridossina (B 6 )Piridossalfosfato (PLP) Biotina-N-biotinil-lisina-Enzima FolatiTetraidrofolati Cobalamina (B 12 )Metilcobalammina e deossiadenosilcobalammina

6 F. G. Hopkins, C. Eijkman: Scoperta della Vitamina B1 (tiamina) (Premio Nobel per la medicina nel 1929) Dal 1926 al 1955 scoperta delle vitamine dalla B1 alla B12 VITAMINA B1 o tiamina Fabbisogno 1,2 mg/die Sindrome da Carenza di tiamina: Beri beri Interessa il sistema nervoso e cardiovascolare

7 Coenzima: tiamina pirofosfato (TPP) (Fermentazione alcolica nel lievito: piruvato decarbossilasii ) La TPP interviene nella decarbossilazione degli -cheto acidi con formazione dei derivati acil~CoA e perdita di CO 2 ; cofattore per gli enzimi - piruvato deidrogenasi, - -chetoglutarato deidrogenasi (nel Ciclo di Krebs), - deidrogenasi degli -chetoacidi a catena ramificata (nel catabolismo degli amminoacidi a catena ramificata valina, leucina, isoleucina). E il cofattore della transchetolasi, lenzima responsabile dellinterconversione dei pentosi fosfati, essenziali per la sintesi del ribosio.

8 Il centro attivo della TPP è il C-2 dellanello tiazolico, che tende a dissociare il protone per formare un carbanione

9 Coenzimi: FMN (Flavin MonoNucleotide) FAD (Flavin Adenin Dinucleotide) Funzione: partecipano a reazioni di ossidoriduzione Le proteine che li utilizzano si chiamano flavoproteine RIBOFLAVINA (vit B2)

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11 Funzioni biochimiche E il costituente fondamentale dei coenzimi ossido-riduttivi in genere deidrogenasi legati alle flavoproteine Reazioni ossidoriduttive del metabolismo intermedio ossidazione dellacido succinico (Ciclo di Krebs) ossidazione degli acidi grassi ( -ossidazione mitocondriale) ossidazione ipoxantina /xantina ad acido urico ossidazione dei coenzimi piridinici catena respiratoria

12 NIACINA (o vitamina B3 o Vit PP (Pellagra Preventing) acido nicotinico e nicotinammide (ammide dellacido nicotinico) FABBISOGNO: 15 mg /die

13 FONTI ALIMENTARI carni, fegato, legumi, caffè BIODISPONIBILITA DELLA NIACINA Nei cereali è poco biodisponibile perché legata a carboidrati complessi. La pellagra, malattia da carenza con sintomi dermatiti, diarrea, demenza (anche nota come malattia delle 3 D) era diffusa in Italia nelle zone con alimentazione a base di mais (polenta), Il mais contiene poca niacina non assorbibile ed è inoltre povero in triptofano Biosintesi nelluomo. La niacina può essere sintetizzata nelluomo da una via secondaria del catabolismo del triptofano, amminoacido essenziale (Le proteine contengono in media l1% di triptofano) Si assume che 60 mg di triptofano danno origine ad 1 mg di niacina

14 STRUTTURA E il costituente fondamentale di coenzimi ossido-riduttivi nicotinammide-adenindinucleotide (NAD + ) nicotinammide-adenindinucleotide-fosfato (NADP + ) ADP ribosio

15 Il NAD + ed il NADP + funzionano da accettori di 2 elettroni e di un protone che vengono sottratti dal substrato da specifici enzimi detti deidrogenasi piridiniche. Lossidazione del substrato porta alla formazione del coenzima ridotto (NADH o NADPH). La reversibilità della reazione catalizzata dalle deidrogenasi permette allenzima di ossidare o ridurre il substrato a seconda delle richieste metaboliche NAD + NADH + H + non è legato allenzima, funziona da co-substrato OSSIDA: alcol aldeide/chetone aldeide acido

16 NADP + è utilizzato nella via di ossidazione diretta del glucosio-6-fosfato a ribosio 5-fosfato (via dei pentosi fosfato), dove si riduce a NADPH NADPH è prevalentemente coinvolto nelle vie anaboliche quali la: - biosintesi degli acidi grassi - biosintesi del colesterolo il NADPH ha azione antiossidante: donatore di idrogeno per rigenerare il glutatione ossidato e lacido deidroascorbico nelle forme ridotte funzionali (rispettivamente glutatione ridotto GSH ed acido ascorbico) NAD + è prevalentemente usato nelle vie cataboliche ossidative: - Glicolisi - Ciclo di Krebs - -ossidazione degli acidi grassi In tali reazioni il NAD + si riduce a NADH, che si riossida a NAD + cedendo elettroni alla catena respiratoria mitocondriale

17 Reazioni non redox del NAD + il NAD è coinvolto anche in un importante funzione non-redox quale substrato per l' attività di due classi di enzimi che separano la niacina dal NAD + e trasferiscono l'ADP ribosio alle proteine ( ADP ribosilazione ) mono-ADP-ribosil transferasi poli-ADP ribosio polimerasi (PARP) Le mono-ADP-ribosil transferasi sono principalmente coinvolte nel regolare l'attività delle proteine G (mediatrici di numerosi processi cellulari) Le poli-ADP ribosio polimerasi svolgono un ruolo cruciale nella riparazione e duplicazione del DNA e nel differenziamento cellulare.

18 Fonti alimentari: ubiquitario da cui il nome (dal greco pantos) Carenza alimentare: rarissima Coenzimi fosfopanteteina (legata allAcil Carrier Protein, ACP) Coenzima A (CoA o CoASH) Funzione: trasportatori di acili HO – CH 2 – C – CH – C – NH – CH 2 – CH 2 – COO – CH 3 CH 3 OH O Acido pantotenico (vitamina B5)

19 4 fosfopanteteina - base dei due coenzimi: fosfato - acido pantotenico - cisteammina Cisteammina o beta mercaptoetilammina- deriva dallamminoacido cisteina da cui il gruppo funzionale -SH fosfato acido pantotenico

20 proteina trasportatrice di acili (ACP Acil Carrier Protein) 4fosfopanteteina legata ad una serina della proteina ACP Fa parte del complesso della ACIDO GRASSO SINTASI che sintetizza ila sintasi del palmitato utilizzando acetil CoA

21 Forma un legame tioestere con gruppi acilici di vari composti Coenzima A: attivazione dei gruppi acile

22 Utilizzo del CoA Ossidazione degli acidi grassi (mitocondrio) Sintesi del colesterolo Metabolismo dei corpi chetonici Metabolismo ossidativo del piruvato (complesso piruvato deidrogenasi) Ciclo dellacido citrico (alfa-chetoglutarico deidrogenasi) Catabolismo di molti amminoacidi

23 (tre vitameri; piridossina, piridossale, piridossammina ) Coenzima: piridossal fosfato (PLP), piridossammina fosfato (PMP) vitamina B6

24 piridossammina piridossale Piridossina Vitamine piridossal-5-fosfato piridossammina-5-fosfato cofattori

25 Legame covalente del piridossal fosfato allapoenzima

26 Transaminasi o Amminotransferasi Nella sintesi e nel catabolismo di amminoacidi Intermedio di reazione: base di Schiff Amminoacido + -Chetoglutarato -Chetoacido + Glutammato L 80-90% viene si trova nel muscolo dove si trova legato alla glicogeno-fosforilasi (enzima coinvolto nella demolizione del glicogeno) N:B: meccanismo catalitico diverso dalle reazioni che seguono e che riguardano gli amminoacidi: ha un ruolo il gruppo fosfato FUNZIONI BIOLOGICHE Cofattore di decarbossilasi di amminoacidi Decarbossila gli amminoacidi ad ammina + CO 2 biosintesi di neurotrasmettirori nel sistema nervoso: triptofano serotonina istidina istamina DOPA dopammina

27 piridossal fosfato è il cofattore della -aminolevulinato sintasi, lenzima che catalizza la prima tappa della BIOSINTESI DELLEME biosintesi della sfingosina parte dallunione di acido palmitico e serina tramite lazione dellenzima palmitil serina transferasi, vitamina B 6 dipendente;

28 Insieme al folato e alla vitamina B12 la vit B6 è coinvolta nel metabolismo dellunità monocarboniosa biosintesi della cisteina dalla metionina e metabolismo e metilazione degli acidi nucleici E coenzima della cistationina beta sintasi e cistationasi

29 BIOTINA (Vitamina H o B 7 o B 8 ) Coenzima : vitamina legata allenzima tramite legame tra acido valerianico e gruppo.ammnico di una lisina dellapoenzima Gli enzimi sono carbossilasi, ligasi che fissano CO 2 sotto forma di bicarbonato HCO 3 –. Sono enzimi ATP-dipendenti che catalizzano le reazioni di carbossilazione di alcuni composti organici.

30 enzimi biotina dipendenti acetil-CoA carbossilasi (biosintesi acidi grassi) piruvato-carbossilasi (ciclo di Krebs, gluconeogenesi) propionil-CoA carbossilasi (metaboloismo ac. grassi a n° dispari di C ; metilmalonil CoA + vit B12 succinil CoA) QUINDI le tappe metaboliche in cui partecipa la biotina sono: innesco del ciclo di Krebs (piruvato ad ossalacetato); innesco della gluconeogenesi (piruvato ad ossalacetato) biosintesi degli acidi grassi (acetil CoA a malonilCoA); metabolismo degli acidi grassi a numero dispari di atomi di carbonio (propionil CoA a metilmalonilCoA).


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