DR. PIYAPORN TUMNARK
Enzyme activators ต้องมีตวั ชว่ ยถงึ จะทาํ งานได้ ทํางานเดียวๆไมต่ ้องมตี วั ช่วย ion ของโลหะ เชน Fe, Zn เป็นโปรตีนแตท่ ํางานไมไ่ ด้ FAD = VitamoinB2 NAD=VitaminB5
Holoenzyme (Aponenzyme + Cofactor) โปรตนี ทีไ่ มทาํ งาน (ตองมีตวั มากระตุน )
Enzymes VS Cofactors Enzymes: a protein that accelerates the rate of a chemical reaction. – Enzymes are required for all metabolic reactions Cofactors: a molecule that combines with an enzyme to activate it. – Some metabolic reactions require cofactors Coenzyme: organic compound (e.g., FAD (Vit.B2), NAD (Vit.B5) Metal ions: Inorganic compound (e.g., Mg2+, K+, Ca2+)
Coenzyme
Cofactors Vitamins Coenzyme Minerals Metalloenzyme Metal-activated enzyme
คุณสมบตั ิและหนา้ ทีของวติ ามิน เป็ นสารประกอบอนิ ทรียท์ ีไมใ่ หไ้ ม่ใหพ้ ลงั งาน มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีทีเกิดขึนภายในร่างกาย ทาํ หนา้ ทีเป็ นโคเอนไซม์ โคเอนไซมจ์ บั อยกู่ บั เอนไซมห์ ลวมๆ ช่วยปฏิกิริยาให้ เกิดขึนถา้ ไมม่ ีโคเอนไซมท์ ีเป็นวิตามินนีปฏิกิริยาบางอยา่ งเกิดขึนไม่ได้ จาํ เป็ นสาํ หรับกระบวนการเมทาบอลึซึมของร่างกาย การสร้างเนือเยอื (Anabolism) การสลายตวั ของเนือเยอื (Catabolism) การสะสมพลงั งานของร่างกายและการนาํ พลงั งานออกมาใช้ หนา้ ทีของวิตามินในกระบวนการเหล่านีจึงเป็ นหนา้ ทีทีจาํ เป็นตอ่ การดาํ รงชีวติ เป็ นอยา่ งยงิ
ประเภทของวติ ามิน 8B 1C
คุณสมบตั ิและหนา้ ทีของวิตามิน
Vitamin B Complex
Vitamin B complex and Metabolism
Vitamin B complex and Metabolism
Active form of Thiamine (B1) • Biologically active form thiamine pyrophosphate (TPP) thiamine diphosphotransferase thiamine thiamine pyrophosphate (TPP) (active form)
Function as a cofactor 3 1 2
Pyruvate Dehydrogenase Complexes Aerobic glycolysis ในภาวะทีม่ ี oxygen เพียงพอ pyruvate จะ ถกู สง เขา มาใน mitochondria และ ถูก เปล่ียนเปน acetyl CoA ดวย pyruvate dehydrogenase (PDH) เพ่อื เขาสู Krebs cycle * Pyruvate dehydrogenase • อาศัย coenzyme : • thiamine (B1) • lipoic acid • CoA • FAD (B2) • NAD (B3)
Deficiency in Thiamine intake • Decreased ATP production • Impaired cellular function
Deficiency in Thiamine intake • Dry Beriberi: muscle wasting and nerve damage, heart failure
Active form of Riboflavin (B2) • Precursor for 2 coenzymes FMN (Flavin mononucleotide) FAD (Flavin adenine dinucleotide) FMN/FAD + apoenzyme Enzyme (yellow enzyme/flavoproteins) Hydrogen transfer: dehydrogenase, oxidase
Flavoprotein functions 1. Dehydrogenase : สง Hydrogen ใหส ารอ่นื ท่ไี มใช oxygen Glutathione reductase NADPH2 FAD oxidized glutathione NADP+ FADH2 reduced glutathione 2. Oxidase : สง Hydrogen ใหกบั oxygen รวมกนั ได H2O2 L - amino acid oxidase substrate FMN H2O2 oxidized substrate FMNH2 O2
Flavoprotein functions • Redox reactions (TCA, glycolysis, etc.) • Electron transfer : FMNH2, FADH2
Deficiency in Riboflavin intake
Active form of Niacin (B3) • Precursor for 2 coenzymes: NAD+ (Nicotinamide adenine dinucleotide) NADP+ (NAD phosphate) • NAD+ & NADP+ : cofactors for numerous dehydrogenase & reductase CHO : Pentose phosphate pathway (PPP), Decarboxylation (pyruvate , α-ketoglutarate),Lactate dehydrogenase (LDH) Amino acid : Glutamate dehydrogenase Lipid : β-oxidation synthesis of FA, TG, steriod, cholesterol
Biosynthesis of NAD+ & NADP+
Function as a cofactor
Deficiency in Niacin intake
Active form of Pantothenic Acid (B5) • Required for synthesis of CoA • A component of the acyl carrier protein (ACP) of fatty acid synthase
Biosynthesis of CoA CO2 Phosphopantothenoylcysteine decarboxylase
Function as a cofactor • Required for the metabolism of… o Carbohydrate via the TCA cycle o All fats o Proteins • At least 70 enzymes : require CoA or ACP derivatives for their functions. Deficiency in Pantothenic Acid intake • Extremely rare • Symptoms are difficult to assess and resemble those of other B vitamin deficiencies
Active form of Pyridoxin (B6) • Pyridoxal, pyridoxamine and pyridoxine are collectively known as vitamin B6. pyridoxal pyridoxamine pyridoxine • Converted to pyridoxal phosphate (the biologically active form of vitamin B6) catalysed by pyridoxal kinase pyridoxal phosphate (PLP)
Function as a cofactor • Cofactor in enzymes involved in transamination reactions (synthesis and catabolism of amino acids) • Cofactor for glycogen phosphorylase in glycogenolysis Deficiency in Pyridoxin (B6) intake • ภาวะขาด B6 พบนอย มักจะเปน การขาดวิตามิน B รวม
Active form of Biotin (B7) • Biotin occurs in 8 different forms but only one of these, D-biotin, is found in nature and has full vitamin activity. • แบคทเี รยี ในลาํ ไสส งั เคราะหไ ดมาก
Function as a cofactor • Biotin เป็ น coenzyme ของ carboxylase enzyme • Carboxyl carrier (เติม carbon 1 อณใู หส ารอ่ืน)
Function as a cofactor Carboxylase enzyme ในคนมี 4 ชนดิ : 1. Pyruvate carboxylase : gluconeogenesis pyruvate oxaloacetate 2. Acetyl CoA carboxylase : fatty acid synthesis acetyl CoA malonyl CoA 3. Propionyl CoA carboxylase : catabolism branched chain amino acid propionyl CoA methylmalonyl CoA 4. 3-methylcrotonyl CoA carboxylase : catabolism leucine
Deficiency in Biotin intake • ไมค อยพบ • ผูปว ยท่ไี ดร บั ยา antibiotic เปน เวลานาน จะไปทาํ ลาย แบคทีเรียในลาํ ไส ทําใหผลติ biotin ไมได • คนทกี่ นิ ไขข าวจํานวนมากๆ เพราะในไขข าวมี glycoprotein avidin glycoprotein avidin + biotin (in food) avidin-biotin complex (ยอ ยและดดู ซึมไมไ ด)
Active form of Cyanocobalamin (B12)
B12 digestion & absorption Must be hydrolyzed from protein in order to be active
Function as a cofactor There are only two reactions in the body that require vitamin B12 as a cofactor. 1) During the catabolism of fatty acids
Function as a cofactor 2) Amino acid metabolism: the conversion of homocysteine to methionine and is catalyzed by methionine synthase.
Deficiency in B12 intake • The liver can store up to six years vitamin B 12 , therefore deficiencies in this vitamin are rare. • Pernicious anemia: a blood disorder that reflects a vitamin B12 deficiency caused by lack of intrinsic factor and characterized by abnormally large and immature red blood cells. Other symptoms include muscle weakness and irreversible neurological damage
Active form of Folate Active form of folic acid is tetrahydrofolate (THF) Structure: 3 Rings of folic acid + 1 or more molecules of the amino acid glutamate (or glutamic acid). The number of glutamate molecules affects the absorption and metabolism of folate or folic acid in the body.
Active form of Folate • Folic acid is reduced within cells (principally the liver where it is stored) to tetrahydrofolate (THF) through the action of dihydrofolate reductase (DHFR)
Function as a cofactor One-carbon transfer reaction • folate coenzymes mediate the transfer of one-carbon units in many nucleic acids & amino acids metabolisms • Nucleic acid metabolism The synthesis of DNA from its precursors (thymidine and purines) is dependent on folate coenzymes. • Amino acid metabolism The synthesis of methionine from homocysteine requires a folate coenzyme as well as a vitamin B12- dependent enzyme. o folate deficiency synthesis of methionine homocysteine o Increased levels of homocysteine : toxic to cells
Deficiency in Folate intake Megaloblastic anemia • จาก impaired DNA synthesis • RBC ขนาดโต • hypersegmented neutrophil • nearly identical to those described for vitamin B12 deficiency • ไมม่ อี าการทางระบบประสาทรว่ มดว้ ย • ให ้ folate แลว้ หาย
Active form of Ascorbic acid (C)
Function of Vitamin C 1. Main function : reducing agent Hydroxylation of proline residues in collagen
Search
