الفيتامينات ومرافقات الأنزيمات

يستعمل التعبير فيتامين Vitamin للدلالة على عامل غذائي ضروري يحتاجه الكائن الحي بكميات صغيرة، والذي يؤدي غيابه إلى بعض الاعراض أو الامراض الناشئة عننقصه. أما وصف الأعراض الناشئة عن نفص الفيتامينات، أو الكميات اللازمة لمعالجتها، فإنها تقع في نطاق علم التغذية. في هذا الجزء سوف ننتطرق إلى العلاقة بينالفيتامينات ومرافقات الانزيمات.

فلقد عرف الآن – كما سنرى بعد قليل – أن العديد من مرافقات الانزيمات تحتوي على أحد الفيتامينات كجزء من تركيبها البنائي. وبما لا شك فيه أن هذه العلاقة هي التيأضافت على الفيتامينات ذلك الدور الحيوي الهام الذي تلعبه داخل الكائن الحي بالإضافة إلى وظائفها الأخرى.

وقد كانت الأبحاث الأولية التي أدت إلى ايجاد تلك العلاقة في مرافقات الانزيمات والفيتامينات من أهم الأبحاث في ميدان للكيمياء الحيوية، وذلك لأنها أوجدت نموذجاً اتبع فيجميع الدراسات التي تلتها والمختصة بايجاد علاقات بين الفيتامينات ومرافقات الانزيمات الأخرى. وقد بدأ العالم الألماني Otto Warburg تلك الأبحاث عندما نشر (سنة 1932)أول بحث من سلسلة الدراسات الكلاسيكية حول اثنين من مرافقات الانزيمات.

 

كان واربورغ يدرس نظاماً انزيمياً موجوداً في الخمائر Yeast – يلامس اكسدة الجلوكوز -6- فوسفات إلى حمض -6- فوسفوجلوكونيك. وقد تبين أن ذلك التفاعل يتطلب وجودنوعين من البروتينات (يمكن الحصول عليهما من الخميرة) بالإضافة إلى مرافق انزيمي يمكن عزله من كريات الدم الحمراء. وقد سمى الانزيم اللازم لملامسة هذا التفاعلبالاسم الالماني Zwischenferment وهو عبارة عن انزيم نازع للهيدروجين Dehydrogenase. أما المرافق الانزيمي الذي يحتاجه ذلك الانزيم فقد اطلق عليه اسم Coenzyme IIوذلك لأنه يشبه تركيبه مرافقاً انزيمياً آخر كان يسمى Coenzyme I، والذي تمكن العالمان Harden and young – قبل عدة سنوات – من اثبات علاقته بتفاعلات التخمر اللاهوائيللكربوهيدرات. وقد تبين أن المرافق الانزيمي I يشبه في تركيبه البنائي الادينوزين أحادي الفوسفات AMP المستخرج من العضلات وذلك لأن هذا المركب الأخير (AMP) ينتجمن التحليل الانزيمي للمرافق I.

 

وقد كشفت ابحاث واربوغ عام 1935 على أن المرافق الانزيمي II يحوي قاعدة نتروجينية أخرى (بالإضافة إلى الادينين) وهي مشتقة من حمض النيكوتينيك (وقد عرف فيمابعد -1937- أنه أحد الفيتامينات) وتسمى نيكوتيناميد Nicotinamide. وتلك كانت أول اشارة إلى علاقة الفيتامينات بمرافقات الانزيمات. واعتماداً على تلك المعلومات وغيرها –مما لا مجال للدخول في تفاصيله – فقد أمكن كتابة الصيغة البنائية لكل من المرافقين الانزيميين I و II (انظر الفقرة التالية): وسيقسم هذا الفصل إلى قسمين، القسم الأولوسيقتصر البحث فيه على الفيتامينات التي تدخل في بناء مرافقات الانزيمات حيث سنبين تركيب الفيتامين والمشتق الذي يؤلف من مرافق الانزيم ومنه وميكانيكية عملالمرافق الانزيمي أي كيفية تأديته لوظيفته الحيوية، وكذلك التفاعلات التي يشترك فيها.

أما القسم الثاني من هذا الفصل فيشتمل على دراسة مختصرة لأهم الفيتامينات التي لا تدخل في تركيب مرافقات الانزيمات. وسنكتفي عند ذلك ببيان التركيب البنائي للفيتامينومصادر وجوده بالإضافة إلى وظيفته الحيوية.

القسم الأولالفيتامينات التي لها وظيفة مرافقات الانزيمات

2- حمض النيكوتينيك – نيكوتيناميد Nicotinic Acid – Nicotinamide

تركيبه: غالباً ما يشار إلى الفيتامين المسمى بهذا الاسم بكلمة (نياسين) Niacin التي هي الاسم المستعمل الشائع له، سواء أكان الحمض بصورته الحرة أم المشتق الاميدي منه.ينتشر بكثرة في الأنسجة البناتية والحيوانية، وتعتبر منتجات اللحوم والذرة الصفراء من المصادر الممتازة لهذا الفيتامين.

وصورة مرافق الأنزيم من هذا الفيتامين تظهر في المركبين الهامين التاليين:

1- نيكوتيناميد ادينين نيوكليوتايد nieotinamide Adenine Dinucleolide وهو مرافق الانزيم الأول Coenzyme I ويرمز له اختصاراً NAD+، وكان يعرف قبل عام 1961 باسم دايفوسفوبيريدين نيوكليوتايد ويرمز له اختصاراً (DPN+).

2- المشتق الفوسفاتي للمركب الأول NAD+ – Phosphate وهو مرافق الانزيم الثاني Coenzyme II (اللذين اكتشفهما واربورغ) ويرمز له اختصاراً NDAP+. وكان يعرف قبل عام1961 باسم تراي فوسفوبيريدين نيوكليوتايد ويرمز له اختصاراً (TPN+)، وهي الأسماء التي اطلقها واربورغ.

وهذا المرفقان الأنزيمان يوجدان بكثرة في الطبيعة، ويفترض أن سبب ذلك هو دورهما الرئيسي في عمليات الاكسدة الحيوية.

MAPS certified