Коферменты из витаминов группы B

Большинство витаминов группы B превращается в коферменты — небольшие молекулы, необходимые для работы определённых ферментов 1234.

ВитаминКоферментФерменты или реакцииДефицит
Тиамин (B1)ТиаминпирофосфатПируватдегидрогеназа, 2-оксоглутаратдегидрогеназа и дегидрогеназа 2-оксокислот с разветвлённой цепью; транскетолаза 1Бери-бери, энцефалопатия Вернике 1
Рибофлавин (B2)ФМН, ФАДГлутатионредуктаза, MTHFR 2Арибофлавиноз: хейлоз, глоссит, анемия 2
Ниацин (B3)НАД+, НАДФ+Дегидрогеназы 3Пеллагра 3
Пантотеновая кислота (B5)Кофермент АПеренос ацильных групп 5Встречается редко 5
Витамин B6Пиридоксаль-5′-фосфатАминотрансферазы, декарбоксилазы, гликогенфосфорилаза 4Микроцитарная анемия, судороги 4
Биотин (B7)Связанный с ферментом биотинАцетил-КоА-карбоксилаза, пируваткарбоксилаза, пропионил-КоА-карбоксилаза и β-метилкротонил-КоА-карбоксилаза 6Дерматит, выпадение волос, атаксия 6
Фолаты (B9)ТетрагидрофолатПеренос одноуглеродных фрагментов при синтезе оснований ДНК и метионина 7Мегалобластная анемия 8
Витамин B12Метилкобаламин, аденозилкобаламинМетионинсинтаза, метилмалонил-КоА-мутаза 9Мегалобластная анемия, миелонейропатия 8

В пируватдегидрогеназном комплексе компонент E1 с участием тиаминпирофосфата декарбоксилирует пируват и восстановительно ацетилирует липоильную группу компонента E2; затем E2 переносит ацетильную группу на кофермент А, а E3 с участием ФАД и НАД+ вновь окисляет дигидролипоильную группу 10.

Цикл липоильной группы пируватдегидрогеназного комплексаМитохондриальный матрикс
123S-Ацетилдигидролипоил-E2Дигидролипоил-E2Липоил-E2
  1. S-Ацетилдигидролипоил-E2Дигидролипоил-E2Дигидролипоамидацетилтрансфераза (E2; DLAT)Кофермент А → ацетил-КоА
  2. Дигидролипоил-E2Липоил-E2Дигидролипоамиддегидрогеназа (E3; DLD)ФАД, НАД+ → НАДНЭлектроны переносятся с дигидролипоильной группы на ФАД, а затем на НАД+
  3. Липоил-E2S-Ацетилдигидролипоил-E2Пируватдегидрогеназа (E1; PDHA1, PDHB)Тиаминпирофосфат, Mg2+, Пируват → CO2Декарбоксилирует пируват, затем восстановительно ацетилирует липоильную группу

При дефиците B12 фолаты задерживаются в форме 5-метилтетрагидрофолата, как описано в главе об обмене одноуглеродных фрагментов 8.

Витамин C и коллаген

Витамин C должен поступать в организм человека с пищей; он необходим для синтеза коллагена — основного белка кожи, костей и соединительной ткани 11.

Аскорбат поддерживает ион металла в составе диоксигеназ в восстановленном состоянии, а пролил- и лизилгидроксилазам проколлагена он необходим для проявления максимальной активности 11. Пролил-4-гидроксилаза — фермент, содержащий негемовое железо, — образует 4-гидроксипролин, который значительно повышает термостабильность тройной спирали коллагена 12. У взрослых цинга, проявляющаяся кровоточивостью дёсен, кровоподтёками и плохим заживлением ран, развивается при концентрации аскорбата в плазме ниже 10 µmol/L; для её предотвращения достаточно 10 mg витамина C в сутки 11.

Витамин K и варфарин

Витамин K необходим для активации ряда белков свёртывания крови, а варфарин действует, блокируя его регенерацию 13.

γ-Глутамилкарбоксилаза превращает остатки глутамата факторов II, VII, IX и X и протеинов C, S и Z в остатки γ-карбоксиглутамата, одновременно окисляя гидрохинон витамина K до эпоксида 13. Эпоксидредуктаза витамина K восстанавливает эпоксид до хинона, а затем до гидрохинона; варфарин ингибирует обе реакции 14.

Цикл витамина KМембрана эндоплазматического ретикулума, особенно в печени и костной ткани
123Гидрохинон витамина KЭпоксид витамина KХинон витамина K
  1. Гидрохинон витамина KЭпоксид витамина Kγ-Глутамилкарбоксилаза (GGCX)Глутамат → γ-карбоксиглутамат, CO2, O2Карбоксилирует факторы II, VII, IX и X и протеины C, S и Z
  2. Эпоксид витамина KХинон витамина KЭпоксидредуктаза витамина K (VKORC1)ВарфаринПри каждом восстановлении окисляются два цистеина активного центра фермента
  3. Хинон витамина KГидрохинон витамина KЭпоксидредуктаза витамина K (VKORC1)Варфарин

Эту редуктазу кодирует ген VKORC1; вариант c.-1639G>A в его промоторе снижает экспрессию фермента и необходимую дозу варфарина 15. Дефицит витамина K удлиняет протромбиновое время и вызывает кровотечения 13. В странах Западной Европы при отсутствии профилактики частота поздних кровотечений, обусловленных дефицитом витамина K, составляла 4,4–7,2 случая на 100 000 новорождённых; относительный риск оценивался в 81 13.

Витаминные добавки у взрослых без дефицита

В испытаниях с участием взрослых без выявленного дефицита витаминные добавки почти или совсем не защищали от сердечно-сосудистых заболеваний, рака и смерти 16.

Согласно обзору данных, подготовленному для Рабочей группы по профилактическим услугам США (USPSTF), в двух испытаниях с участием 15 031 человека приём витамина C по 500 mg в сутки в течение 3–8 лет пользы не принёс 16. Приём поливитаминов был связан с более низкой заболеваемостью раком (отношение шансов 0,93; 95% ДИ 0,87–0,99; 4 испытания, 48 859 участников); в испытаниях с достаточной статистической мощностью абсолютная разница составила от −0,2 до −1,2 процентного пункта 16.