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cianocobalamina

La vitamina B12 (cobalamina o cianocobalamina) è una vitamina contenente cobalto e gruppi ciano essenziali per il corpo. Il principale vantaggio di questa vitamina - la funzione ematopoietica - aiuta nello sviluppo dei globuli rossi. Anche le proprietà utili della cobalamina nella formazione delle fibre nervose sono inestimabili. Un'altra vitamina B12 ha un effetto significativo sul metabolismo, sul movimento dei lipidi e dei carboidrati nel corpo.

La vitamina B12 è solubile in acqua, quasi non distrutta durante il trattamento termico prolungato e al contatto con alcali e acidi. La cianocobalamina è in grado di accumularsi nel fegato per un ulteriore utilizzo. Piccole quantità di vitamina B12 sono sintetizzate dalla microflora intestinale. La necessità quotidiana di cobalamina per un adulto è di 3 microgrammi. Durante la gravidanza, l'allattamento al seno e durante il periodo di intenso esercizio fisico, la quantità di vitamine prese può essere aumentata fino a 4 volte.

Cos'è utile vitamina B12?

Lo scopo principale della vitamina B12 è la normalizzazione della formazione del sangue. Inoltre, la cobalamina ha un effetto benefico sul metabolismo dei grassi nel tessuto epatico, ottimizza lo stato del sistema nervoso, i processi metabolici nel corpo, riduce i livelli di colesterolo e stimola la crescita. La cianocobalamina è coinvolta nella sintesi delle molecole di DNA, gli aminoacidi, influisce sulla trasformazione di grassi e carboidrati.

La cobalamina stimola la divisione cellulare, il benessere di quei tessuti che sono più sensibili alla divisione intensiva dipende dalla sua presenza nel corpo: cellule immunitarie, cellule del sangue e della pelle, così come le cellule che compongono la parte superiore dell'intestino. La vitamina B12 colpisce la guaina mielinica (copertura dei nervi) e la mancanza di vitamina causa danni irreversibili al sistema nervoso.

Carenza di cianocobalamina:

La carenza di cobalamina è accompagnata dai seguenti sintomi:

  • Nervosismo aumentato
  • Rapida stanchezza e debolezza.
  • Nevrosi.
  • Pelle pallida, leggermente gialla.
  • Difficoltà a camminare
  • Mal di schiena
  • Mancanza di appetito
  • Intorpidimento nei muscoli.
  • La comparsa di piaghe sulla mucosa della bocca.
  • Dispnea e battito accelerato durante l'esercizio.

La carenza di vitamina B12 si verifica quando l'alcolismo, la completa assenza di proteine ​​animali nella dieta e disturbi nel suo assorbimento (resezione dello stomaco o dell'intestino, gastrite atrofica, enterocolite, infezione da parassiti, malattie del fegato). Con una corretta alimentazione, il fegato riesce a produrre riserve significative di cobalamina, quindi i primi sintomi di carenza in alcuni casi possono verificarsi solo diversi anni dopo l'insorgenza della malattia.

Una prolungata mancanza di cobalamina può portare a disturbi nervosi e mentali, sclerosi multipla, seguita da paralisi.

Indicazioni per l'ammissione B12:

  • Anemie di varia origine (carenza di ferro, post-emorragico, ecc.).
  • Polinevrite.
  • Nevralgia del nervo trigemino.
  • Radicolite.
  • Emicrania.
  • Neurite diabetica
  • Sclerosi.
  • Paralisi cerebrale
  • Malattie del fegato (cirrosi, epatite, degenerazione grassa).
  • Malattia delle radiazioni
  • Malattie della pelle (dermatiti, neurodermiti, psoriasi, fotodermatosi, ecc.).

Fonti di vitamina B12:

Secondo la ricerca, la fonte di vitamina B12 è microrganismi minuscoli: lievito, batteri, muffe. Tuttavia, l'assorbimento di questa vitamina dipende dal "fattore interno Castello" - la presenza di una delle proteine ​​di una struttura unica, che viene prodotta nello stomaco. Spesso la mancanza di cobalamina si verifica a causa della mancanza di un fattore interno.

Non dimenticare che la vitamina B12 viene assorbita con successo in presenza di vitamina B6, e c'è una carenza di cobalamina con una carenza di piridossina.

Nonostante il fatto che le piante e gli animali non producano vitamina B12, possono accumularla, quindi per ricostituire le riserve di cobalamina nel corpo, è necessario utilizzare fegato di manzo, merluzzo, halibut, salmone, gamberetti, piante marine e alghe, tofu.

Sovradosaggio di cobalamina:

L'eccesso di cianocobalamina può causare edema polmonare, presenza di coaguli di sangue in vasi periferici, insufficienza cardiaca congestizia, orticaria e, in rari casi, shock anafilattico.

La vitamina B12 (cianocobalamina) è chiamata la più sorprendente tra tutte e anche la supervitaminom. Tra le vitamine idrosolubili, solo esso può accumularsi nel corpo: nei polmoni, nel fegato, nella milza e nei reni. La cianocobalamina è abbastanza resistente alle alte temperature e alla luce, quindi è più facile conservarla nei cibi.

Quali alimenti contengono vitamina B12 (cianocobalamina), fonti di vitamina B12

Questa vitamina può essere ottenuta solo da prodotti di origine animale. Naturalmente, in piccole quantità, la vitamina B12 si trova in piante come la soia e il luppolo; in alcune verdure, spinaci e insalata verde, così come in cavoli e lievito di mare, ma questi prodotti sono raramente consumati e in piccole quantità. Inoltre, dovrei mangiare molta soia o alghe per ottenere un po 'di vitamina B12.

Nel corpo, la vitamina B12 non è sintetizzata; la maggior parte si trova in fegato di vitello e vitello, rognoni, tuorli d'uovo, latte in polvere (a basso contenuto di grassi), sardine, salmone, aringa, ostriche, granchi. Un po 'meno vitamina B12 nella carne - manzo, maiale, pollo, frutti di mare, latticini e formaggi a pasta dura.

In piccole quantità, la cianocobalamina è in latte liquido e formaggio morbido fatto in casa.

Qui sta il pericolo per i sostenitori del vegetarismo, specialmente per coloro che rifiutano non solo la carne, ma anche pesce, formaggio, latte, uova: semplicemente non hanno nessun posto dove prendere la vitamina B12.

Alcuni degli aderenti ai cibi vegetali ritengono che queste paure siano infondate - perché in alcuni Paesi dell'Est, le persone, specialmente i poveri, si nutrono principalmente di cereali e verdure e allo stesso tempo non hanno sintomi di carenza di vitamina B12, così come malattie causate dalla sua assenza.

Tuttavia, questo è semplicemente spiegato: se il grano non viene lavorato dai pesticidi, come è consuetudine nei paesi occidentali, rimangono insetti microscopici; La vitamina B12, che contengono, è sufficiente per il corpo per ottenere il minimo necessario.

Il ruolo e l'importanza della vitamina B12 (cianocobalamina)

Nel nostro corpo, la cianocobalamina svolge molte importanti funzioni. Prima di tutto, ci protegge attivamente dall'obesità, prevenendo l'accumulo di grasso in eccesso nel fegato; rafforza il sistema immunitario stimolando l'attività dei leucociti - ecco perché i pazienti affetti da AIDS che ricevono abbastanza vitamina B12 possono vivere molto più a lungo di quelli che ne sono privi.

La regolazione del processo di formazione del sangue richiede anche la presenza di vitamina B12, e non molto tempo fa si è appreso che è anche importante per la formazione del tessuto osseo. Il fatto è che senza una quantità sufficiente di cianocobalamina, le ossa semplicemente non cresceranno, quindi la dieta dei bambini e degli adolescenti dovrebbe essere monitorata più da vicino.

Il lavoro cerebrale e l'equilibrio emotivo dipendono anche dalla vitamina B12. Previene lo sviluppo della depressione, allevia l'insonnia, aiuta ad adattarsi al cambiamento della modalità del giorno, partecipa alla creazione di strati che proteggono le fibre nervose. La bassa pressione sanguigna torna alla normalità se assume anche vitamina B12.

Vitamina B12

Cause e rischio di anemia maligna (malattia di Addison-Birmer). Il ruolo della vitamina B12 nel suo trattamento. Gruppo di cobalto contenente sostanze biologicamente attive. L'effetto della vitamina sulla formazione del sangue. Prevenzione dell'ipovitaminosi.

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Ministero dell'Agricoltura della Federazione Russa

Dipartimento di politica del personale e istruzione

FGBOU VPO Accademia statale di San Pietroburgo

Dipartimento di Chimica Organica e Biologica

sull'argomento: "Vitamina B12"

Studente 2 a. 13 gr.

C'è un'anemia che è stata a lungo considerata fatale. Si chiamava anemia maligna (malattia di Addison-Birmer). I medici erano impotenti contro questa malattia e quindi credevano che questa malattia fosse peggiore tumore maligno, per un tumore in alcuni pazienti può essere curato con la chirurgia, e l'anemia maligna non può essere trattata. Nei bambini, è raro, molto più spesso negli adulti.

Questa formidabile forma di anemia fu descritta per la prima volta nel 1855 dal medico inglese Addison. La malattia di solito inizia impercettibilmente, gradualmente. Compaiono debolezza generale, affaticamento, mal di testa, perdita di appetito. La pelle diventa pallida, con una sfumatura cerosa, la disfunzione del tratto gastrointestinale si unisce. La lingua è caratteristica dei pazienti: infiammata ai bordi, diventa dolorosa, piccole bolle e piaghe possono apparire su di esso. C'è dolore alle ossa, specialmente quando si tocca lo sterno. Aumenta il fegato e milza. Spesso ci sono disturbi neurologici sotto forma di ansia, eccitazione.

Caratterizzato da cambiamenti nel sangue. La parte liquida di esso (siero) diventa di colore giallo dorato a causa dell'aumento del contenuto di bilirubina. Il numero di eritrociti e piastrine si riduce drasticamente. I globuli rossi diventano diverse forme e dimensioni. L'indice di colore è solitamente maggiore di uno, cioè il contenuto di emoglobina negli eritrociti diminuisce più lentamente del loro numero totale.

I medici sanno da tempo che con l'anemia maligna la funzionalità del tratto gastrointestinale è significativamente compromessa e la produzione di enzimi digestivi, acido cloridrico, è principalmente diminuita. Inoltre, lo scienziato tedesco Ehrlich ha notato che con questa malattia nel midollo osseo e nel sangue si accumulano molte cellule speciali: i megaloblasti.

Per lungo tempo questi due fenomeni apparentemente diversi furono difficili da spiegare. Era chiaro che i megaloblasti sono cellule difettose, un'ulteriore maturazione e la loro trasformazione in globuli rossi normali non si verificano, assorbono molte sostanze preziose e necessarie per le sostanze del corpo e portano alla progressione dell'anemia.

La soluzione scientifica corretta a questo difficile compito è stata trovata quasi per caso. Nel 1920, uno scienziato americano Minot, che si ammalò di diabete e migliorò significativamente le sue condizioni con una dieta ben scelta, decise di controllare il suo pensiero: è possibile trattare con la dieta e l'anemia maligna?

L'assunzione dello scienziato è stata confermata. Nutrire un paziente già condannato a morte da un'anemia maligna con fegato semi-cotto e semi-fritto ha dato risultati sorprendenti. Dopo alcune settimane, il paziente iniziò a riprendersi rapidamente, le sue condizioni diventarono eccellenti.

Minot controllò la sua osservazione su dozzine di pazienti e si accertò che lo stato della maggior parte di loro stesse migliorando. Invece di megaloblasti difettosi, i normali eritrociti apparivano nel midollo osseo, capaci di svolgere tutte le loro funzioni.

Tuttavia, rivelare l'essenza delle proprietà curative del fegato cadde nella sorte di un altro medico e scienziato americano - Castle. Oltre alle osservazioni, il castello di Minotta sapeva anche che quando un'altra malattia simile all'anemia maligna - sprue (diarrea nei paesi caldi), si verificano cambiamenti significativi anche nel tratto gastrointestinale, e molti megaloblasti appaiono nel midollo osseo e si sviluppa anemia. Sapeva anche che la malattia dello sprue veniva trattata con successo dallo scienziato russo A.N. Kryukov con vitamina B2.

Pensando al motivo per cui i normali globuli rossi non maturano nel midollo osseo di pazienti con anemia maligna, e tenendo presente la ridotta acidità del succo gastrico in essi, Castle ha suggerito che nel fegato delle persone sane viene prodotto un certo fattore che promuove la formazione del sangue. Questo fattore è probabilmente formato da una sostanza simile alla vitamina B2 nel fegato e un altro composto che normalmente proviene dal tratto gastrointestinale.

Castle decise di controllare questa idea su se stesso, perché sapeva che il suo fegato e lo stomaco erano sani. Per diverse settimane ha mangiato una bistecca tutti i giorni, e dopo un po ', con una sonda, ha estratto il suo succo gastrico con una bistecca mezza digerita. La nomina di questa massa a un paziente con anemia maligna ha dato risultati positivi. Ha iniziato a recuperare rapidamente. La composizione del suo sangue si stava avvicinando alla normalità.

Assegnare una bistecca o un succo gastrico a un paziente di una persona sana non lo ha guarito. Castle ha suggerito che lo stomaco di una persona sana rilascia una sostanza (fattore intrinseco) che, combinata con la sostanza sconosciuta della carne di manzo (fattore esterno), forma il composto che è in grado di accumulare nel fegato e, agendo nel midollo osseo, produrre effetto positivo sulla formazione del sangue

Il pensiero di Castle aveva ragione. Tuttavia, ci sono voluti più di 20 anni di duro lavoro da parte di molti scienziati per dimostrarlo e confermarlo. La sostanza contenuta nella carne - "fattore esterno", è stata selezionata nel 1948, vitamina B12. La sua struttura chimica è stata stabilita: contiene cobalto e ciano. Il fattore interno secreto dalla parete dello stomaco fu scoperto dallo scienziato polacco Glass solo nel 1952. Risultò essere una proteina complessa - gastromukoprotein.

Più tardi è stato stabilito che gastromucoprotein protegge il più prezioso per la formazione di sangue vitamina B12 dalla sua distruzione da parte di microbi. intestino e contribuisce al passaggio attraverso la barriera intestinale nel fegato, da dove entra nel sangue.

Più tardi, gli scienziati sono stati in grado di isolare la vitamina B12 nella sua forma pura per l'uso diffuso in clinica, il che ha permesso di considerare questa terribile malattia sconfitta e ha contribuito a influenzare la formazione del sangue in una serie di altre forme di anemia.

vitamine B12 chiama il gruppo contenente cobalto sostanze biologicamente attive chiamate cobalamine. Questi includono l'effettiva cianocobalamina - un prodotto ottenuto dalla pulizia chimica del cianuro di vitamina, idrossicobalamina e due coenzima Forme di vitamina B12: metilcobalamina e 5 dezoksiadenozilkobalamin.

In un senso più stretto, la vitamina B12 è chiamata cianocobalamina, poiché è in questa forma che la quantità principale di vitamina B12 entra nel corpo umano, senza perdere di vista il fatto che non è sinonimo di vitamina B12 e molti altri composti hanno anche attività vitamina B12. Il cianocobalamina è solo uno di questi. Pertanto, la cianocobalamina è sempre la vitamina B12, ma non sempre la vitamina B12 è cianocobalamina.

B12 ha la struttura più complessa rispetto ad altre vitamine, la base è Corrin Anello. Corrin è simile in molti modi. porfirina (struttura complessa che fa parte di eme, clorofilla e citocromi), ma differisce dalla porfirina in questo pirrolo i cicli nella composizione di corrina sono interconnessi direttamente, e nonmetilene dal ponte Lo ione cobalto si trova al centro della struttura di corrina. Quattro legami di coordinazione di forma di cobalto con atomi. azoto. L'ultimo sesto collegamento di coordinamento del cobalto rimane libero: è per questa connessione che il gruppo ciano, gruppo ossidrile, metile o 5'-dezoksiadenozilny l'equilibrio con la formazione di quattro varianti di vitamina B12, rispettivamente. covalente collegamento carbonio-cobalto nella struttura di cianocobalamina - l'unico esempio di legame covalente in natura metallo-di carbonio.

La vitamina influisce sulla formazione del sangue, attiva i processi di coagulazione del sangue, partecipa alla sintesi di vari aminoacidi, acidi nucleici, attiva il metabolismo dei carboidrati e dei grassi. Ha un effetto benefico sulla funzione del fegato, dei sistemi nervoso e digestivo. L'assorbimento della vitamina B12 nello stomaco si verifica solo dopo averlo combinato con una speciale sostanza proteica.

Se consideriamo i processi a livello biochimico, notiamo quanto segue: il legame covalente carbonio-cobalto del coenzima B12 è coinvolto in due tipi di reazioni enzimatiche. Reazioni di trasferimento atomico in cui l'atomo idrogeno trasferito direttamente da un gruppo a un altro, con la sostituzione che avviene per un gruppo alchilico, un atomo di ossigeno alcolico o un gruppo amminico e una reazione di trasferimento gruppo metile tra due molecole.

Con una carenza di vitamina B12 nei suinetti, la crescita rallenta, le setole diventano più sottili e ruvide, la dermatite si sviluppa, la voce scompare, il dolore nella parte posteriore del corpo e la paralisi, l'aumento dell'eccitabilità, la disordinazione dei movimenti e la tendenza al sovraccarico da parte a parte. Nei maiali e nei cinghiali, la pubertà è in ritardo. Nei neonati, il riflesso di suzione svanisce. La capacità riproduttiva è persa nelle scrofe, i parto prematuri sono possibili.

Nei polli, la produzione di uova diminuisce, la qualità delle uova diminuisce, l'hatchability diminuisce durante l'incubazione e la mortalità degli embrioni aumenta. Nei polli, la crescita è rallentata, il tasso di sopravvivenza è ridotto, la deperibilità si deteriora, si sviluppa la perosi (deformità degli arti).

Per la prevenzione dell'ipovitaminosi da vitamina B12, l'industria produce un concentrato alimentare di cianocobalamina (KMB-12) con un contenuto di vitamina B12 di almeno 25 mg / kg. Il farmaco è incluso nella premiscela per suini alla velocità di 2,5 - 4,0 g / t, per gli uccelli - 2,5 g / t (ad una velocità di 20-25 μg di vitamina B12 per 1 kg di sostanza secca della razione). Va ricordato che quando i maiali pascolano, la necessità di ridurre il cobalamina e la sua aggiunta è inefficace in queste condizioni. E quando gli uccelli sono tenuti su letti inamovibili, il bisogno di vitamina B12 è parzialmente reintegrato dalla cobalamina, che viene sintetizzata nella lettiera da microrganismi.

anemia da vitamina ipovitaminosi

Effetti collaterali del sovradosaggio da ciano-biocombas: edema polmonare; insufficienza cardiaca congestizia; trombosi vascolare periferica; orticaria; raramente - shock anafilattico.

Le fonti alimentari di vitamina B12 sono carne, fegato, reni, pesce e tuorlo d'uovo. I latticini contengono piccole quantità di questa vitamina. Nel mangime vegetale non lo è. La B12 è anche sintetizzata dalla microflora del suolo, dell'acqua e anche dalla microflora dell'intestino nel corpo degli animali. Tuttavia, ciò che è sintetizzato nel corpo non viene assorbito.

V. M. Berezovsky "Chimica delle vitamine", Mosca, "Industria alimentare", 1973

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Tema: Vitamina B12 (Cyancobalamin)

Studente 2kursa 18 gruppi

Il contenuto

Storia della scoperta, struttura della vitamina.......................................................... p.5

Chimica e biochimica della vitamina B12..................................................................... p.6-15

Il ruolo biologico della vitamina B12.............................................................r.16-17

Manifestazione di ipovitaminosi e ipervitaminosi.......................................... p.18-21

Appendice: cianocobalamina. Vitamina B12 (cianocobalamina). descrizione

Riferimenti.......................................................................p.25

introduzione

Per la prima volta, gli scienziati russi Lunin si sono imbattuti in vitamine. Ha condotto un esperimento con i topi, dividendoli in 2 gruppi. Ha nutrito un gruppo con latte intero naturale e l'altro ha mantenuto una dieta artificiale composta da caseina proteica, zucchero, grassi, sali minerali e acqua.

Dopo 3 mesi i topi del secondo gruppo morirono e il primo rimase sano. Questa esperienza ha dimostrato che oltre ai nutrienti per il normale funzionamento del corpo sono necessari altri fattori.

Un po 'più tardi, lo scienziato olandese Eykman - un dottore che lavorava su Java acuto richiamò l'attenzione sul fatto che tra la popolazione, quelli che mangiavano lucidati con riso raffinato avevano una malattia associata a un danno al sistema nervoso - la polineurite. Gli stessi casi sono stati notati in carcere, tra i detenuti. Questa malattia è stata chiamata Bury-Bury. Nel 1911, Pola Casimir Funk isolò una sostanza dalla buccia di riso che preveniva la malattia di Bury-Bury. Questa sostanza conteneva un gruppo amminico e lo chiamava vitamina (vit - life, amine - amine, cioè vita ammina). Ad oggi, più di 30 vitamine conosciute. Alcuni di loro non contengono un gruppo amminico, ma per tradizione sono anche chiamati vitamine.

Le vitamine sono sostanze attive a basso peso molecolare che assicurano il normale andamento dei processi biochimici e fisiologici nel corpo. Sono un componente necessario del cibo e hanno un effetto sul metabolismo in quantità molto piccole. Il fabbisogno giornaliero di vitamine è misurato in milligrammi, micro grammi. Alcune vitamine possono non essere sintetizzate affatto nel corpo o sintetizzate in quantità insufficienti e devono provenire dall'esterno (il fabbisogno giornaliero di colina è di 1 g / giorno, il fabbisogno giornaliero di acidi grassi polinsaturi è di 1 g / giorno).Le vitamine sono contenute in prodotti di origine vegetale e animale, quindi è importante conoscere il contenuto di vitamine nel prodotto. Le vitamine vengono estratte dagli alimenti usando solventi polari e non polari. Per la determinazione quantitativa con metodi fluorometrici, spettrometrici, titrometrici, fotocolorimetrici. Per la separazione delle vitamine usate i metodi cromatici.

Tutte le vitamine sono diverse per struttura chimica e proprietà. E sono divisi in 2 gruppi in base alla solubilità:

vitamine idrosolubili - C, gruppo B, ecc.

giro solubile - A, D, E, K.

Le vitamine sono chiamate sia in lettere latine (A, B, C, D) o per nome chimico o per carenza di vitamine che è inerente a questa vitamina.

Le provitamine sono sostanze che in determinate condizioni passano in vitamine (il carotene, ad esempio, entra nella vitamina A, il 7-deidrocolesterolo entra nella vitamina D3).

Con una mancanza di vitamine si sviluppa ipovitaminosi e, in assenza di questi, si sviluppa l'avitaminosi. Con un eccesso di vitamine si sviluppa l'ipervitaminosi.

Con una carenza di vitamine nel cibo

In violazione del processo di assorbimento della vitamina nel sangue, con malattia intestinale

In violazione dei meccanismi alla base dell'azione della vitamina sulla cellula (durante la gravidanza)

In caso di una serie di malattie professionali, tra i conducenti, i lavoratori di officine calde, ecc. quando sono necessarie più vitamine rispetto alle condizioni normali.

Il ruolo biologico delle vitamine - l'effetto sulla funzione dell'enzima. La maggior parte delle vitamine sotto forma di coenzimi o cofattori fanno parte dell'enzima.

Antivitamine - analogia strutturale di vitamine che bloccano i recettori con vitamina (l'acido para-aminobenzoico, ad esempio, è necessario per la crescita normale di microrganismi intestinali.Antivitaminico per esso è l'acido para-aminosalicilico - PAS. farmaci - solfonammidi che inibiscono la crescita della flora aliena, inibendo i recettori para-aminobenzoici).

Le vitamine sono sostanze biologicamente attive che sono necessarie per garantire tali funzioni vitali come la crescita, la riproduzione, il mantenimento della normale reattività immunologica dell'organismo, il normale metabolismo cellulare e la trasformazione dell'energia.

Le vitamine influenzano l'intensità dei processi metabolici e l'immunità, forniscono la resistenza del corpo a fattori ambientali avversi, mentre mostrano alta attività in dosi molto piccole.

Vitamine B12 e B15 - astratte

ABSTRACT

In tema:

"Vitamine B12 e B15"

completato:

controllare:

G. Yoshkar - Ola 2009

introduzione

Vitamine (dal latino Vita - life) - un gruppo di composti organici di varia natura chimica, necessari per l'alimentazione umana, animali e altri organismi in quantità insignificanti rispetto ai principali nutrienti (proteine, grassi, carboidrati e sali), ma che sono di fondamentale importanza per normale metabolismo e attività vitale. La fonte primaria di vitamine sono principalmente piante. Gli esseri umani e gli animali ricevono vitamine direttamente dagli alimenti vegetali o indirettamente attraverso prodotti animali. Un ruolo importante nella formazione delle vitamine appartiene anche ai microrganismi. Ad esempio, la microflora che vive nel tratto digestivo dei ruminanti fornisce loro vitamine del gruppo B. Le vitamine formano un gran numero di vari derivati ​​nel corpo (per esempio, etere, ammide, nucleotide, ecc.), Che, di regola, si combinano con proteine ​​specifiche, che compaiono in il ruolo dei coenzimi. Insieme all'assimilazione, le vitamine vengono costantemente dissimulate nel corpo, con i loro prodotti di decomposizione e talvolta anche le molecole di vitamina leggermente modificate. La mancanza di rifornimento del corpo con vitamine porta al suo indebolimento, una forte mancanza di vitamine - a disordini metabolici e malattie - l'avitaminosi, che può portare alla morte dell'organismo. L'avitaminosi può verificarsi non solo da un inadeguato apporto di vitamine dal cibo, ma anche a causa di un'interruzione dei processi di assimilazione e uso da parte dell'organismo. Il fondatore della teoria delle vitamine, il medico russo N. I. Lunin stabilì (1880) che quando si nutrono topi bianchi solo con latte artificiale costituito da caseina, grassi, lattosio e sali, gli animali muoiono. Di conseguenza, il latte naturale contiene altre sostanze indispensabili per la nutrizione. Nel 1912, il medico polacco K. Funk suggerì il nome stesso "Vitamine", riassumendo i dati sperimentali e clinici accumulati a quel tempo e concluse che malattie come il rachitismo, lo scorbuto, la pellagra, i beriberi sono malattie della carenza di vitamine. Da quel momento, la scienza delle vitamine (vitaminologia) iniziò a svilupparsi intensamente, il che è spiegato dall'importanza delle vitamine non solo per combattere molte malattie, ma anche per conoscere l'essenza di una serie di fenomeni vitali. Il metodo di rilevamento delle vitamine, applicato da Lunin (tenendo gli animali in una dieta speciale - provocando avitaminosi sperimentale) è stato usato come base per la ricerca. Entrambe le vitamine a cui questo saggio è dedicato sono state trovate per la prima volta in estratti di fegato di animali superiori. L'azione di entrambi è associata al trasferimento di un gruppo metilico da una molecola all'altra, con l'acido pangamico che è il donatore del gruppo metilico e la vitamina B 12 - vettore intermedio. Tuttavia, se non ci sono controversie riguardanti l'appartenenza di cianocobalamina alle vitamine, l'inclusione di acido pangamico tra di loro è contestata dalla maggior parte degli scienziati. Il dizionario chimico enciclopedico, ad esempio, afferma che il fatto che l'acido pangamico appartiene alle vitamine non è stato dimostrato, Berezovsky, nel suo libro Chimica delle vitamine, cita un articolo sull'acido pangamico nella rubrica "Alcune sostanze biologicamente attive". Informazioni generali sulla vitamina b 15, a mia disposizione, si è rivelato molto scarso e riguarda principalmente i problemi del suo uso clinico a scapito delle proprietà chimiche

Un breve saggio storico

La vitamina B12, forse la più difficile di tutte le vitamine, si è fatta conoscere nel mondo scientifico quando, nel 1926, i medici americani George Mino e William Murphy scoprirono che l'inclusione di grandi quantità di fegato mezzo grasso nella dieta ha un effetto terapeutico nell'anemia maligna. Tuttavia, i tentativi di isolare il fattore antianemico non hanno portato al successo. Fu solo alla fine degli anni '40 che Mary Schorb scoprì il tipo di batteri, la cui crescita dipendeva da questo fattore, grazie al quale gli scienziati avevano l'opportunità di valutare il contenuto di vitamine in un dato substrato dal tasso di crescita della colonia. Nel 1948 E. Lester Smith (Inghilterra), così come Edward Rikes e Karl Folkers (USA) hanno ricevuto vitamina B12 in forma cristallina. Tuttavia, ci sono voluti altri dieci anni per determinare la sua struttura mediante l'analisi strutturale a raggi X, che si è rivelata estremamente difficile. Per decifrare la struttura della vitamina B 12 (1955) Dorothy Hodgkin ha ricevuto il premio Nobel. Vitamina B 15 (acido pangamico) fu scoperto per la prima volta nel 1950 da Tomiyama in un estratto del fegato di un toro. Il nome dell'acido pangamico deriva dalle radici latine "pan" - dappertutto e "gami" - un seme, poiché è stato successivamente trovato nei semi di un enorme numero di piante.

Nomenclatura dei corrinoidi

Cyancobalamin appartiene alla classe dei corrinoidi, derivati ​​di corrina, la cui struttura è correlata alla porfirina. Tuttavia, insieme alla vicinanza delle loro strutture, ci sono due importanti differenze chimiche tra questi macrocicli. Mentre la porfirina contiene un sistema di 12 doppi legami coniugati, la corrina consiste in eterocicli di pirrolo (pirrolina) parzialmente ridotti. L'anello di corrin contiene 6 doppi legami che formano il sistema lineare coniugato, che comprende 12 dei 15 atomi che compongono il contorno interno del macrociclo. Anello corrin ridotto rispetto alla porfirina. Se in una porfirina ogni coppia di anelli di pirrolo è separata da ponti di metina, nel corridoio gli anelli A e D sono collegati direttamente dal legame tra le posizioni b. Pertanto, il contorno interno del macrociclo corrosivo contiene un atomo di carbonio inferiore a quello di porfirina. Secondo la nomenclatura dei correttori, approvata nel 1975. La Commissione internazionale sulla nomenclatura biochimica, un ligando equatoriale organico costituito da quattro anelli pirrolici ridotti con un atomo di cobalto al centro, è chiamata corrina e i suoi composti contenenti corrinoidi. Acido eptacarbossilico, mostrato in fig. 1, chiamato acido cobirinico. I gruppi carbossilici sono indicati con a-g, come mostrato in questa figura. a, b, c, d, e, g-hexaamide dell'acido cobirinico è chiamato acido cobirico. L'acido cobinico è ammide di acido cobirinico con D -1-amminopropanolo-2 in posizione f; il suo hexaamide è chiamato cobinamide. L'acido cobamico è un derivato fosfodiestere dell'acido cobico, in cui le posizioni di ossidrile 2 di amminopropanolo sono sostituite dal residuo b-D-ribofuranosil-3-fosfato; il suo hexaamide è chiamato cobamide. I cobamidi, che hanno un ligando di 5,6-dimetilbenzimidazolo legato da un legame glicosidico tramite ribofuranosio da N1 a C1, sono chiamati cobalamine. I corrinoidi, avendo in posizione b-assiale invece di 5,6-diimetilbenzimidazolo, altre basi sono anche chiamati cobamidi.

Chimica della vitamina b 12

Vitamina B 12 cristallizza sotto forma di aghi o prismi rosso scuro; il colore varia a seconda della dimensione dei cristalli. I cristalli scuriscono a 210-220 °, ma non fondono a una temperatura inferiore a 300 ° C. Le prime costanti stabilite erano gli indici di rifrazione, cioè b = 1.616, c = 1.652, g = 1.664. Le misurazioni cristallografiche mostrano che i cristalli appartengono al sistema ortorombico e hanno una forma prismatica. Quando cristallizzati da una soluzione acquosa e da una miscela di acqua e acetone, contengono una quantità significativa ma mutevole di acqua liberamente legata di cristallizzazione. Può essere rimosso riscaldando a pressione ridotta e i cristalli non perdono la loro forma. Successivamente, il materiale disidratato può nuovamente assorbire l'umidità dall'aria atmosferica nella quantità del 10-12%; questo è il prodotto che viene solitamente venduto con il nome di vitamina B12 ed è registrato nelle farmacopee dell'Inghilterra e degli Stati Uniti. La vitamina B12 è abbastanza solubile in acqua (circa 1,2% a temperatura ambiente), così come in alcoli inferiori, in acidi alifatici inferiori e in fenoli, ma è insolubile in molti altri liquidi organici. È praticamente insolubile in piridina e altre ammine terziarie, ma solubile in alcune ammidi liquide o fuse, ad esempio in acetammide e dimetilformammide. La vitamina è un levogiro, ma il colore intenso rende difficile misurare la rotazione ottica. La vitamina B12 ha proprietà diamagnetiche, che indicano lo stato trivalente del cobalto. Di solito, la vitamina viene estratta dalla massa microbica o tessuto animale utilizzando soluzioni contenenti ioni di cianuro che svolgono il ruolo del sesto ligando di cobalto. Tuttavia, la cianocobalamina stessa non è metabolicamente attiva. La composizione degli enzimi include un composto in cui il gruppo ciano è sostituito da un residuo di 5-deossixyzenosina o un radicale metilico

struttura

Formula della vitamina B riconosciuta 12 - C 63 H 88 O 14 N 14 Pco. Una molecola può essere divisa in due parti principali, note come "gruppo planare" e "nucleotide"; la seconda parte giace in un piano quasi perpendicolare al piano della prima parte, che ha una somiglianza molto ampia, anche se incompleta, delle porfirine: l'atomo centrale del cobalto è collegato a quattro anelli pirrolici ridotti che formano l'anello macro. Tre dei quattro composti tra gli anelli sono formati da un atomo di carbonio meso (ponte di carbonio) caratteristico delle porfirine. Tuttavia, nella quarta giunzione c'è un legame diretto tra i due atomi di carbonio b degli anelli D e A. L'anello macro contiene 6 doppi legami coniugati che formano un singolo sistema coniugato. In 13 dei 19 atomi di carbonio che compongono l'anello macro, l'idrogeno viene completamente sostituito da gruppi metilici o catene laterali lunghe - radicali acetammide o propionammide.A differenza dei nucleotidi dell'acido nucleico, il cosiddetto nucleotide della vitamina B 12 non contiene purina o pirimidina. Invece, la base è 5,6-dimetilbenziminazolo. Lo zucchero è rappresentato dal ribosio, ma con un legame b-glicosidico, ancora una volta, a differenza del legame b negli acidi nucleici. Il ribosio è fosforilato al 3 ° atomo di carbonio. Il fosfato forma un gruppo estereo con 1-amino-2-propil alcol, che, inoltre, è collegato da un legame ammidico alla catena di acido propionico all'anello D. Infine, l'atomo di cobalto porta il gruppo CN (in cianobalamina) ed è collegato da un legame di coordinazione con uno degli atomi azoto nel benziminazolo, formando così un secondo ponte tra le due parti della molecola. Si riteneva che anche il terzo idrossile del gruppo fosfato fosse esterificato, finché non divenne chiaro che l'instabilità dei traccianti di acido fosforico preclude una tale struttura. Vitamina B 12 è essenzialmente un sale interno; la carica negativa sull'atomo del fosforo è neutralizzata dalla carica positiva sul complesso di coordinazione del cobalto.

cobalamina

I primi dati chimici sulla vitamina B 12 contenuto in messaggi simultanei dal laboratorio Glaxo e Merck, che indicavano la presenza di cobalto e fosforo nella sua molecola. Le prime pubblicazioni inglesi riguardavano il secondo fattore rosso che appariva sui cromatogrammi insieme alla vitamina B12; Questo fattore è stato ottenuto in forma cristallina da Pierce e dal suo staff presso il laboratorio Lederle ed è stato chiamato vitamina B 12b. Nel frattempo, i ricercatori dei laboratori Merck hanno descritto la vitamina B 12a come una sostanza formata durante la lavorazione della vitamina B 12 idrogeno in presenza di un catalizzatore di platino. In seguito si è rivelato essere identico alla vitamina B. 12 b. Un altro composto correlato è stato descritto nei laboratori di Glaxo - vitamina B 12c. Nel 1950 la relazione tra queste "vitamine B 12 "scoperto come risultato di rapporti quasi simultanei dai laboratori di Organon (Olanda) e Merck, in cui è stato dimostrato che la vitamina B 12 contiene un gruppo di cianuro collegato mediante il coordinamento con il cobalto. Il gruppo di cianuro può essere rimosso mediante fotolisi o mediante riduzione in determinate condizioni con il rilascio di vitamina B 12a, che doveva contenere un gruppo ossidrile nel sito di cianuro. Se trattato con una soluzione acquosa di cianuro, vitamina B 12a si trasforma rapidamente in quel complesso di dicianidi viola, che deriva dalla vitamina B stessa 12. Dopo l'acidificazione, il secondo gruppo di cianuro viene perso e la vitamina B rimane. 12. Per la molecola intera B 12, escludendo il gruppo cianuro, è stato proposto il termine "cobalamina", in modo che la vitamina B 12 divenne noto come cianocobalamina e vitamina B 12a oksikobalamin. Questa terminologia è ampiamente accettata. Elaborando la vitamina B 12a vari acidi sono riusciti a ottenere un certo numero di altri analoghi. Questi includono la vitamina B 12c, contenente un gruppo di acido nitroso; Fu chiamato nitritcobalamina o nitrocobalamina. Vitamina B apparentemente 12a di solito non esiste sotto forma di ossicbalamina, ma sotto forma di aquocobalamina, la cui molecola contiene una molecola d'acqua neutra, che conferisce all'intero complesso di coordinamento le sue proprietà di base; questo è coerente con la prova che il composto è titolato come base. Altre cobalamine basiche possono essere ottenute contenenti una molecola di ammoniaca o alcune ammine al posto dell'acqua. Oltre a questi composti basici e neutri, esiste anche una classe di cobalamine acide. Di questi, la sostanza viola è più conosciuta, che si forma aggiungendo un eccesso di cianuro alla vitamina B 12. Contiene 2 molecole di cianuro, che sono collegate da legami di coordinazione con cobalto. Bivin et al. Abbiamo ottenuto dati spettroscopici abbastanza convincenti sulla presenza di un legame di coordinazione tra l'atomo di azoto libero in benziminazolo e cobalto. Un eccesso di cianuro lo spezza, a quanto pare, perché lo ione cianuro forma un legame di coordinazione più forte con il metallo. Il composto di dicano, tuttavia, è stabile solo in soluzione alcalina. Dicyancobalamin sostituisce facilmente il gruppo ciano con OH -, NO 2 -, SO 3 -, Cl -, Br -, SCN - e così via Tutti i derivati ​​in presenza di ioni cianuro sono convertiti in cianocobalamina. Stabilità e interconversioni di varie classi di Cobalamine sono state studiate usando isotopi e altri metodi. Tutte queste sostanze, senza eccezione, si trasformano in vitamina B 12 sotto l'azione del cianuro. Non sorprende, quindi, che tutti esibiscano attività biologica contro microrganismi, così come animali e pazienti con anemia perniciosa, anche se alcuni di loro sono meno attivi di cianocobalamina. Finora, abbiamo preso in considerazione la vitamina B 12 come sostanza neutra, anche se in realtà è una base estremamente debole. Questo è stato trovato in studi precedenti durante la titolazione in soluzioni di acido acetico.

Idrolisi acida di vitamina B 12

Durante l'elaborazione di vitamina B 12 acidi inorganici in varie condizioni, sono stati ottenuti molti prodotti di clivaggio. Uno dei primi fu identificato ammoniaca, formata dall'idrolisi di gruppi ammidici. Uno studio chimico dei concentrati anti-perniciosi dei fattori ha portato alla proposta che si tratti di una sostanza polipeptidica. Tuttavia, nello studio degli idrolizzati acidi mediante il solito metodo di cromatografia su carta in campioni puri di vitamina cristallina, non sono stati trovati segni di presenza di b-amminoacidi. Tuttavia, un gruppo di ricercatori della British Chamber of Medicines ha trovato un punto sul cromatogramma che produce una reazione alla ninidrina; Questa reazione non era dovuta ad un amminoacido, ma alla propanolamina. Quando interagisce con HCl concentrato a 65 ° C, il nucleotide viene scisso e si forma cobinamide (fattore B - vedi sotto), quindi si separa e si forma acido cobirico (fattore V 1 a ).

nucleotide

Idrolisi acida di vitamina B 12 5,6-dimetilbenzaminazolo si forma in condizioni severe. È stato dimostrato che il completamente nucleotide corrisponde al nome 1-b-D -ribofuranoside-5,6-dimetilbenziminazolo. Ciò che rimaneva dubbioso era solo in quale posizione - 2 o 3 - il ribosio era fosforilato. Infine, questo problema è stato risolto solo con l'aiuto dell'analisi a raggi X.

Prodotti di idrolisi a acidi morbidi

In prima approssimazione, una lieve idrolisi con acido cloridrico diluito porta alla deaminazione parziale, alla formazione sequenziale di acidi mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, esa-, eptacarbossilici con conservazione del nucleotide. Trattamento prolungato con vitamina B 12 l'acido cloridrico diluito a freddo ha portato ad una lenta perdita di attività microbiologica, mentre l'intensità del colore rosso non è cambiata. Si è constatato che con l'aumentare della durata dell'idrolisi si verifica una miscela di prodotti sempre più complessa. Tra questi ci sono gli acidi mono-, di-, tri- e tetrabasic, che si formano durante la rimozione sequenziale dell'ammoniaca dai gruppi ammidici. Quando si aggiungeva acido nitroso in queste condizioni, si formavano anche piccole quantità di acido penta e sei basico di colore rosso. Gli acidi monocarbossilici possono essere divisi in tre. Gli acidi dicarbossilici sono anche divisi in tre isomeri; gli acidi tricarbossilici non possono essere frazionati. Ciò era prevedibile con l'idrolisi casuale di tre gruppi amilici labili. Le quantità relative di isomeri ottenuti hanno mostrato che uno di questi gruppi è molto più labili rispetto agli altri. I tre rimanenti legami ammidici sono stati idrolizzati solo dal trattamento acido in condizioni più severe o dall'esposizione catalitica all'acido nitroso. Quando, a seguito dell'analisi strutturale a raggi X, è stata trovata la struttura della vitamina, è stato possibile interpretare queste osservazioni. I tre gruppi ammidici labili appartengono ovviamente alle tre catene di propionamide, ei tre gruppi stabili appartengono alle catene acetammide. Questa descrizione dei prodotti di idrolisi acida è semplificata, poiché, ad eccezione dei casi di idrolisi più blanda, è stato rilevato un altro gruppo di acidi durante l'elettroforesi. Questi acidi si formano come risultato dell'eliminazione non solo di un numero di molecole di ammoniaca, ma anche di un nucleotide. In soluzione acquosa con idrolisi acida leggera (nonché fotolitica o con idrogenazione catalitica) cianocobalamina, attraverso lo stadio intermedio B 12 r (Vedi recupero della vitamina B 12 ), seguito dall'ossidazione dell'ossigeno dell'aria che entra nella oxycobalamin.

Fattore B

I ricercatori del laboratorio Glaxo hanno scoperto che la molecola di vitamina può essere ordinatamente divisa in due parti riscaldando brevemente con acido cloridrico concentrato o, meglio ancora, con acido perclorico. In condizioni attentamente controllate (ad esempio, 5 minuti a 65 °), i gruppi ammidici non subivano quasi l'idrolisi e i prodotti principali erano il nucleotide e la parte rimanente della molecola invariata. Quest'ultimo prodotto ha mantenuto l'attività microbiologica e si è rivelato identico al fattore naturale isolato dal contenuto del rumine del rumin. In presenza di cianuro, le soluzioni di questa sostanza avevano un colore viola anche nella reazione debolmente acida del mezzo. Lo spettro di assorbimento era molto simile a quello della dicianocobalamina, quindi in questo stato la sostanza conteneva quasi certamente due residui di cianuro legati da un legame di coordinazione con il cobalto. Tuttavia, mentre il dicyancobalamin aveva proprietà acide, il nuovo composto era neutro. La ragione di questa differenza era la rimozione del residuo nucleotidico acido. Questa osservazione era essenzialmente la base principale per comprendere la vitamina B 12 come un sale interno.Il range di acidi formatisi durante l'idrolisi dei gruppi ammidici nel fattore B possedeva la stessa stabilità relativa nella loro configurazione diciano. C'erano indicazioni che vi fosse un settimo gruppo carbossilico associato non all'ammoniaca, ma attraverso l'ammina nucleotide. Ciò ha confermato l'ipotesi precedente che l'alcol aminopropilico funga da ponte tra le due parti della molecola, essendo collegato da un legame ammidico a una delle catene di acido propionico nel gruppo planare e un legame estere all'acido fosforico. Nelle soluzioni acide (con un pH inferiore a 3), il fattore B perde entrambi i gruppi di cianuro e si comporta come una base. Gli acidi corrispondenti si comportano in modo simile, poiché i gruppi carbossilici non subiscono una ionizzazione apprezzabile. Pertanto, tutte le sostanze che non contengono un nucleotide possono essere separate dalle sostanze che ancora la conservano.

Idrolisi alcalina

L'idrolisi alcalina dura porta alla scissione del 5,6-dimetilbenzimidazolo e alla formazione di acidi dylactampenta e monolactamossarbossilico. Durante l'elaborazione di vitamina B 12 perossido di idrogeno e alcali diluiti al freddo e ottenuto prodotti acidi microbiologicamente attivi di colore rosso. La reazione consiste in idrolisi catalizzata dal perossido di idrogeno. Tuttavia, i prodotti cristallini risultanti, apparentemente, erano una miscela di acidi mono e dicarbossilici, formati come risultato di una lieve idrolisi, con vitamina B invariata 12, che ha determinato la loro attività biologica. Sotto l'azione di alcali diluiti a freddo, apparentemente, gli stessi prodotti si formano come con idrolisi acida leggera. Tuttavia, in presenza di alcali caldi, la reazione è diversa. Se riscaldi la vitamina b 12 in una soluzione di NaOH in assenza di ossigeno, il colore diventa marrone e quindi acquista una tinta verdastra, questo può indicare una diminuzione della valenza dell'atomo di cobalto, accompagnata dall'ossidazione di qualche altra parte della molecola. Con l'accesso dell'aria, il colore diventa nuovamente rosso. L'ebollizione a breve termine con alcali in presenza di aria dà la sostanza rossa cristallina come prodotto principale. È quasi indistinguibile dalla vitamina B 12 sulle proprietà fisiche, ma non possiede attività microbiologica. La struttura di questo composto è stata chiarita principalmente dall'analisi della struttura cristallina dei raggi X. Il prodotto sembra contenere un anello di lattame avente 2 atomi comuni con l'anello B e formato dalla catena acetammide; il resto della molecola è lo stesso della vitamina stessa. L'aggiunta di tioglicolato di sodio o di cianuro di sodio a una soluzione di vitamina lo protegge principalmente dagli effetti di alcali e ossigeno. Si ritiene che la reazione proceda con la partecipazione di radicali liberi. Un derivato contenente lattame è stato chiamato deidrovitamina B 12. L'anello di lattame è estremamente stabile e con l'ulteriore azione di alcali è conservato.

Durante l'idrolisi, i restanti gruppi ammidici e il nucleotide vengono successivamente tagliati. Quindi, si ottengono due serie di acidi - con e senza un nucleotide - ma si differenziano tutti dai corrispondenti prodotti di idrolisi acida.

Il prodotto finale dell'idrolisi alcalina è l'acido esacarbossilico, non l'acido eptacarbossilico, come nell'idrolisi acida. Ciò è dovuto alla partecipazione di uno dei potenziali gruppi acidi nella costruzione dell'anello lattamico.

Il valore principale di questo prodotto di decomposizione cristallino è il suo uso per l'analisi a raggi X.

Prodotti di ossidazione

Lo studio dell'idrolisi ha fornito preziose informazioni su ciò che potrebbe essere chiamato la periferia della molecola. Risultò molto più difficile studiare con metodi chimici la struttura della parte della molecola che circonda direttamente l'atomo di cobalto. Il gruppo di Cambridge ha dimostrato che tra i prodotti di ossidazione della vitamina B 12 è impossibile rilevare l'ammide dell'acido maleico, quindi era difficilmente possibile attribuire la vitamina alle porfirine reali. Ma questi ricercatori hanno isolato l'acido ossamico in una quantità abbastanza grande.

Gli unici prodotti di fissione contenenti azoto della molecola "core" furono isolati nel 1955. Folkers et al. L'ossidazione controllata del cromato di sodio in acido acetico ha portato alla formazione di due prodotti, illustrati nella Figura 6 (1 e 2). Si credeva che fossero formati da un gruppo avente struttura pirrolidinica, pirrolina o pirolene (Fig. 6, 3). Questi sono stati i primi dati chimici che indicano la presenza di una struttura pirrolica nella molecola, con l'eccezione di precedenti dati sulla pirolisi, che hanno suggerito una tale struttura. Successivamente, è stato isolato anche il prodotto corrispondente contenente un gruppo ammidico (l'ammide dell'acido mostrata in Fig. 6, 2). Questa era una conferma chimica diretta della posizione di almeno uno dei gruppi ammidici.

Con l'ossidazione di cianocobalamina H 2 oh 2 in un ambiente con un pH inferiore a sette, c'è una produzione di prodotti che hanno effetti biologici antagonisti per il lactobacillus leichmannii, in contrasto con la crescita di Euglena gracilis.

Durante l'ossidazione con permanganato di potassio, l'acido prussico viene scisso e si formano acido acetico, acido ossalico e la sua ammide, acido butanoico, acido 2-metilbutanedioico e acido 2,2-dimetilpropanedioico.

Recupero di vitamina B 12

Durante l'idrogenazione catalitica su un catalizzatore di platino, la cianocobalamina aggiunge cinque atomi di idrogeno e scinde la metilammina, il cobalto entra in uno stato bivalente per formare t. il 12 r. Con una riduzione a lungo termine e con l'uso di agenti riducenti più forti, come il cromo acetato a pH 9,5 o sodio boroidruro, si ottiene la cosiddetta B. 12 s, contenente cobalto monovalente. La ripresa ha dato un contributo deludentemente piccolo alla nostra conoscenza della struttura della vitamina, e anche ora la struttura dettagliata dei prodotti di recupero non è stata sufficientemente chiarita. Il trattamento con l'idrogeno come catalizzatore o con altri agenti riducenti fa sì che il colore diventi marrone e infine grigio-verde. Questi cambiamenti, ad eccezione della perdita di cianuro, sono reversibili al contatto con l'ossigeno atmosferico e la vitamina B si forma 12a. La questione dei cambiamenti nella valenza del cobalto che si verificano durante il recupero. Il lavoro di Beven e Johnson, che è apparso dopo la pubblicazione dell'ipotetica struttura della vitamina, fa luce sulla questione ancora irrisolta se contiene 5 o 6 doppi legami coniugati.

Il recupero reversibile è facile da dimostrare aggiungendo vitamina B ad una soluzione alcalina. 12 acido tioglicolico. Il colore rosso diventa lentamente arancione-marrone; dopo aver agitato la soluzione in presenza di aria, diventa immediatamente di nuovo rossa. Quando si utilizza l'ossigeno, il colore della vitamina B ripristinata riappare lentamente. 12.

Questi cambiamenti di colore possono essere ripetuti quasi indefinitamente: il risultato finale è che la vitamina catalizza l'ossidazione dell'acido tioglicolico (presumibilmente al disolfuro) con l'ossigeno.

Reazione con alogeni

Il cloro decolora la soluzione di cianocobalamina, altri alogeni no. Il prodotto della clorurazione è una sostanza cristallina viola. Chlorination vigoroso di vitamina B 12 ha dato il prodotto contenente il 30% di cloro, la sua natura non è stata caratterizzata in modo più accurato. Petrov et al. descritto un numero di prodotti formati durante la lavorazione di vitamina cloro o cloramina T, che potrebbero essere separati mediante cromatografia. Queste sostanze avevano un colore viola, girando con un eccesso di cianuro in blu e contenevano 2 atomi di cloro nella molecola. L'esposizione di una molecola di cloramina T o bromo dà come sostanza principale una sostanza cristallizzante rossa neutra. Per le proprietà fisiche, era molto simile alla vitamina B 12,ma non possedeva attività microbiologica. L'elettroforesi e la spettroscopia a infrarossi hanno dimostrato che si trattava di un lattone; credo che la sua struttura sia identica alla struttura del lattame mostrato in fig. 5, solo, invece di NH, dovrebbe essere posizionato O. La formazione di lattone, apparentemente, è associata alla formazione intermedia di uno ione di carbonio nell'anello B attivato.Ioodio agisce sulla vitamina B 12 solo in soluzioni alcaline e si formano sia lattame che lattone, le cui quantità relative dipendono dalla concentrazione di alcali e iodio. Un ulteriore trattamento con cloramina T o bromo ha portato alla formazione di sostanze viola che si sono trasformate in blu con un eccesso di cianuro e contenevano cloro o bromo nella molecola, rispettivamente. Questi prodotti non erano completamente caratterizzati, ma una sostanza simile derivante dall'effetto della cloramina T su lattame (deidrovitamina B 12 ), è stato studiato a Cambridge e si è scoperto che contiene un solo atomo di cloro. Si ritiene che il cloro abbia sostituito l'idrogeno con un atomo di meso-carbonio tra gli anelli B e C. Questo lavoro, in combinazione con altri dati, ha aiutato a stabilire che ci sono 6 doppi legami coniugati nella molecola di vitamina, e non 5, come si supponeva all'inizio

metilazione

Sotto l'azione di eccesso di CH 3 - HgJ su J Cbl in una soluzione alcolica ad una temperatura di 65 ° C per tre ore può essere ottenuta metilcobalamina con una resa di circa il 50%. In generale, i corrispondenti organocorrinoidi sono ottenuti da reazioni di corrinoidi con forti nucleofili. Tra dimetil solfato e vitamina B stessa 12 nessuna reazione si verifica perché l'atomo di azoto partecipa al legame di coordinamento con il cobalto. Questo legame deve prima essere rotto dalla conversione della vitamina B 12 in dicianocobalamina; anche dopo questo, la reazione dipende dal valore del pH. L'azoto quaternario risultante provoca la comparsa di un ulteriore gruppo principale nella molecola di dicianuro, che, come risultato, ha una reazione neutra (anziché acida, come la dicianocobalamina); Questa struttura è stabile in soluzioni acide, poiché la metilazione impedisce la formazione di un legame di coordinamento tra N3 e Co. Questa reazione è stata utilizzata per studiare le proprietà più complesse dell'analogo della vitamina B. 12 - fattore III, che può essere metilato in una delle due posizioni o in entrambe contemporaneamente.

Analisi a raggi X.

Lo studio della vitamina B12 mediante analisi a raggi X dell'insorgenza di Dorothy Hodgkin, Oxford, nel 1948, non appena furono ottenuti i primi cristalli. Qualunque sia lo stesso lavoro è stato fatto da White a Princeton; in seguito entrambi i gruppi di ricercatori hanno unito le forze. I noiosi calcoli basati su misure di riflessione a raggi X hanno permesso di disegnare mappe di densità elettronica in tre dimensioni. Gradualmente, in diverse fasi successive, quando fu determinata la posizione di un numero crescente di atomi nella struttura, i calcoli furono perfezionati. L'intero programma di lavoro con vitamina B 12 e quelli delle sue controparti, che sono stati ottenuti, hanno richiesto circa 10 milioni di calcoli. Per fare ciò, gli ultimi stadi hanno dovuto utilizzare macchine calcolatrici elettroniche. L'analisi strutturale a raggi X non è mai stata utilizzata per studiare la struttura di una molecola così complessa, e il completo successo di questo programma di studio è stato un risultato notevole, un po 'imbarazzante chimico organico e sembrava sorprendente anche agli specialisti dell'analisi a raggi X stessi. Come ha osservato Dorothy Hodgkin, "la capacità di scrivere la struttura chimica principalmente sulla base di dati puramente cristallografici sul posizionamento degli atomi nello spazio - e, inoltre, per una molecola così stranamente complessa - è qualcosa come un sogno per ogni cristallografo". Il grande vantaggio di questo metodo è che, a differenza dei metodi chimici, "funziona" dal centro alla periferia. In altre parole, l'atomo di cobalto relativamente pesante indicava con maggiore precisione la posizione degli atomi più vicini ad essa, cioè gli atomi dei macro-anelli. Quando il lavoro stava per concludersi, si scoprì che gli unici atomi la cui posizione era in qualche modo dubbia erano quelli per i quali fu scoperto da Falkers e dal suo staff come risultato dello studio dei prodotti di ossidazione della vitamina. Calcoli relativi alla vitamina B stessa 12, sono stati temporaneamente messi da parte quando i ricercatori sono stati in grado di ottenere l'acido esacarbossilico cristallino. Questo composto più semplice era sorprendentemente facile all'analisi strutturale a raggi X e pertanto si ottennero grandi progressi. Fortunatamente, le caratteristiche strutturali di base di questa sostanza e della stessa vitamina si sono rivelate identiche, quindi gli studi di queste sostanze si completano a vicenda. Tuttavia, in entrambi i casi, hanno portato a una struttura di macro-anelli piuttosto rara. L'anello macro contiene 4 anelli pirrolici restaurati con un legame bb diretto tra gli anelli A e D. Ulteriori affinamenti nei calcoli sono stati resi possibili studiando due cobalamine contenenti atomi relativamente pesanti, cioè derivati ​​di tiocianato e selenocianato; più tardi per lo stesso scopo fu usato l'analogo della vitamina B 12, contenente due atomi di cloro al posto dei gruppi metilici benziminazolo. Infine, la natura delle catene laterali divenne chiara e fu possibile scrivere con quasi certezza l'intera formula strutturale. Tutti i dubbi rimanenti sono stati apparentemente risolti da ulteriori calcoli, che hanno anche permesso di stabilire che c'erano 6 doppi legami nell'anello macro.

stabilità

La letteratura ha accumulato molti dati sulla stabilità della vitamina B 12 all'azione di entrambi i reagenti e farmaci; Molti di questi dati possono ora essere interpretati sulla base della struttura e della reattività di varie parti della molecola di vitamine. La cianocobalamina cristallina allo stato solido è stabile anche con una temperatura di 100 ° per diverse ore. Secondo Berezovsky, quando una cianocobalamina cristallina viene riscaldata a 100 °, avviene una lenta decomposizione. Nelle soluzioni acquose, è più stabile a pH da 4 a 6 (secondo Berezovsky fino a 7); All'interno di questi intervalli di pH, le soluzioni possono essere sterilizzate in autoclave a 120 ° con una perdita di solo una piccola percentuale dell'attività. A pH 9 si verifica una rapida decomposizione (circa il 90% al giorno). L'acquocobalamina è meno stabile, soprattutto in una soluzione alcalina, ma entrambe le sostanze sono inattivate di circa il 90% per 1 ora a 100 ° a un pH di 8. Il riscaldamento in una soluzione fortemente alcalina è stato utilizzato per la distruzione quantitativa della vitamina B 12 al fine di controllare con alcuni metodi di determinazione dell'attività microbiologica. Tuttavia, nei preparati non trattati, alcune sostanze riducenti possono avere un effetto protettivo. Soluzioni neutre o leggermente acide di vitamina B 12 a temperatura ambiente al buio sono conservati per anni, solo in soluzioni fortemente diluite c'è una lenta idrolisi con la formazione di piccole quantità di fattore B. Nelle soluzioni fortemente acide e, soprattutto in alcaline, a temperatura ambiente si ha una lenta idrolisi degli acidi carbossilici. Alla luce, il cianuro viene lentamente spaccato e si forma l'ossicombalamina, ma quando la soluzione viene tenuta al buio, avviene il contrario. L'esposizione prolungata alla luce solare porta a una distruzione irreversibile. La natura dell'effetto degli agenti riducenti non può sempre essere prevista con certezza. Si sostiene che i composti tiolici a basse concentrazioni proteggono la vitamina dalla distruzione e talvolta vengono utilizzati a questo scopo con determinazioni microbiologiche, ma in grandi quantità possono causare la distruzione della vitamina stessa. Il solfito è stato anche raccomandato per l'uso nella protezione dei cobalamine, in particolare l'ossicombalamina. L'acido ascorbico non agisce come gli altri, riducendo gli agenti. Distrugge rapidamente la vitamina B 12b, ma quasi nessun effetto sulla vitamina b 12. Questa osservazione è stata utilizzata nell'analisi di miscele di queste due sostanze, ma questo metodo è adatto solo per soluzioni relativamente pure. Gli estratti epatici contengono un fattore protettivo che è il ferro; altri metalli, come il rame, catalizzano la reazione. Vitamina B in medicinali secchi 12 resistente alla macinazione con cloruro di sodio o mannitolo. Le soluzioni possono essere stabilizzate mediante fenolo a doppia distillazione, sebbene le impurezze a volte presenti nel fenolo possano causare la distruzione della vitamina. La presenza combinata di tiamina (vitamina B 1 ) e la nicotinamide (o acido nicotinico) porta alla lenta distruzione della vitamina B 12 in soluzione. Il ferro protegge la vitamina B 12 dall'interazione con l'acido nicotinico

Meccanismo di azione

Carenza di vitamina B 12 porta ad anemia megaloblastica macrocitica. Il lavoro del sistema nervoso è compromesso, si osserva una forte diminuzione dell'acidità del succo gastrico. Tuttavia, beriberi B 12 può svilupparsi anche con una buona alimentazione, poiché per il processo di assorbimento della vitamina nell'intestino tenue, la presenza di una proteina speciale, la gastromucoproteina (fattore Castle), è necessaria nel succo gastrico. In piena conformità con la traduzione letterale del suo nome latino, questa proteina è secreta dalle pareti dello stomaco, le stesse cellule che secernono acido. Il fattore Casla lega specificamente vitamina B12. Il ruolo esatto di questo fattore non è chiaro. Si ritiene che come parte di un complesso con gastromucoproteina, la vitamina venga assorbita nell'intestino tenue ed entri nel sangue del sistema portale in combinazione con la transcobalamina I e II, mentre il fattore Kasla viene idrolizzato. Quando i biochimici si sono abituati all'idea che la vitamina B 12 non solo uno specifico fattore anti-pernicioso, ma una delle vitamine del gruppo B, iniziarono ad assumere che, come altre vitamine idrosolubili, sarebbe un cofattore in almeno un sistema enzimatico. Ma contrariamente alle aspettative della funzione attribuita alla vitamina B 12 vari ricercatori si sono rivelati così numerosi e vari che è stato difficile immaginare come potrebbero essere tutti associati a un ruolo come cofattore. Pertanto, abbiamo iniziato a cercare la sua funzione principale. Ad esempio, sembrava probabile che fosse in qualche modo responsabile della conservazione dei composti sulfidrilici nello stato reattivo ridotto; potrebbe, ad esempio, "attivare" vari enzimi SH, impedendo loro di ossidarsi in forme S-S inattive. O se è associato alla sintesi proteica, sarebbe necessario per la sintesi della porzione proteica (apoenzima) di un certo numero di enzimi. Studi successivi, specialmente con l'uso di isotopi, hanno messo in discussione alcuni di quelli attribuiti alla vitamina B 12 funzioni e ha evidenziato gli altri. Tuttavia, un numero di nuovi risultati non è stato ancora confermato.

Relazione con gli enzimi sulfidrilici

Effetto del concentrato di vitamina B 12 sul restauro di alcuni composti S-S nella forma SH ho studiato in Dubnov o1950 su sistemi enzimatici in vitro. Ha suggerito che la riduzione dell'omocisteina all'omocisteina, che facilmente si unisce a un gruppo metilico, potrebbe spiegare l'effetto della vitamina B 12 sulla sintesi di metionina. Il mantenimento del glutatione in uno stato ridotto potrebbe avere un ruolo nell'attivazione degli enzimi SH. Queste ipotesi sono state supportate da osservazioni successive. Con recidiva di anemia perniciosa, così come nei ratti che ricevono una dieta con carenza di vitamina B 12 la concentrazione di composti solfidrilici (principalmente glutatione) nel sangue è inferiore alla norma e in entrambi i casi sale alla normalità o dopo la somministrazione della vitamina. La velocità di questa reazione suggerisce che questo è un risultato diretto dell'azione della vitamina. Tuttavia, Jaffe non ha riscontrato un tale effetto nei topi. Secondo Ling e Chow e altri autori, con carenza di vitamina A 12 interrotto l'uso di carboidrati. Ciò potrebbe essere dovuto alla bassa concentrazione di glutatione in due modi. I gruppi solfidrilici di alcuni enzimi glicolitici potrebbero essere ossidati alla forma S-S inattiva: in particolare, il glutatione è il gruppo protesico di un enzima chiave, gliceraldeide-3-fosfato deidrogenasi. Successivamente, Dubnov ha ulteriormente testato la sua ipotesi di riattivazione degli enzimi SH usando cellule di riposo di E. mutante, che ha bisogno di vitamina B 12. Scoprì che l'attività di un certo numero di tali enzimi era inizialmente così elevata come nelle cellule del ceppo "selvaggio", ma diminuiva con l'invecchiamento delle colture e poteva essere aumentata nuovamente con l'aggiunta di vitamina B 12 o glutatione, e aggiungerli entrambi era molto più efficace.

Scambio di grasso e carotene

L'effetto benefico della vitamina b 12 il metabolismo dei grassi negli animali è stato anche attribuito al mantenimento del coenzima A in uno stato attivo ridotto. Nei ratti nutriti con una dieta carente di vitamina B. 12, il corpo non è in grado di sintetizzare i grassi, e nei ratti adulti l'uso di grassi viene disturbato in modo tale che gli animali diventano obesi a causa dell'accumulo di grasso in eccesso. Si ritiene che questo effetto sia solo parzialmente spiegato dall'azione della vitamina B 12 sintesi di metionina, che a sua volta aumenta la quantità di sostanze lipotropiche - colina e betaina. È stabilito che la vitamina B 12 aumenta l'assorbimento di carotene o la sua trasformazione in vitamina A nei ratti (come indicato dal maggiore accumulo di quest'ultimo nel fegato); sebbene non influenzi l'accumulo di vitamina A già pronta. Il meccanismo di questa azione non è ancora chiaro.

Coinvolgimento della vitamina B 12 nei processi di recupero biochimici

La vitamina B è rivendicata 12 oltre all'azione sui composti solfidrilici, mantiene altre sostanze importanti in uno stato ridotto. Quindi, Will et al. trovato che nel plasma di pazienti con anemia perniciosa, il contenuto di acido ascorbico è ridotto; inoltre, quando l'acido ascorbico viene iniettato in tali pazienti, viene rapidamente ossidato in acido deidroascorbico. Dopo il trattamento con vitamina B 12 questi fenomeni scompaiono e le iniezioni di acido ascorbico portano ad un aumento della sua concentrazione nel plasma. Chow et al. trovato che nel fegato di ratti con carenza di vitamina B 12 il contenuto totale di diphosphopyridine nucleotide è aumentato, ma la quantità della sua forma ridotta (DPN-N) è ridotta.

Il rapporto DPN / DPN-H anormalmente alto si è dimezzato dopo la somministrazione di vitamina B 12. È stato suggerito che la vitamina B 12 in grado di svolgere il ruolo di agente riducente, quando il suo cobalto trivalente viene ripristinato allo stato divalente.

Tuttavia, sono necessari agenti riducenti forti per causare questa reazione, che in presenza di ossigeno atmosferico va nella direzione opposta.

L'ipotesi che la connessione con la proteina possa spostare il potenziale redox nell'area dei valori fisiologici non è del tutto convincente, poiché la capacità di legare la proteina dopo la riduzione può essere persa.

Biosintesi di metionina e serina

La metilcobalamina è coinvolta nelle reazioni di sintesi della metionina come cofattore. L'ultimo passo nella sintesi della metionina nei batteri, nei funghi, nelle piante e negli animali superiori è il trasferimento del gruppo metilico dal CH 3 -THPA al gruppo solfidrilico di omocisteina. Esistono due tipi di enzimi che svolgono la sintesi della metionina - il primo, indipendente dalle cobalamine, può utilizzare solo la forma triglutammica di CH come il donatore di metile 3 -TG FC. Il secondo tipo di enzima, che dipende dai cofattori di cobalamina, può usare sia il mono che il triglutammato CH 3 -TG FC. S-adenosilmetionina (S - AdoMet) è anche necessaria per attivare il secondo tipo di enzimi. Quest'ultimo è necessario per la metilazione iniziale di cobalamina. E. coli mutante, usato per determinare la vitamina B 12, in grado di crescere altrettanto bene quando la metionina viene aggiunta al mezzo nutritivo minimo, solo una crescita ottimale richiede circa 10.000 volte più metionina della vitamina. L'ovvia conclusione che nelle cellule di questo organismo, la vitamina funge da catalizzatore per la sintesi di metionina, è stata confermata sperimentalmente. Tuttavia, per qualsiasi altro microrganismo che ha bisogno di vitamina B 12, questa vitamina non può essere sostituita dalla metionina, quindi ovviamente svolge una funzione aggiuntiva in questi organismi.