25.6: co-enzym B12-Vitamine B12

cobalamine, of vitamine B12, is de grootste en meest complexe van alle soorten vitaminen. De ontdekking van cobalamine werd gedaan als wetenschappers waren op zoek naar een remedie voor pernicieuze anemie te vinden, een bloedarmoede ziekte veroorzaakt door een afwezigheid van intrinsieke factor in de maag. Cobalamine werd bestudeerd, gezuiverd, en verzameld in kleine rode kristallen, en de kristalliserende structuur werd bepaald tijdens een X-ray analyse experiment uitgevoerd door wetenschapper Hodkin. Een molecuulstructuur van cobalamine is eenvoudig, maar bevat veel verschillende variëteiten en complexen zoals weergegeven in Figuur 1. Het onderzoek van de moleculaire structuur van de vitamine helpt wetenschappers om een beter begrip te hebben van hoe het lichaam vitamine B12 gebruikt in de opbouw van rode bloedcellen en het voorkomen van pernicieuze bloedarmoede syndromen.

figuur 1

de metalloenzymstructuur van cobalamine vertoont een corrinering met kobalt, het enige metaal in het molecuul, precies in het midden van de structuur geplaatst door vier gecoördineerde bindingen van stikstof uit vier pyrroolgroepen. Deze vier subeenheden zijn gelijkmatig op hetzelfde vlak gescheiden, direct tegenover elkaar. Ze zijn ook met elkaar verbonden door een C-CH3 methyleenverbinding aan de andere zijden, door een C-H aan de ene zijde en door twee pyrroles die direct bij elkaar komen. Samen vormen ze een perfecte corrinering zoals afgebeeld in Figuur 2. De vijfde ligand verbonden met kobalt is een stikstof afkomstig van de 5,6-dimethhylbenzimidazool. Het presenteert zich als een axiaal die recht naar beneden loopt van het Kobalt recht onder de corrinring. Deze benzimidazol is ook verbonden met een vijf koolstofsuiker, die zich uiteindelijk aan een fosfaatgroep hecht, en dan riemen terug naar de rest van de structuur. Aangezien het axiaal helemaal naar beneden wordt uitgerekt, is de binding tussen het kobalt en de 5,6-dimethylbenzimidazol zwak en kan soms worden vervangen door verwante moleculen zoals een 5-hydrozyl-benzimidazol, een adenine, of een andere soortgelijke groep. In de zesde positie boven de Corrinring, kan de actieve plaats van kobalt direct met verscheidene verschillende types van ligands verbinden. Het kan met CN verbinden om Cyanocobalami te vormen, aan een methylgroep om methylcobalamine te vormen, aan een 5′-deoxy adenosy groep om Adenosylcobalamine te vormen, en Oh, Hydroxycobalamine. Kobalt is altijd klaar om te oxideren van 1 + verandering in 2 + en 3 + om te matchen met deze R groepen die zijn verbonden met het. Hydroxocobalamine bevat bijvoorbeeld kobalt dat een 3+ lading heeft, terwijl Methyladenosyl een kobalt bevat dat een 1 + lading heeft.

Figuur 2

de puntengroepconfiguratie van cobalamine is C4v. om deze symmetrie te bepalen, moet men zien dat de structuur zichzelf vier keer kan draaien en uiteindelijk terug zal komen naar zijn oorspronkelijke positie. Verder zijn er geen sigma h vlak en geen loodrechte C2 bijl. Echter, aangezien er Sigma V-vlakken zijn die de moleculen in zelfs delen snijden, is het duidelijk om te bepalen dat de structuur van cobalamine een C4v is. met kobalt het middenmetaal van het molecuul is, droeg cobalamine een vervormde octahedrale configuratie. Het axiaal dat kobalt verbindt met de 5,6 dimethylbenzimidazol wordt helemaal tot aan de bodem uitgerekt. De afstand is meerdere malen langer dan de afstand van het kobalt en de daaraan gekoppelde R-groep erboven. Dit kan soms ook worden aangeduid als een tetragonale structuur. De totale vorm is vergelijkbaar met een octaëdraal, maar de twee axiale groepen zijn verschillend en gescheiden in ongelijke afstanden. Aangezien er slechts één metalloenzyme centrum in het systeem is, wordt de zojuist genoemde puntgroep en configuratie ook toegewezen aan de structuur als geheel. Aangezien de metalloco-enzymstructuur is uitgerekt, is het vrij zwak gecoördineerd en kan het worden afgebroken of vervangen door andere groepen zoals hierboven vermeld.

wetenschappers hebben aangetoond dat zowel IR als Raman spectroscopie werden gebruikt om de structuur van het molecuul te bepalen. Dit wordt bepaald door het observeren van de tekentabellen van puntgroep C4v, de puntgroepsymmetrie van cobalamine. Aan de IR kant kan men zien dat er groepen zijn zoals drz, (x, y), (rz, ry). Aan de andere kant, aan de Raman kant, zijn er groepen zoals x vierkant +y vierkant, z vierkant, x vierkant-y vierkant, xy, xz, yz. De Raman-zijde gaf aan dat er stretchingmodi in het molecuul waren en heeft betrekking op het stretching van het 5,6-dimethylbenzimidazole axiaal dat direct onder het Kobaltmetaal verbond. Het uitrekken is te zien in Figuur 3.

Figuur 3

cobalamine-enzymen kunnen een aantal verschillende soorten reacties katalyseren. Een daarvan is de reactie van intramoleculaire herschikkingen. Tijdens deze herschikking wordt co-enzym uitgewisseld met de twee groepen verbonden aan aangrenzende koolstofatomen. Een andere reactie impliceert het overbrengen van de methylgroep in bepaalde methylatiereacties, zoals de omzetting van homocysteïne in methionine, biosynthese van choline en thymine enz. Deze interactie kan gunstige waarden aan de biologische organismen brengen.

cobalamine heeft veel gunstige effecten met betrekking tot biologische existenties. Zij spelen een rol om gezond lichaamssysteem te handhaven en helpen om de productie van genetische materialen van het lichaam te helpen. Cyanocobalamine, een type cobalamine, werkt om de vorming van rode bloedcellen te genereren en veel verschillende schade in het zenuwstelsel te genezen. Cobalamine dient ook als een vitale rol in het metabolisme van vetzuren die essentieel zijn voor het onderhoud van myeline. Studies hebben aangetoond dat mensen met vitamine B12 deficiëntie zal onthullen onregelmatige vernietiging van de myeline shealth, wat leidt tot parlysis en de dood. Enkele van de andere symptomen van het gebrek aan cobalamine zijn slechte groei, megaloblastisch beenmerg, gastro-intestinale veranderingen, Leucoopenie en hyper-gesegmenteerde nutrofielen, degeneratieve veranderingen in het ruggenmerg en zenuwstelsel en uitscheiding van methylmalonzuur en homocystine in de urine.In de loop der jaren is gebleken dat vitamine B12 essentieel is voor de werking van het zenuwstelsel en de aanmaak van rode bloedcellen. Een studie uitgevoerd door onderzoekers van de National Institutes of Health, Trinity College Dublin, suggereerde dat een tekort aan vitamine B12 het risico van neurale buizendefect bij kinderen zou kunnen verhogen (Miller). Daarom, door het bestuderen van de structuur en de functie van cobalamine, kunnen wetenschappers experimenteren en vitamine B12 vormen in hun laboratoria en dienen de Gemeenschap als geheel.