磷酸吡哆醛是一些转氨酶,脱羧酶及氨基酸合酶的辅酶。
磷酸吡哆醛即维生素B6,包括吡哆醛、吡哆胺、吡哆醇,在体内以磷酸酯的形式存在。其中磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可以互相转变,皆为活性型。磷酸吡哆醛是氨基酸代谢中的转氨酶及脱羧酶的辅酶,能促进谷氨酸脱羧,增进γ-氨基丁酸的生成,后者是神经抑制性递质。磷酸吡哆醛是瓜氨酸的辅酶,又是鸟氨酸的辅酶,是临床上用于治疗帕金森综合症的药物。促进转氨酶进行转氨作用提高体内多巴胺的含量。
常见的辅酶
1、硫胺素 即维生素B1。它在生物体内的辅酶形式是硫胺素焦磷酸 (TPP)(图1[硫胺素焦磷酸(TPP)的结构式])。
硫胺素焦磷酸过去也称为辅羧酶。它在动物糖代谢中起着重要作用,例如丙酮酸在脱羧作用时需要它。在TPP缺少的情况下,代谢中间物丙酮酸不能顺利脱羧会积聚于血液和组织中而出现神经炎症状。TPP 还是其他酶例如 -酮酸氧化酶、转酮醇酶的辅酶。TPP催化的酶反应还需要有镁离子的存在。
2、烟酰胺 是一系列酶类的辅酶的前体。
很早就知道烟酰胺可以防止糙皮病。1904年已知酒精发酵时不能缺少一种叫辅酶Ⅰ的物质,1933年这种辅酶Ⅰ被分离出来。1934年德国生化学家O.瓦尔堡又分离出一个与辅酶Ⅰ相近似的物质,称为辅酶Ⅱ,并证实了烟酰胺是这两种辅酶的组成部分,现在已经弄清楚辅酶Ⅰ的化学组成是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD),辅酶Ⅱ的化学组成为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NAD)。
以NAD(和NADP(为辅酶的酶,称为吡啶核苷酸(或烟酰胺核苷酸)连接的脱氢酶。这些酶催化细胞内的氧化还原反应。一般说来,与NAD(相连的脱氢酶类通常与呼吸过程有关,而与NADP(相连的则与生物合成反应有关。
3、核黄素 即维生素B2。参与组成两种辅酶,是细胞内的氧化还原系统的主要成分,它们是黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。
FMN和FAD是一系列黄素连接的氧化还原酶或称为黄素蛋白类的辅酶,从它们与酶蛋白结合紧密的程度来说,也可认为是辅基。这些酶中有的除了FMN或FAD外,还需要一些金属辅助因子,如铁或钼离子等。因此它们被称为金属黄素蛋白。这些酶催化一系列可逆或不可逆的细胞中的氧化还原反应。
4、吡哆醛及其衍生物 吡哆醛、吡哆胺和吡哆醇总称为维生素B6(图3[维生素的结构式]的结构式" class=image>)。维生素B6参与形成两种辅酶,即吡哆醛磷酸和吡哆胺磷酸。
需要吡哆醛磷酸或吡哆胺磷酸作为辅酶的酶在氨基酸代谢中特别重要,催化转氨、脱羧以及消旋作用等。
5、生物素 作为一些酶的辅基而起辅因子作用。它以共价键的形式通过酰胺键和脱辅基酶蛋白的一个专一赖氨酰残基的ε- 氨基相连。ε-N-生物素酰-L-赖氨酸称为生物胞素(biocytin) (图4[生物素作为辅基的形式])。
需要生物素的酶类能催化二氧化碳的参入 (羧化作用)或转移,因而生物素和二氧化碳的固定密切相关。在羧化作用时还需要腺苷三磷酸(ATP)和镁离子的存在,此外生物素在蛋白质生物合成中以及转氨基作用中也起着重要作用。
6、泛酸 最初作为酵母的生长因子被分离出来。由于在生物中广泛存在,因而被称为泛酸。泛酸的辅酶形式是辅酶A(CoA或CoASH),是酶促乙酰化作用的辅助因子(图5[辅酶A的结构式]),在生物学上的重要性是作为酰基的载体或供体,在代谢上尤其是脂肪酸的代谢上甚为重要。
7、叶酸 由于最早是从菠菜叶中被分离出来,故名。
叶酸的辅酶形式是四氢叶酸(图6[四氢叶酸的结构式]),它作为酶促转移一碳基团(如甲酰基等)的中间载体而在嘌呤类、丝氨酸、甘氨酸和甲基基团的生物合成中起作用。此外,叶酸在核蛋白的生物合成上也是不可缺少的。
8、维生素 在20年代已经发现给病人吃动物的肝能治疗恶性贫血,说明肝中有一种因子对恶性贫血有效。现在维生素B12已经被分离提纯并且结构也已弄清。维生素B12的结构中有一个咕啉(corrin)环系统,并且含有钴离子及氰基(CN),故又称氰钴胺素。纯净的维生素B12溶液呈红色,这也是一般钴化合物的特征。作为辅酶时,维生素B12中的CN被5’-脱氧腺苷基团所代替,称为辅酶B12。这是一个不稳定的化合物,当有氰化物存在或暴露于光照下即转变为维生素B12。如以5’-脱氧腺苷基代替式中的黑体-CN基,就是辅酶B12的结构式。
吡哆醇,是维生素B6的一种存在形式,其他还有以吡哆醛和吡哆胺的形式存在于饲料中,三种形式的生物活性相同,维生素B6是转氨酶的辅酶,参与氨基酸和酮酸的转变;另外,磷酸吡哆醛是谷氨酸、酪氨酸、精氨酸及其他一些氨基酸脱羧酶的辅酶。也是丝氨酸、苏氨酸脱氨基酶的辅酶;维生素B6是含硫氨基酸及色氨酸正常代谢所必需;维生素B6能增加氨基酸及钾离子逆浓度进入细胞的运转速度。维生素B6在维护中枢神经系统的功能中也起着关键作用。它对脂肪和碳水化合物的代谢、色氨酸的分解和各种矿物质无机盐的代谢有一定作用。饲粮中缺乏维生素B6,可导致食欲减退,生长慢。严重缺乏时,出现眼周褐色渗出液,抽搐,共济失调,昏迷和死亡。缺乏的典型特征是感觉神经元外周髓脂质和轴突退化,引起皮炎,血细胞低色素性贫血,脂肪肝。一般来说,在玉米一豆饼型饲粮中,不必添加维生素B6,因为在这类饲料中吡哆醇的含量丰富,其生物利用率约40%~60%。猪对维生素B6需要量为每千克饲料1~2毫克。在生产中也不易产生明显的缺乏症。亚麻饼中含维生素B6的抑制因子,所以如饲粮中含有亚麻饼时,应注意添加适量的维生素B6。
辅酶是一类可以将化学 基团从一个酶转移到另一个酶上的有机小分子,与酶较为松散地结合,对于特定酶的活性发挥是必要的。有许多 维他命及其衍生物,如 核黄素、硫胺素和叶酸,都属于辅酶。这些化合物无法由人体合成,必须通过饮食补充。不同的辅酶能够携带的化学基团也不同:NAD+或NADP+携带氢离子,辅酶A携带乙酰基,叶酸携带甲酰基,S-腺苷基蛋氨酸也可携带 甲酰基。
定义
与酶蛋白结合疏松,用透析法容易与蛋白部分分开的有机小分子。
由于辅酶在酶催化反应中其化学组分发生了变化,因此可以认为辅酶是一种特殊的 底物或者称为“第二底物”。这种所谓的第二底物可以被许多酶所利用。例如,目前已知有约七百种酶可以利用辅酶NADH进行催化。
在细胞内,反应后的辅酶可以被再生,以维持其胞内浓度在一个稳定的水平上。例如,NADPH可以通过磷酸戊糖途径和甲硫氨酸腺苷基转移酶作用下的S-腺苷基蛋氨酸来再生。由于辅酶的再生对于维持酶反应体
系的稳定是必要的,因此,辅酶 再生系统获得了大量的实验室以及工业应用。
常见的辅酶
硫胺素
即维生素B1。它在生物体内的辅酶形式是 硫胺素焦磷酸 (TPP)(图1[硫胺素焦磷酸(TPP)的 结构式])。
硫胺素焦磷酸过去也称为 辅羧酶。它在动物糖代谢中起着重要作用,例如丙酮酸在脱羧作用时需要它。在TPP缺少的情况下,代谢中间物丙酮酸不能顺利 脱羧会积聚于血液和组织中而出现神经炎症状。TPP 还是其他酶例如 -酮酸氧化酶、 转酮醇酶的辅酶。TPP催化的酶反应还需要有 镁离子的存在。
烟酰胺
是一系列酶类的辅酶的前体。
很早就知道烟酰胺可以防止糙皮病。1904年已知酒精发酵时不能缺少一种叫 辅酶Ⅰ的物质,1933年这种辅酶Ⅰ被分离出来。1934年德国生化学家O.瓦尔堡又分离出一个与辅酶Ⅰ相近似的物质,称为 辅酶Ⅱ,并证实了烟酰胺是这两种辅酶的组成部分,现在已经弄清楚辅酶Ⅰ的化学组成是 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD),辅酶Ⅱ的化学组成为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)。
以NAD(和NADP(为辅酶的酶,称为 吡啶核苷酸(或烟酰胺核苷酸)连接的脱氢酶。这些酶催化细胞内的氧化还原反应。一般说来,与NAD(相连的脱氢酶类通常与呼吸过程有关,而与NADP(相连的则与 生物合成反应有关。
辅酶I
(NAD)
化学名为烟酰胺腺嘌呤二核甘酸或二磷酸烟苷,在哺乳动物体内存在氧化型(NAD+)和还原型(NADH)两种状态,是人体氧化还原反应中重要的辅酶。同时,它是NAD+依赖型ADP核糖基转移酶的唯一底物,这类酶在体内主要有三种:1.ADP核糖基转移酶或聚核糖基聚合酶(PARP);2.环ADP核糖合成酶(cADPR synthases) ;3.III蛋白型赖氨酸去乙酰化酶Sirtuins。这类酶将辅酶I(NAD+)作为底物分解成ADP核糖和烟酰胺(Nam),在不同细胞中发挥不同生理功能[2]。
核黄素
即维生素B2。参与组成两种辅酶,是细胞内的氧化还原系统的主要成分,它们是黄素单核苷酸(FMN)和 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。
FMN和FAD是一系列黄素连接的氧化还原酶或称为 黄素蛋白类的辅酶,从它们与 酶蛋白结合紧密的程度来说,也可认为是辅基。这些酶中有的除了FMN或FAD外,还需要一些金属辅助因子,如铁或钼离子等。因此它们被称为 金属黄素蛋白。这些酶催化一系列可逆或不可逆的细胞中的氧化还原反应。
吡哆醛及其衍生物
吡哆醛、 吡哆胺和 吡哆醇总称为维生素B6(图3[维生素的结构式]的结构式"class=image>)。维生素B6参与形成两种辅酶,即吡哆醛磷酸和吡哆胺磷酸。
需要 吡哆醛磷酸或吡哆胺磷酸作为辅酶的酶在氨基酸代谢中特别重要,催化 转氨、 脱羧以及消旋作用等。
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