Участие витаминов в процессах биосинтеза белков и нуклеиновых кислот

Ввиду особой значимости биосинтеза белков и нуклеиновых кислот для роста и развития организма остановимся на участии витаминов в этих ипжнейших реакциях анаболизма.


Исключительная роль биосинтеза белков в жизнедеятельности организма определяется прежде всего особенностью их обмена - способностью белков к непрерывному самообновлению. Исследования показали, что в организме человека в состоянии покоя ежесуточно обновляется около 30 г белка. Особенно интенсивно идут процессы обновления белков тканей печени, где в течение пяти-шести дней заменяется половина белков, некоторые из них имеют период полураспада, измеряемый часами. Велико также самообновление белков клеток крови : в течение 1 с погибает 300 тыс. клеток красной крови эритроцитов и распадается около 1 млрд молекул гемоглобина. Такое же количество эритроцитов и гемоглобина за это время вновь синтезируется. Более интенсивно эти процессы протекают в детском возрасте и, естественно, постепенно замедляются по мере старения организма.
Давно известно, что недостаточность ряда витаминов приводит к нарушению белкового синтеза. Это проявляется в замедлении процессов роста, развития, кроветворения, формирования защитных реакций организма. Для ряда витаминов (B6, B12, Bc) специфическими проявлениями недостаточности являются нарушения синтеза гемоглобина.
Участие витаминов в процессах биосинтеза белков и нуклеиновых кислот представлено на рис. 1.

Рис. 1. Участие витаминов в процессах биосинтеза белка

 

В этих процессах принимает участие ДНК, локализованная в хромосомном аппарате ядра и являющаяся носителем информации о структуре синтезируемого белка. От ДНК информация передается посредством транскрипции и трансляции на матричную РНК (мРНК). Заключительным этапом является «сборка» белка на рибосомах. Роль витаминов в этих процессах разнообразна. Во-первых, они обеспечивают биосинтез нук-леотидов, составляющих ДНК и РНК. При этом в образовании пуриновых нуклеотидов (адениновых и гуаниновых) принимают участие витамины Bi, PP, фолевая кислота и B12. Для синтеза пиримидиновых нуклеотидов (уридиновых, цитозиновых и тиминовых) предшественником служит витаминоподобное вещество - оротовая кислота.
Жирорастворимые витамины A, D, Е, К регулируют работу генов, ответственных за синтез определенных белков, стимулируя на этом уровне синтез белков, участвующих в процессах транспорта, свертываемости крови, мышечного сокращения и т. д.
Мононуклеотидтрифосфаты (АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ и ТТФ) - исходный материал биосинтеза ДНК и различных форм РНК. В процессах модификации молекулы мРНК используется реакция метилирования с участием коферментных витаминов В12, фолиевой кислоты, B15 и аденозилметионина. В образовании дезоксирибонуклеотидов - превращении ри-бозы в дезоксирибозу - используются коферментные формы витаминов PP и B2, а на заключительном этапе «сборки» молекулы белка на рибосоме принимают участие аминокислоты, мРНК тРНК, АТФ (ГТФ), ферменты синтеза, их белковые активаторы. В формировании необходимого для окончательного построения молекулы белка пула аминокислот большое значение имеют витамины, в частности Вб, катализирующий реакции синтеза заменимых аминокислот из продуктов углеводного и липндного обмена, аскорбиновая кислота, способствующая превращению аминокислот пролина и лизина в их гидроксипроизводные, которые необходимы для синтеза эластина и коллагена. Наконец, многие процессы биосинтеза энерго-зависимы. Доказано, что на образование одной пептидной связи необходимо четыре молекулы АТФ (или ГТФ). Таким образом, витамины — участники процессов катаболизма, энергообразования (см. рис. 1), также связаны с анаболическими процессами биосинтеза белка, обеспечивая их энергией.
Итак, мы смогли убедиться в том, что витамины жизненно необходимы для человека. Казалось бы, легко решить проблему обеспечения ими населения, ведь промышленный выпуск различных витаминных препаратов осуществляется во всех развитых странах мира. Но и сейчас в мире есть регионы, где болеют бери-бери, пеллагрой, спорадически встречаются, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), случаи цинги, другие проявления глубокой витаминной недостаточности. В нашей стране в основном ликвидированы авитаминозы, однако довольно часто встречаются проявления витаминной недостаточности.

111