25.6: Coenzima B12 – Vitamina B12
La Cobalamina, o vitamina B12, es la más grande y compleja de todos los tipos de vitaminas. El descubrimiento de la cobalamina se hizo cuando los científicos buscaban una cura para la anemia perniciosa, una enfermedad anémica causada por la ausencia de factor intrínseco en el estómago. La cobalamina se estudió, purificó y recolectó en pequeños cristales rojos, y su estructura cristalizada se determinó durante un experimento de análisis de rayos X realizado por el científico Hodkin. Una estructura molecular de Cobalamina es simple, pero contiene muchas variedades y complejos diferentes, como se muestra en la Figura 1. El examen de la estructura molecular de la vitamina ayuda a los científicos a tener una mejor comprensión de cómo el cuerpo utiliza la vitamina B12 en la construcción de glóbulos rojos y la prevención de síndromes de anemia perniciosa.
Figura 1
La estructura metaloenzimática de la cobalamina presenta un anillo de corrina con Cobalto, el único metal de la molécula, colocado justo en el centro de la estructura por cuatro enlaces coordinados de nitrógeno de cuatro grupos pirrol. Estos cuatro grupos de subunidades están separados uniformemente en el mismo plano, directamente uno frente al otro. También están conectados entre sí por un enlace de metileno C-CH3 en los otros lados, por un C-H en un lado y por dos pirroles que se unen directamente. Juntos, forman un anillo de corrina perfecto como se muestra en la figura 2. El quinto ligando conectado al cobalto es un nitrógeno procedente del 5,6-dimetilbencimidazol. Se presenta como un eje que corre directamente desde el cobalto justo debajo del anillo de corrina. Este bencimidazol también está conectado a un azúcar de cinco carbonos, que finalmente se adhiere a un grupo fosfato y luego se une al resto de la estructura. Dado que el eje se estira completamente hacia abajo, la unión entre el cobalto y el 5,6-dimetilbenzimidazol es débil y a veces puede ser reemplazada por moléculas relacionadas, como un 5-hidrozil-bencimidazol, una adenina o cualquier otro grupo similar. En la sexta posición por encima del anillo de Corrina, el sitio activo de cobalto puede conectarse directamente a varios tipos diferentes de ligandos. Puede conectarse al CN para formar un Cianocobalami, a un grupo Metilo para formar una metilcobalamina, a un grupo 5 ‘ – desoxi adenosía para formar una adenosilcobalamina, y OH, hidroxicobalamina. El cobalto siempre está listo para oxidarse de 1+ a 2+ y 3+ para que coincida con estos grupos R que están conectados a él. Por ejemplo, la hidroxocobalamina contiene cobalto que tiene una carga de 3+, mientras que el metiladenosilo contiene cobalto que tiene una carga de 1+.
Gráfico 2
La configuración del grupo de puntos de la cobalamina es C4v. Para determinar esta simetría, uno debe ver que la estructura es capaz de rotar cuatro veces y eventualmente volverá a su posición original. Además, no hay plano sigma h ni eje perpendicular C2. Sin embargo, dado que hay planos sigma v que cortan las moléculas en partes pares, es claro determinar que la estructura de la Cobalamina es un C4v. Siendo el cobalto el metal central de la molécula, la cobalamina tenía una configuración octaédrica distorsionada. El eje que conecta el cobalto con el 5,6 dimetil bencimidazol se estira hasta el fondo. Su distancia es varias veces mayor que la distancia desde el cobalto y el grupo R adjunto por encima de él. Esto a veces también se puede denominar estructura tetragonal. Toda la forma en general es similar a un octaédrico, pero los dos grupos axiales son diferentes y están separados en distancias desiguales. Dado que solo hay un centro de metaloenzimas en el sistema, el grupo de puntos y la configuración que acabamos de mencionar también se asignan a la estructura en su conjunto. Dado que la estructura metalocoenzimática está estirada, está bastante débilmente coordinada y puede separarse o reemplazarse con otros grupos como se mencionó anteriormente.
Los científicos han demostrado que la espectroscopia IR y Raman se utilizaron para determinar la estructura de la molécula. Esto se determina observando las tablas de caracteres del grupo puntual C4v, la simetría del grupo puntual de la Cobalamina. En el lado IR, se puede ver que hay grupos como drz, (x, y), (rz, ry). Por otro lado, en el lado Raman, hay grupos como x cuadrado +cuadrado y, cuadrado z, cuadrado x cuadrado – y, xy, xz, yz. El lado Raman indicó que había modos de estiramiento en la molécula y se relaciona con el estiramiento del 5,6 dimetil benzimidazol axial que se conectaba directamente debajo del metal de cobalto. El estiramiento se puede ver en la Figura 3.
Figura 3
Las enzimas de cobalamina pueden catalizar algunos tipos diferentes de reacciones. Uno de ellos es la reacción de los reordenamientos intramoleculares. Durante este reordenamiento, la coenzima se intercambia con los dos grupos unidos a átomos de carbono adyacentes. Otra reacción implica transferir el grupo metilo en ciertas reacciones de metilación, como la conversión de homocisteína en metionina, biosíntesis de colina y timina, etc. Estas interacciones pueden aportar valores beneficiosos a los cuerpos biológicos.
La cobalamina tiene muchos efectos beneficiosos con respecto a las existencias biológicas. Desempeñan un papel para mantener el sistema corporal saludable y ayudan a ayudar a la producción de materiales genéticos del cuerpo. La cianocobalamina, un tipo de cobalamina, trabaja para generar la formación de glóbulos rojos y curar muchos daños diferentes en el sistema nervioso. La cobalamina también desempeña un papel vital en el metabolismo de los ácidos grasos esenciales para el mantenimiento de la mielina. Los estudios han demostrado que las personas con deficiencia de vitamina B12 revelarán una destrucción irregular de la mielina, lo que conduce a parlisis y muerte. Algunos de los otros síntomas de la falta de cobalamina son el crecimiento deficiente, la médula ósea megaloblástica, los cambios en el tracto gastrointestinal, la leucopenia y los nutrofilos hipersegmentados, los cambios degenerativos en la médula espinal y el sistema nervioso y la excreción de ácido metil malónico y homocistina en la orina.
A lo largo de los años, la vitamina B12 ha demostrado ser esencial para el funcionamiento del sistema nervioso y la producción de glóbulos rojos. Un estudio realizado por investigadores de los Institutos Nacionales de Salud, Trinity College Dublin, sugirió que una deficiencia de vitamina B12 podría aumentar el riesgo de defectos en los tubos neuronales en los niños (Miller). Por lo tanto, al estudiar la estructura y función de la cobalamina, los científicos pueden experimentar y formar vitamina B12 en sus laboratorios y servir a la comunidad en su conjunto.
