Витамин Q (убихинон)

СТРУКТУРА

2,3-диметокси
-5-метил
-1,4-бензохиноны
с различной полипренильной цепочкой в 6 положении

Первоначально были выделены высшие убихиноны с n=6-10.
Позднее стали известны убихиноны с:
А) эпоксидной группой;
Б) с одной аминогруппой (родохинон);
В) с одним насыщенным изопреноидным звеном на конце цепи.

Убихинон способен синтезироваться в организме человека,
поэтому иногда его относят к витаминоподобным соединениям.
Благодаря этому авитаминоз практически не встречается и, как правило,
вызван генетической мутацией. Рассмотрим механизм биосинтеза
убихинона.

СИНТЕЗ УБИХИНОНА В ОРГАНИЗМЕ
(Были экспериментально исследованы путем меченых участников реакции)
Мевалоновая кислота в 3 этапа превращается в трифосфопроизводное.

Из него в результате декарбоксилирования и дефосфорилирования образуется изопентенилпирофосфат – «активный изопрен», являющийся строительным звеном.
Он способен изомеризоваться в диметилаллилопирофосфат, который является конечном звеном изопреноидных полимеров.
На С5 последовательно наращивается диметилаллилпирофосфат с увеличением по длине углеродной цепочки, образуются пренилпирофосфаты.

Пренилпирофосфаты присоединяются к предшественнику ядра убихинона.
В животных и бактериальных тканях такими предшественниками являются фенилаланин и тирозин.
П-Оксибензойная кислота изопренелируется, а затем подвергается ферментативному декарбоксилированию. Образуется 2-мультипренилфенол.

Затем происходит последовательное гидроксилирование и метилирование. Образуются: 2-декапренил-6-метоксифенол и 2-декапренил-3-метил-6-метоксихинон.
После происходит окисление фенольного ядра до хинона.

Затем снова происходит мителирование и гидроксилирование вплоть до образования убихинона.

ФУНКЦИИ В ОРГАНИЗМЕ

Убихинон способен обратимо окисляться и восстанавливаться. Является обязательным компонентом дыхательной цепи при биологическом окислении.
Восстанавливает антиоксидантную активность витамина Е.
Главный антиоксидант митохондрий.

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ
Основан на системе окисленной и восстановленной форм: убихинон-убигидрохинон

Дыхательная цепь
Убихинон также известен, как кофермент Q10. Он сосредоточен в митохондриях и участвует в переносе электронов.
В дыхательную цепь электроны поступают различными путями, например, при окислении НАДН+Н+. Комплекс белков I переносит электроны через флавинмононуклеотид и Fe/S-центры на убихинон.
С комплекса II с помощью ацетил-KoA переносятся электроны, образовавшиеся при окислении сукцината.

Дыхательная цепь
Окисленная форма убихинона восстанавливается в убигидрохинон.
Убигидрохинон переносит электроны в белковый комплекс III, где они через два гема b (комплексы порфирина с Fe(II)), Fe/S центр и гем c1 переносятся на белок цитохром с.

Дыхательная цепь
Цитохром с переносит электроны к комплексу IV (цитохром с-оксидазе). Он содержит два медь содержащих центра, гемы а и а3, через которые электроны поступают к кислоороду.
При окислении кислорода образуется сильно основный анион О2- , который связывает два протона и переходит в воду.
Дыхательная цепь является частью процесса окислительного фосфорилирования. Из-за большой разницы окислительно-восстановительных потенциалов донора (НАДН+Н+)и акцептора (О2) реакция очень экзергоническая. Выделяющаяся энергия используется для создания градиента протонов и образования АТФ.

Антиоксидантная активность
Основана на способности восстановленной формы убихинона вступать в реакции со свободными радикалами

ГИПО- И ГИПЕРВИТАМИНОЗ

Гипо- и геипервитаминозы у витамина Q
изучены недостаточно, так как он в больших количествах синтезируется животными и
микроорганизмами.
При гиповитаминозе возможно развитие сердечной недостаточности, анемии, происходят изменения в мускулатуре.
При повышенном содержании витамина Q в пище наблюдались боли в желудке, тошнота и нарушение стула.

СУТОЧНАЯ ПОТРЕБНОСТЬ И УБИХИНОН В ПИЩЕ