Реферати » Реферати з біології » Вітамін К

Вітамін К

Дойзі отримує Нобелівську премію за відкриття хімічної структури вітаміну К.
1974
Стенфло з співр. і Нелсестуен з співр. показали залежну від вітаміну К стадію у синтезі протромбіну.
1975
Есмон і співр. відкривають залежне від вітаміну К карбоксилювання протеїну в печінці.
Дослідження хімічної природи вітамінів К призвело до висновку, що в основі їх молекули лежить структура 2-метил-1 ,4-нафтохінону, який, як і природні вітаміни К, володіє антигеморрагическим дією.

2. ХІМІЧНЕ БУДОВА
Природні вітаміни К є похідними 2-метил-1 ,4-нафтохінону, у яких в положенні 3 водень замінений на залишок спирту фитола або на ізопреноідную ланцюг з різним числом вуглецевих атомів:

2-метил-1 ,4-нафтохінон

Вітамін К1, филлохинон, фітохінон
(2-метил-3-Фітільов-1 ,4-нафтохінон)

Вітамін К2 представлений декількома формами, що відрізняються по довжині изопреноидной ланцюга. Виділено похідні з бічним ланцюгом з 20, 30 і 35 вуглецевих атомів.


Вітамін К2 (20)

Вітамін К2 (30)
(2-метил-3-діфарнезіл-1, 4 - нафтохінон)

Вітамін К2 (35)

Крім природних вітамінів К, в даний час відомий ряд похідних нафтохінона, що володіють антигеморрагическим дією, які отримані синтетичним шляхом. До їх числа відносяться наступні з'єднання:


Вітамін К3
(2-метил-1 ,4-нафтохінон)
Вітамін К4
(2-метил-1 ,4-нафтогідрохінон)


Вітамін К5
(2-метил-4-аміно-1-нафтогідрохінон)
Вітамін К6
(2-метил-1 ,4-діамінонафтохінон)

Вітамін К7
(3-метил-4-аміно-1-нафтогідрохінон)

| У 1943 р. А. В. Палладін і М. М. Шемякін синтезували Дисульфідні похідне 2-метил-1, 4-нафтохінона, що отримало назву вікасолу, який застосовується в медичній практиці як замінник вітаміну К:

Вікасол


3. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
Вітамін К1 представляє собою світло-жовте масло, яке кристалізується при температурі-20 ° і кипить при 115-145 ° у вакуумі. Ця речовина розчинно в хлороформі, діетиловому ефірі, етиловому спирті та інших органічних розчинниках. Його розчини поглинають УФ промені. Так, в петролейном ефірі максимуми адсорбції знаходяться при довжині хвилі, що дорівнює 243, 249, 261, 270 і 325 нм. У цьому ряду найбільшу оптичну щільність (= 420) вітамін К проявляє при К = 249 нм.
Вітамін К2 - жовтий кристалічний порошок з температурою плавлення 54 °, розчиняється в органічних розчинниках. Він має адсорбційні спектри, подібні з такими вітаміну К1, але менш інтенсивно поглинає УФ промені. Наприклад, в петролейном ефірі максимум його поглинання знаходиться при 248 нм і становить = 295.
Вітамін К3 являє собою лимонно-жовта кристалічна речовина з характерним запахом. Температура плавлення 160 °. Він слабо розчинний у воді, що обумовлено відсутністю в його молекулі довгою вуглеводневої ланцюга.
Вітаміни К, що містять в положенні 3 ізопреноідную ланцюг, відносяться до світлочутливим з'єднанням. При висвітленні ультрафіолетом відбувається фотоліз, відщеплюється ізопреноідная ланцюг, який заміщає гідроксил, а молекула фитола окислюється в кетон Фітон.
Вітаміни К, будучи, як сказано вище, похідними нафтохінона, мають здатність до окисно-відновних реакцій. На цій здатності вітамінів К засновано кількісне визначення їх полярографическим методом. Нафтохіноновая молекула, приєднуючи два водню, переходить в нафтогідрохіноновую. Ця реакція в присутності кисню повітря оборотна. Реакція відновлення нафтохінонів (забарвлених речовин) супроводжується їх знебарвлення.
Вітаміни К здатні безпосередньо взаємодіяти з киснем, приєднуючи його в положенні 2, 3 молекули нафтохінона. Продуктом окислення є епоксид:

Епоксид вітаміну К1

епоксиди вітамінів К зберігають вітамінну активність вихідних молекул.
Вітамін К3 під впливом світла і кисню повітря може давати дімерная похідне:

Димер вітаміну К3

Як зазначено вище, бісульфідное похідне вітаміну К3 володіє вітамінної активністю. Це важливий для медичної практики речовина отримують впливом бісульфіту натрію на 2-метил-1 ,4-нафтохінон.
Добрими стабілізаторами вітаміну К є монокальціевий фосфат, пірофосфати натрію або калію та ін, стабілізуючу дію яких полягає в підтримуванні у водному розчині кислої реакції (рН = 4,8). Суміш 0,5 кг пропарений соєвої муки з 140 г менадион-натрій-бісульфат і 26 г СаН4 (РO4) 2 стабілізує вітамін на 97% протягом трьох місяців.

4. СПЕЦИФІЧНІСТЬ БУДІВЛІ. Гомовітаміни І антивітамін К
К-вітамінною активністю володіють багато похідні нафтохінона (див. стор 68). Залежно від деталей їх структурі істотно змінюється величина біологічної активності з'єднання. Порівняльна оцінка біологічної активності вітамінів групи К представлена ??в табл. 2.
Таблиця 2
Біологічна активність вітамінів групи К
Вітаміни
Активність,%
Вітаміни
Активність,%
К1
100
К5
100
К2
60
К6
100
К3
300
К7
100
К4
200


Як видно з даних табл. 2, гідрування хіноїдному груп, що знаходяться в положенні 1,4, не робить істотного впливу на біологічну активність вітамінів К. Водночас гідрування самого Нафтохіноновая ядра призводить до майже повної втрати біологічної активності молекули. Заміна гідроксильної групи на аміногрупу не супроводжується втратою біологічної активності вітаміну. Для прояву біологічної активності обов'язково наявність метильної групи в положенні 2 Нафтохіноновая ядра. Введення метильної групи в інших позиціях Нафтохіноновая системи супроводжується різким зменшенням фізіологічної ролі з'єднання.
Являє особливий інтерес вплив зміни довжини бічної изопреноидной ланцюга на біологічну активність похідних нафтохінонів. Виявляється, що як вкорочення, так подовження вуглеводневого ланцюга викликає зниження вітамінної активності препарату. Поряд з цим повне видалення бічного ланцюга збільшує активність молекули в три рази.
Введення гідроксильних груп у різні позиції Нафтохіноновая ядра, за винятком положень 1 і 4, майже повністю позбавляє з'єднання вітамінної активності. Прикладом 'такого з'єднання є фтіокол, або 2-метил-З-гідрокси-11 ,4-нафтохінон:

Фтіокол

Це з'єднання майже не володіє К-вітамінною активністю , за даними деяких учених навіть має антивітамін властивості. Деякі хімічні сполуки, що мають окремі риси подібності в будові з вітамінами групи К, володіють антивітамін властивостями. Одним з перших антивитаминов До був відкритий дикумарол - речовина, виділена з зіпсованого сіна бобових рослин (буркун, конюшина):

дикумарол
(3,3 '-метилен-біс-4-оксикумарин)

Іншим представником антивитаминов К є похідне фтіокола 2,2 '-метилен-біс (3-гідрокси-1 ,4-нафтохінон) представляє собою похідне двох молекул фтіокола, формула якого наводиться нижче:

2,2 '-метилен-біс (3-гідрокси-1 ,4-нафтохінон)

Третім представником цієї групи сполук є варфарин:

Варфарин

Всі названі речовини мають геморагічним дії на організм.

5. БІОХІМІЧНІ ФУНКЦІЇ
Як зазначено вище, виявлення К-авітамінозу було пов'язано з клінічною картиною, що показує уповільнення процесів згортання крові. Це виражалося в точковому Кровоізлія в тканини. Кров, взята з організму К-авітамінозних курчат та інших тварин, годинами залишалася рідкою при її зберіганні.
У наступні роки було з'ясовано, що вітамін К має відношення до синтезу протромбіну - одного з факторів складної ферментативної системи згортання крові. Роль системи полягає у перетворенні розчинного в плазмі білка фібриногену під ферментативною дією тромбіну спочатку в мономірним форму білка фібрину, а потім у полімерний, вже нерозчинний білок фібрин. Тромбін утворюється з протромбіну. Особливо складним є багатоступінчастий процес перетворення протромбіну в тромбін. У плазмі крові постійно містяться плазмові фактори згортання крові (див. табл. 3), що є білковими речовинами, і іони кальцію. У формених елементах крові - тромбоцитах - міститься особливий ліпопротеїд, званий тромбопластином тромбоцитів, або фактором III тромбоцитів. При руйнуванні тромбоцитів цей неактивний білок перетворюється під дією білків плазми акцеллеріна і конвертин в активну тромбокіназу, яка в присутності інших названих плазмових факторів і, крім того, тканинного фактора починає ферментативний процес утворення тромбіну.

Таблиця 3
Фактори згортання, що містяться в крові
Індекс
Назва фактора
Індекс
Назва фактора.
Ф.I
Фібриноген
Ф.VII
конвертин і проконвертин
Ф.II
Протромбін (тромбін) крові
Ф.VIII
антигемофільних глобулін А
Ф.III
Повний тромбопластин
Ф.IX
антигемофільних глобулін В, фактор Крістмаса


Ф.X
Фактор Проуера-Стюарта
Ф.IV
Іони Са
Ф.XI
Фвктор Розенталя
Ф.V
Проакцеллерін
Ф. XII
Фактор Хагемана
Ф.VI
Акцеллерін
Ф.XIII
Фібрінстабілізірующій фактор


-
Вітамін К

Як видно зі схеми, вітамін К безпосередньо не входить в систему згортання крові. Він необхідний для синтезу в печінці протромбіну, проконвертина, фактора Х і фактора IX (див. табл. 3).
Спеціальне вивчення біохімічної ролі вітаміну К дозволяє припустити, що вона полягає у впливі на заключну стадію формування молекули протромбіну на посттрансляционном рівні. Поряд з цим є відомості про зміну здатності протромбіну К-авітамінозних організмів взаємодіяти з ліпідами, вуглеводами і кальцієм. Внаслідок цього порушується активирующее дія факторів ввертати системи крові та процесу перетворення протромбіну в тромбін.
Са2 +
ФIII тромбоцитів
(ліпопротеїд)
Плазмові фактори згортання

Фібриноген

аутокаталіз




Протромбін

Сторінки: 1 2 3 4 5

енциклопедія  з сиру  аджапсандалі  ананаси  узвар