Убихинон-10 - биология
Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?
Антибиотици от бактерии
Клетъчна миграция: новооткрита функция на известен протеин
Молекулярен компас за подравняване на клетките
Какво кара листата да стареят през есента
Демокрацията на лешоядите токачки
Околната среда на Ekembo: Хората също живееха в открити пейзажи
| Генетика | Земеделие, горско стопанство и животновъдство
Сортът пшеница е създаден чрез кръстосване на диви треви
Колко горещо е твърде горещо за живота дълбоко под дъното на океана?
Убихинон-10
Убихинон-10 (също UQ от англ. Убихинон, или Q-10, остарял: Коензим Q10) е производно на хинон с липофилна изопреноидна странична верига, структурно свързано с витамин К и витамин Е. Намалената, фенолна форма се нарича убихидрохинон или убихинол (накратко QH2). Убихинон-10 е един от убихиноните.
Q-10 е носител на електрон и протон между комплекс I или комплекс II и комплекс III на дихателната верига.
Q-10 се предлага за продажба като съставка в козметични кремове и като хранителна добавка.
характеристики
Q-10 е жълто-оранжев, кристален прах без мирис или вкус.
Хидрофобната изопреноидна странична верига позволява на молекулата да се закотви в също хидрофобната област на биомембраната, която изгражда митохондриите.
Биологична функция
Q-10 е ендогенно вещество. Отчасти се абсорбира чрез храната, но се произвежда и в самото тяло. Във всяка човешка клетка енергията от храната се преобразува в собствената енергия на тялото (АТФ). Като коензим Q-10 участва в окислителното фосфорилиране, което генерира 95% от общата телесна енергия (АТФ). [2] [3] Органите с най-високи енергийни изисквания - като сърцето, белите дробове и черния дроб - следователно имат и най-високата концентрация Q-10. [4]
биохимия
Дихателната верига в митохондриите на клетката позволява постепенно прехвърляне на електрони и протони към кислород, като в същото време се получава АТФ като биохимичен енергиен еквивалент. Тази последователност от реакции, която понякога се нарича „контролирана реакция на оксиводород“, протича върху локализирани мембранни протеини, комплекси I до V и подвижни компоненти, убихинон и цитохром c. Последните служат като совалкови системи между комплексите: Убихинонът посредничи между комплекси I/II и III, цитохром c между комплекси III и IV.
Електроните за редукция на убихинон идват от окисляването на NADH върху комплекс I на дихателната верига, NADH дехидрогеназата или от окислението на сукцинат върху комплекс II, което е идентично с сукцинат дехидрогеназата от цикъла на лимонената киселина. Молекулата на убихинон може да поеме два електрона стъпка по стъпка. В първата стъпка се образува QH •, доста стабилен полухинонов радикал. Поглъщането на втория електрон създава хидрохинон убихинол след протониране, т.е.редуцираната форма. В допълнение към електронния транспорт, това също така позволява да се свържат два протона - убихинонът по този начин може да служи и като протонен носител. Тези процеси са важни в дихателната верига в Q цикъла в комплекс III.
Прооксидантни и антиоксидантни свойства
Убихинонът участва и в образуването на реактивни кислородни видове (ROS) чрез създаването на супероксид от радикалите на убихинон, които причиняват окислително увреждане, което е в основата на много дегенеративни заболявания. Парадоксално, но убихиноновият басейн също е важен митохондриален антиоксидант. [5]
дефект
Постоянният дефицит на Q-10 е рядък. Често се открива при пациенти с миопатии. Тъй като не всички ензими, участващи в биосинтеза на Q-10, са известни, е напълно възможно мутациите в един от засегнатите гени все още да не са идентифицирани. [6] [7] [8]
Една от възможностите за временен дефицит на Q-10 е лечение със статини, при което инхибирането на HMG-CoA редуктазата намалява изходните материали за биосинтеза на Q-10, което води до намаляване на плазмените нива. От друга страна, не се знае нищо за наличието на Q-10 в мускулите, нито за ефективността на увеличения прием. [9]
биосинтеза
Биосинтезът на Q-10 в еукариотите започва от 4-хидроксибензоена киселина, която се получава от аминокиселината тирозин в пет етапа, включително хидроксифенилсукцинова киселина и 4-кумарова киселина, и която формира хиноновата част; от друга страна, страничната верига става всичко-транс-Необходим е декапренил фосфат, който се изгражда от геранилгеранил фосфат (GGP, от пътя на мевалоната) в шест стъпки. И двата изходни материала се комбинират с 3-декапренил-4-хидроксибензоат, като се използва р-хидроксибензоат полипренил трансфераза (EC 2.5.1.39). В седем следващи стъпки се произвежда убихинол-10, който чрез убиване на електрони става убихинон-10. [10]
Хранителна добавка
Приемаме около три до пет милиграма коензим дневно чрез храната си, което не е абсолютно необходимо. [11] В редки случаи на повишено изискване за Q-10 хранителните добавки могат да помогнат за избягване или компенсиране на дефицит. За възрастен, дозата на Q-10, препоръчана от повечето учени в такъв случай, е 30–200 mg на ден като хранителна добавка. [12] [13]
Козметични продукти
Q-10 също е популяризирана активна съставка в кремовете за кожа, които са широко достъпни. Те трябва да компенсират уж нарастващата липса на Q-10 с напреднала възраст. Б. осигуряват разграждането на вредните радикали. [14]
Поява
Q-10 се съдържа в изобилие в месото на органи (черен дроб), мазна риба (сардини, скумрия и др.), Ядки (напр. Шам-фъстъци), бобови растения, сусам, слънчогледови семки, растителни масла, зеле, лук, картофи, спанак, брюкселско зеле и броколи. Готвенето обаче може да унищожи коензима.
производство
За производството на Q-10 се използват три процеса: ферментация на дрожди, ферментация на бактерии и химичен синтез.
По време на процеса на ферментация на дрожди Q-10 се създава в така наречената транс конфигурация, което означава, че е идентичен с естествения CoQ10, който се намира в месото, рибата или други храни.
Безопасността на ферментацията на дрожди е потвърдена от няколко проучвания за безопасност, проведени от една от водещите световни лаборатории за тестване (Covance Laboratories Inc.) [15]. В допълнение, двойно сляпо, рандомизирано, плацебо контролирано проучване показа, че CoQ10 от ферментация на дрожди в дози до 900 милиграма на ден е абсолютно безопасен и се понася добре. [16]
Химически синтезиран Q-10 съдържа цис изомера (молекулярна структура, която не се среща в естествено срещащи се Q-10), безопасността на която не е проучена интензивно.
история
Убихинон-10 е открит през 1957 г. и за първи път е изолиран от говежди сърца от Фред Л. Крейн. [17] Химичната структура е изяснена през 1958 г. от Карл Август Фолкерс. Британският учен Питър Д. Мичъл получи Нобелова награда за химия за 1978 г. за своите открития относно ролята на Q-10 в Q цикъла на комплекс III на дихателната верига.