Vitaminas(Coenzimas)

Vitaminas• Las vitaminas son nutrientes orgánicos que se requieren en

cantidades pequeñas en la alimentación del ser humano, además son los precursores inmediatos de una gran parte de coenzimas.

• En términos generales las vitaminas se dividen en dos clases: • Hidrosolubles (B)• Liposolubles

• La mayor parte de las vitaminas que ingresan al organismo se convierten en coenzimas, a veces después de una reacción con ATP.

Vitaminas• La palabra vitamina fue acuñada por Casimir Funk en 1912

para describir una "amina vital" del arroz, que curaba el beriberi.

• Esta enfermedad se presentaba en humanos cuyas dietas consistían principalmente en arroz limpio pulido, por lo que se reconoció que esta degeneración neural se debía a una deficiencia nutricional.

• La sustancia anti-beriberi (tiamina) se conoció como vitamina

• Aunque se demostró que muchas vitaminas no son aminas, se ha conservado el término vitamina.

Necesidades• Vitaminas hidrosolubles: Se requieren diariamente en

pequeñas cantidades, porque son excretadas con facilidad en la orina

• Vitaminas líposolubles (A, D, E y K): Son almacenadas por los animales, y su ingestión exagerada puede causar toxicidad llamada hipervitaminosis.

Deficiencia de vitaminas

Vitaminas - Coenzimas

Vitaminas Hidrosolubles

Vitamina C• Es ácido ascórbico • Es Vitamina, pero no es coenzima.• El ácido ascórbico, es un carbohidrato• Actúa como un agente reductor durante la hidroxilación del

colágeno.• La mayoría de los animales pueden sintetizarlo pero el

humano NO.

ATP• Es el nucleósidos con actividad de coenzima, más abundante.

• Puede donar sus grupos fosforilo, en reacciones de transferencia de grupo.

• El ATP tiene una función central en el metabolismo, como cofactor de alta energía.

• El ATP también es la fuente de otras coenzimas como la S-adenosilmetionina.

S-adenosilmetionina• La S-adenosilmetionina reacciona con facilidad y es el donador

de casi todos los grupos metilo que se usan en reacciones de biosíntesis.

Se requiere para la conversión de la hormona norepinefrina a epinefrina.

NAD y NADPSon las dos formas coenzimáticas de la ácido nicotínico: • NAD → dinucleótido de nicotinamida y adenina• NADP → dinucleótido de nicotinamida y adenina fosfato

Estas coenzimas se encuentran en sus formas oxidadas (NAD+ y NADP+) y sus formas reducidas (NADH y NADPH)

• Tanto el NAD+ como el NADP+ transportan electrones para varias enzimas de un grupo denominado deshidrogenasas, que catalizan reacciones de transferencia del ion hidruro (2 H-).

La alcohol deshidrogenasa cataliza la oxidación reversible del etanol para formaracetaldehído:

El NAD+ acepta un ion hidruro (un protón sin e-) del etanol, que va a sufrir la oxidación. Se eliminan del sustrato dos átomos de hidrógeno, de forma que se produce un H+, además del ion hidruro.

La niacina las cual es el precursor del NAD Y NADP es una vitamina hidrosoluble de suma importancia que participa en el:• Metabolismo energético• Reparación del ADN• Construcción de nucleotidos• Producción de hormonas sexuales • Eliminación de tóxicos del cuerpo.

FAD y FMN• Las coenzimas: • FAD → Flavina adenina dinucleótido• FMN → flavina mononucleótido

Derivan de la riboflavina o vitamina B2.• Los mamíferos obtienen riboflavina de su alimento.

Igual que el NAD y el NADP, el FAD contiene AMP y un enlace de pirofosfato (P-O-P)

A diferencia de la NADH y NADPH, que participan sólo en la transferencia de dos electrones, las FMNH y FADH donan electrones, uno por uno, o dos al mismo tiempo.

Coenzima A• Muchos procesos metabólicos dependen de la coenzima A como la

biosíntesis de algunos carbohidratos y lípidos.• Esta coenzima interviene en reacciones de transferencia de grupo acilo.

• Con frecuencia se verá la acetil CoA al describir el metabolismo de los carbohidratos, ácidos grasos y aminoácidos.

• La acetil CoA es un compuesto rico en energía, por la alta energía del enlace de tioéster.

Pirofosfato de tiamina• La tiamina (o vitamina B1) es una vitamina esencial.• Abunda en las cáscaras de arroz y en otros cereales.• Las deficiencias de vitamina B1 causan beriberi.

La coenzima es el pirofosfato de tiamina (TPP) se sintetiza a partir de la tiamina, por transferencia enzimática de un grupo pirofosforilo del ATP.

Las descarboxilasas (carboxilasas) requieren TPP como coenzima.

Fosfato de piridoxal• Deriva de la vitamina hidrosoluble B6• Las transaminasas requieren la coenzima piridoxal-fosfato• La transaminación es la reacción dependiente de PLP más frecuente.

• En la transaminación, se transfiere el grupo α-amino de un aminoácido al grupo carbonilo de un α-cetoácido, para producir un nuevo aminoácido, o para ser excretado.

BiotinaLa biotina es un grupo prostético para enzimas que catalizan reacciones de transferencia del grupo carboxilo y reacciones de carboxilación dependientes de ATP.

Formación de oxaloacetato, a partir de piruvato y bicarbonato .

Oxalacetato, es un importante metabolito intermediario en el ciclo de Krebs

• La biotina, el bicarbonato y el ATP, forman carboxibiotina.

• La forma enolato del piruvato ataca al grupo carboxilo de la carboxibiotina, forma oxaloacetato y regenera la biotina.

Tetrahidrofolato• La estructura de la coenzima folato, que se llaman tetrahidrofolato.

• Un derivado del tetrahidrofolato (hidrofolato), participa en biosíntesis del ADN.

• Se ha estudiado la dihidrofolato reductasa como blanco de quimioterapia en el tratamiento del cáncer, como esta no puede efectuarse cuando se interrumpe la síntesis del ADN,

Cobalamina• La cobalamina (vitamina B2) es la mayor de las

vitaminas B.• Contiene cobalto en lugar del hierro que hay en

el hemo.• Participa en la transferencia de grupos metilo,

como en la regeneración de metionina.• En la estructura de la coenzima cobalamina, el

grupo R puede ser:

Grupo metilo (metil-cobalamina)

Grupo de 5-desoxiadenosilo(adenosilcobalamina).

Vitaminas Liposolubles

Vitamina A

• Ácido retinoico → Compuesto señalador que se une a proteínas receptoras dentro de las células, que regulan la expresión genética durante la diferenciación celular.

• Retinal → es un compuesto sensible a la luz, con importante papel en la visión, la absorción de un fotón de luz en el retinal dispara un impulso nervioso.

La vitamina A (retinol), es una molécula lipídica con 20 carbonos, que se obtiene en la dieta, en forma directa o indirecta, como β-caroteno.

Vitamina DLa vitamina D es un nombre colectivo de un grupo de lípidos relacionados. • D3 (colecalciferol): Se forma vitamina en humanos cuando se exponen a

suficiente luz solar• D2: Es el aditivo en leches fortificadas.

• La forma activa de la vitamina D3 y D2 son hormonas que ayudan a controlar la utilización de Ca+ en los humanos, tanto la absorción intestinal del calcio, como su depósito en los huesos.

• El raquitismo se presenta en niños y se debe a una deficiencia de vitamina D, debida a que el fosfato de calcio no cristaliza bien sobre la matriz de colágeno en los huesos

Vitamina E• La vitamina E (α-tocoferol) se considera que funciona como agente

reductor que secuestra oxígeno y radicales libres• Esta acción podría evitar daños a los ácidos grasos en las membranas

biológicas.

• Deficiencias de vitamina E, pueden causar glóbulos rojos frágiles y daño neurológico.

Vitamina K• La vitamina K (filoquinona) es una vitamina lipídica procedente de

plantas, necesaria en la síntesis de algunas de las proteínas que intervienen en la coagulación sanguínea.

• Cuando se enlaza calcio a las proteínas de coagulación, esas proteínas se adhieren a superficies de plaquetas, donde se lleva a cabo el proceso de coagulación.