Химия витамина В 12

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Институт __________________________________________________________________

Направление подготовки (специальность) ____________________________________

Кафедра __________________________________________________________________

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по дисциплине                       Химия биологически активных веществ

(Название дисциплины)

 

на тему         Витамин В12

(Название темы)

 

 

 

Выполнил студент гр.                                                  

(Номер группы)     (Подпись)   (Ф.И.О.)

 

Дата сдачи реферата преподавателю _____ _____________ 2013г.

 

 

 

 

Проверил          

(Степень, звание, должность)             (Ф.И.О.)

 

Дата проверки _____ __________ 2013г.

 

Оценка ___________

 

Подпись ___________

 

 

 

 

 

 

Томск 2013 г.

 

 

Химия витамина В 12

Витамин B 12 кристаллизуется в виде темно-красных игл. Кристаллы темнеют при 210-220°, но не плавятся при температуре ниже 300 0 С. При кристаллизации из водного раствора и из смеси воды с ацетоном они содержат значительное, но изменчивое количество непрочно связанной кристаллизационной воды. Ее можно удалить нагреванием при пониженном давлении, причем кристаллы не теряют своей формы. После этого обезвоженный материал может снова поглощать влагу из атмосферного воздуха в количестве 10-12%  – это и есть тот продукт, который обычно выпускается под названием витамина В12. Витамин B12 довольно хорошо растворим в воде, а также в низших спиртах, в низших алифатических кислотах и в фенолах, но нерастворим во многих других органических жидкостях. Он практически не растворяется в пиридине и других третичных аминах, но растворим в некоторых жидких или расплавленных амидах, например в ацетамиде и диметилформамиде. Является левовращающим веществом. Витамин B12 обладает диамагнитными свойствами, что указывает на трехвалентное состояние кобальта. Обычно витамин выделяют из микробной массы или животных тканей, используя растворы, содержащие цианид-ионы, играющие роль шестого лиганда кобальта. Однако сам цианкобаламин метаболически не активен.

Строение

Брутто-формула: C 63 H 88 O 14 N 14 PCo.

Молекулу можно подразделить на две основные части, известные как "планарная группа" и "нуклеотид"; вторая часть лежит в плоскости, почти перпендикулярной к плоскости первой части, которая обладает очень большим, хотя и неполным, сходством с порфиринами Центральный атом кобальта соединен с четырьмя восстановленными пиррольными кольцами, образующими макрокольцо. Три из четырех соединений между кольцами образованы мезоуглеродным атомом (углеродным мостиком), характерным для порфиринов. Однако в четвертом месте соединения существует прямая связь между двумя б-углеродными атомами колец D и А. Макрокольцо содержит 6 сопряженных двойных связей, образующих единую сопряженную систему. У 13 из 19 углеродных атомов, составляющих макрокольцо, водород полностью замещен метильными группами или длинными боковыми цепями - либо ацетамидными, либо пропионамидными радикалами В отличие от нуклеотидов нуклеиновых кислот так называемый нуклеотид витамина B 12 не содержит пурина или пиримидина. Вместо них основанием служит 5,6-диметилбензиминазол. Сахар представлен рибозой, но с б-гликозндпой связью, опять-таки в отличие от в-связи в нуклеиновых кислотах. Рибоза фосфорилирована при 3-м атоме углерода. Фосфат образует эфирную группу с 1-амино-2-пропиловым спиртом, который, кроме того, соединен амидной связью с цепью пропионовой кислоты при кольце D. Наконец, атом кобальта несет CN-группу (в цианкобаламине) и соединен координационной связью с одним из атомов азота в бензиминазоле, образуя, таким образом, второй мостик между двумя частями молекулы. Полагали, что третий гидроксил фосфатной группы тоже этерифицирован, пока не стало ясно, что неустойчивость триэфиров фосфорной кислоты исключает такую структуру. Витамин B 12 является по существу внутренней солью; отрицательный заряд на атоме фосфора нейтрализован положительным зарядом на координационном комплексе кобальта.

История открытия

Первые химические данные о витамине В12 содержались в одновременных сообщениях из лаборатории Глаксо и Мерка, в которых указывалось на присутствие в его молекуле кобальта и фосфора. Самые ранние английские публикации касались второго красного фактора, появляющегося на хроматограммах наряду с витамином B12; Этот фактор был получен в кристаллическом виде Пирсом и его Сотрудниками в лаборатории Ледерле и был назван витамином B 12b . Тем временем исследователи из лабораторий Мерка описали витамин В 12а как вещество, образующееся при обработке витамина В 12 водородом в присутствии платинового катализатора. Позже он оказался идентичным витамину В 12 b . В лабораториях Глаксо было описано еще одно родственное соединение - витамин B 12c . В 1950 г . отношения между этими "витаминами B 12 " выяснились в результате почти одновременных сообщений из лабораторий "Органон" (Голландия) и Мерка, в которых было показано, что витамин B 12 содержит группу цианида, соединенную координационной связью с кобальтом. Группу цианида можно было удалить фотолизом или путем восстановления в определенных условиях с выходом витамина B 12a , который, как предполагали, содержит на месте цианида гидроксильную группу. При обработке водным раствором цианида витамин B 12a быстро превращается в тот пурпурный дицианидный комплекс, который возникает из самого витамина B 12 . После подкисления вторая группа цианида теряется и остается витамин B 12 . Для всей молекулы B 12 , исключая группу цианида, был предложен термин "Кобаламин", так что витамин B 12 стал называться цианкобаламином, а витамин B 12a оксикобаламином. Эта терминология получила широкое признание. Путем обработки витамина B 12a различными кислотами удалось получить ряд других аналогов. К ним относится витамин B 12c , содержащий группу азотистой кислоты; он был назван нитриткобаламином, или нитрокобаламином. По-видимому, витамин B 12a обычно существует не в форме оксикобаламина, а в форме аквокобаламина, молекула которого содержит нейтральную молекулу воды, что сообщает всему координационному комплексу основные свойства; это согласуется с данными о том, что соединение титруется как основание. Можно получить другие основные кобаламины, содержащие вместо воды молекулу аммиака или некоторых аминов. Кроме этих основных и нейтральных соединений, существует еще класс кислых кобаламинов. Из них наиболее известно пурпурное вещество, образующееся при добавлении избытка цианида, к витамину B 12 . Оно содержит 2 молекулы цианида, соединенные координационными связями с кобальтом. Бивен и сотр. получили довольно убедительные спектроскопические данные о наличии координационной связи между свободным атомом азота в бензиминазоле и кобальтом. Избыток цианида разрывает ее, по-видимому, потому, что ион цианида образует с металлом более прочную координационную связь. Дицианосоединение, однако, устойчиво только в щелочном растворе. Дицианкобаламин легко замещает цианогруппу на ОН - , NO 2 - , SO 3 - , Cl - , Br - , SCN - и пр. Все производные в присутствии цианид-ионов превращаются в цианкобаламин. Устойчивость и взаимопревращения различных классов Кобаламинов изучали с помощью изотопов и другими методами. Все эти вещества без исключения превращаются в витамин B 12 под действием цианида. Неудивительно поэтому, что все они обнаруживают биологическую активность в отношении микроорганизмов, а также животных и больных пернициозной анемией, хотя некоторые из них менее активны, чем цианкобаламин. В ранних исследованиях при титровании в растворах уксусной кислоты было установлено, что витамин В12 не нейтрален,  а является очень слабым основанием.

Действие

 

Активной формой витамина B12 является аденозилкобаламин , или кобамамин.

Цианокобаламин обладает выраженным липотропным действием, он предупреждает жировую инфильтрацию печени, повышает потребление кислорода клетками при острой и хронической гипоксии.

Витамин B12 участвует в процессах трансметилирования, переноса водорода, активирует синтез метионина. Усиливая синтез и способность к накоплению протеина в организме, уианоокбаламин оказывает также анаболическое воздействие.

Повышая фагоцитарную активность лейкоцитов и активизируя деятельность ретикулоэндотелиальной системы, цианоокбаламин усиливает иммунитет. Низкий уровень цианокобаламина вдвое ускоряет развитие заболевания у людей, больных СПИДом.

Также витамин B12 играет важную роль в регуляции функции кроветворных органов: он принимает участие в синтезе пуриновых и пиримидиновых оснований, нуклеиновых кислот, необходимых для процесса эритропоэза, активно влияет на накопление в эритроцитах соединений, содержащих сульфгидрильные группы.

От обеспеченности цианокобаламином зависит широкий спектр эмоциональных и познавательных способностей. Поддержание оптимального уровня этого витамина способствует предотвращению депрессии, старческого слабоумия и спутанности мышления, помогает сдерживать распад умственной деятельности в результате СПИДа.

Витамин B12 помогает преодолевать бессонницу, а также помогает приспособиться к изменению режима сна и бодрствования, что объясняется участием цианокобаламина в синтезе мелатонина.

Цианокобаламин помогает нормализовать пониженное кровяное давления.

Витамин B12 является одним из веществ, необходимых для здоровья репродуктивных органов мужчин и женщин, так, он способен корректировать снижение содержания сперматозоидов в семенной жидкости.

Суточная норма потребления

Пол	Возраст	Суточная норма потребления витамина B12[4],  мкг/день
Младенцы	до 6 месяцев	0,4
Младенцы	7—12 месяцев	0,5
Дети	1—3 года	0,9
Дети	4—8 лет	1,2
Дети	9—13 лет	1,8
Мужчины и женщины	14 лет и старше	2,4
Беременные женщины	Любой возраст	2,6
Кормящие женщины	Любой возраст	2,8

 

Проявления гиповитаминоза В12

- Болезнь Аддисона—Бирмера — классическое проявление В12-витаминной недостаточности — наблюдается при атрофии слизистой оболочки желудка и дефиците внутреннего фактора Касла.

- Клинические симптомы  витамин В12-дефицитной анемии  в основном носят неспецифический  характер и обусловлены в значительной  мере гипоксией: слабость, головокружение, одышка, сердцебиение, повышенная раздражительность, снижение аппетита, отёки.

- Нарушения функций ЖКТ (гипотрофия слизистой оболочки, ахилия, гипотрофия сосочков языка, повышение чувствительности к  химическим веществам).

- Развитие дегенеративных  процессов в спинном мозге (фуникулярный миелоз). Они сопровождаются парестезией, неустойчивой походкой, ослаблением рефлекторных реакций, появлением патологических рефлексов.

- Психические расстройства. Наблюдаются при тяжёлых гиповитаминозах. • Наследуемая и врождённая  В12-витаминная недостаточность. Причины  гиповитаминоза В12

- Врождённый дефицит внутреннего  фактора Касла. - Нарушение всасывания кобаламинов в кишечнике.

- Генетический дефект  транскобаламинов I и И. В последнем случае речь идет о полном отсутствии или значительном уменьшении содержания транскобаламинов, обеспечивающих транспорт витамина В12. Проявления гиповитаминоза В12 - Мегалобластная анемия.

- Различные варианты метилмалонатацидемии.

 Для дефицита витамина  В12 любого генеза характерно снижение  эффективности иммунных реакций  и активности неспецифических  факторов резистентности. Это приводит  к ослаблению устойчивости организма  к возбудителям инфекций.

 

Электронные ресурсы: 
1. http://medicalplanet.su/

2. http://ru.wikipedia.org/

3. http://www.0zd.ru/medicina/vitamin_b12.html