Убіхінон-10 - біологія
Як жарко занадто жарко для життя глибоко під дном океану?
Антибіотики від бактерій
Міграція клітин: нещодавно виявлена функція відомого білка
Молекулярний компас для вирівнювання клітин
Від чого листя старіє восени
Демократичність грифа-цесарки
Середовище Екембо: Люди також жили на відкритих ландшафтах
| Генетика | Сільське, лісове та тваринництво
Сорт пшениці був створений шляхом схрещування дикорослих трав
Як жарко занадто жарко для життя глибоко під дном океану?
Убіхінон-10
Убіхінон-10 (також UQ з англ. Убіхінон, або Q-10, застарілий: Коензим Q10) - похідне хінону з ліпофільним бічним ланцюгом ізопреноїдів, структурно пов’язане з вітаміном К та вітаміном Е. Відновлена, фенольна форма називається убигідрохіноном або убихінолом (коротше QH2). Убіхінон-10 є одним із убихінонів.
Q-10 є носієм електрона і протону між комплексом I або комплексом II та комплексом III дихального ланцюга.
Q-10 пропонується до продажу як інгредієнт косметичних кремів та як дієтична добавка.
характеристики
Q-10 - це жовто-оранжевий кристалічний порошок без запаху та смаку.
Гідрофобний ізопреноїдний бічний ланцюг дає змогу молекулі закріпитися в аналогічній гідрофобній зоні біомембрани, яка формує мітохондрії.
Біологічна функція
Q-10 - ендогенна речовина. Він частково всмоктується з їжею, але також виробляється в самому організмі. У кожній клітині людини енергія з їжі перетворюється у власну енергію організму (АТФ). Як кофермент Q-10 бере участь у окисному фосфорилюванні, яке генерує 95% загальної енергії тіла (АТФ). [2] [3] Органи, що мають найвищі енергетичні потреби - такі як серце, легені та печінка - тому також мають найвищу концентрацію Q-10. [4]
біохімія
Дихальний ланцюг у мітохондріях клітини забезпечує поступовий перенос електронів і протонів до кисню, одночасно отримуючи АТФ як еквівалент біохімічної енергії. Ця послідовність реакцій, яку іноді називають «контрольованою реакцією оксигену», відбувається на локалізованих мембранних білках, комплексах від I до V та рухливих компонентах - убихіноні та цитохромі c. Останні служать човниковими системами між комплексами: Убіхінон є посередником між комплексами I/II і III, цитохром c - між комплексами III і IV.
Електрони для відновлення убихінону походять від окислення NADH на комплексі I дихального ланцюга, NADH дегідрогенази або від окислення сукцинату на комплексі II, який ідентичний сукцинатдегідрогеназі циклу лимонної кислоти. Молекула убихинона може поетапно забирати два електрони. На першому етапі утворюється QH •, досить стабільний радикал напівхінону. Поглинання другого електрона створює гідрохінон-убихінол після протонування, тобто відновлену форму. На додаток до транспорту електронів, це також дозволяє зв’язувати два протони - убихінон, таким чином, може також служити носієм протону. Ці процеси важливі в дихальному ланцюзі в циклі Q у комплексі III.
Прооксидантні та антиоксидантні властивості
Убіхінон також бере участь у формуванні активних форм кисню (АФК) через створення супероксиду радикалами убихінону, які спричиняють окислювальну шкоду, що лежить в основі багатьох дегенеративних захворювань. Парадоксально, але пул убихінону також є важливим мітохондріальним антиоксидантом. [5]
дефект
Постійний дефіцит Q-10 зустрічається рідко. Часто зустрічається у пацієнтів з міопатіями. Оскільки не всі ферменти, що беруть участь у біосинтезі Q-10, відомі, цілком можливо, що мутації в одному із уражених генів ще не виявлені. [6] [7] [8]
Однією з можливостей тимчасового дефіциту Q-10 є ліки зі статинами, де інгібування HMG-CoA редуктази зменшує вихідні речовини для біосинтезу Q-10, що призводить до зниження рівня плазми. З іншого боку, нічого не відомо ні про наявність Q-10 у м’язах, ні про ефективність збільшеного споживання. [9]
біосинтез
Біосинтез Q-10 у еукаріотів починається з 4-гідроксибензойної кислоти, яка отримується з амінокислоти тирозину за п’ять етапів, включаючи гідроксифенілсукцинову кислоту та 4-кумарову кислоту, і утворює хінонову частину; з іншого боку, бічний ланцюг стає всім-переклад-Потрібен декапренілфосфат, який утворюється з геранілгеранілфосфату (GGP, із шляху мевалонату) у шість етапів. Обидва вихідних речовини поєднують з 3-декапреніл-4-гідроксибензоатом із використанням п-гідроксибензоат-поліпренілтрансферази (ЄС 2.5.1.39). На наступних семи етапах виробляється убихинол-10, який за допомогою переносу електронів стає убихиноном-10. [10]
Харчова добавка
Щодня ми вживаємо через їжу близько трьох-п’яти міліграмів коферменту, що не є абсолютно необхідним. [11] У рідкісних випадках підвищеної потреби Q-10 харчові добавки можуть допомогти уникнути або компенсувати дефіцит. Для дорослої людини доза Q-10, рекомендована більшістю вчених у такому випадку, становить 30–200 мг на добу як харчова добавка. [12] [13]
Косметика
Q-10 також є активним інгредієнтом кремів для шкіри, які широко пропонуються. Вони повинні компенсувати нібито зростаючу відсутність Q-10 із старості. B. забезпечити розщеплення шкідливих радикалів. [14]
Виникнення
Q-10 рясно міститься в м’ясі органів (печінка), жирній рибі (сардини, скумбрія та ін.), Горіхах (наприклад, фісташки), бобових, насінні кунжуту, насінні соняшнику, рослинних оліях, капусті, цибулі, картоплі, шпинаті, брюссельській капусті та брокколі. Однак приготування може знищити кофермент.
Виробництво
Для виробництва Q-10 використовують три процеси: бродіння дріжджів, бродіння бактерій та хімічний синтез.
У процесі бродіння дріжджів Q-10 створюється в так званій транс-конфігурації, що означає, що він ідентичний природним CoQ10, що містяться в м'ясі, рибі чи інших продуктах харчування.
Безпека бродіння дріжджів була підтверджена кількома дослідженнями безпеки, проведеними однією з провідних світових випробувальних лабораторій (Covance Laboratories Inc.) [15]. Крім того, подвійне сліпе, рандомізоване, контрольоване плацебо дослідження показало, що CoQ10 від ферментації дріжджів у дозах до 900 міліграмів на день є абсолютно безпечним і добре переноситься. [16]
Хімічно синтезований Q-10 містить цис-ізомер (молекулярна структура не зустрічається у природних Q-10), безпека якого не вивчалась інтенсивно.
історія
Убіхінон-10 був відкритий в 1957 році і вперше був виділений із бичачих сердець Фредом Л. Крейн. [17] Хімічна структура була з’ясована в 1958 році Карлом Августом Фолькерсом. [18] Британський вчений Пітер Д. Мітчелл отримав 1978 року Нобелівську премію з хімії за свої результати щодо ролі Q-10 у Q-циклі комплексу III дихального ланцюга.