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Tema 17: Vitaminas y coenzimas de oxido-reducción. Vitamina PP: ácido nicotínico Coenzimas: NAD+ y NADP+ Requerimientos diarios: 18 mg (síntesis endógena a partir de Trp) Fuentes naturales: levaduras y vegetales Síntomas de carencia: Pelagra (Dermatitis, diarreas, demencia) OH NAD(P)H O R1 H- NAD(P)+ R2 R1 R2 ó H- OH NAD(P)H NAD(P)+ R1 R2 NH2 O N NH2 O N O OH P O O O P N - O N O N O OH OH OR R=H NAD+ R=PO3 NADP+ D O H NH2 O H O O H NH2 - N O - H/D N O + - O NH2 CH3 H H + H D CH3 OH + N O OH OH HO NAD(P)H HO H HO N H O H H2N O Zn H HO Zn NAD(P)+ HO N O H2N O H HO H2 O Zn O HO H2O + H+ R2 H ROH 1 HO R2 N H R2 O H C H2N O R1 O N R2 O HC H2N O R1 O Zn Zn R1 H H H3C C H3C OH C H OH H3C C OH H H H O H O H H O C C C NH 2 NH 2 NH 2 N N N R R R Por otra parte el carbocatión: H H H3C C H OH C H3C C OH H3C H O Estereoquímica de la reacción catalizada por la alcohol deshidrogenasa: El sustrato de la alcohol deshidrogenasa es NO QUIRAL: H H3C C OH H Sin embargo los a-hidrógenos son enantiotópicos, ya que reemplazando un H por D la molécula se torna quiral. Hidrógeno pro-R H H3C C H OH Hidrógeno pro-S H D H3C C H3C OH C OH D H S(-)-1-deuterioetanol R(+)-1-deuterioetanol ENANTIÓMEROS La alcohol deshidrogenasa solo transfiere al NAD+ el D de R(+)-1-deuterioetanol. D H O H O D C C H3C NH 2 C NH 2 ENZIMA OH H H N R(+)-1-deuterioetanol N C H3C H O R R LA ENZIMA ES ESTEREOSELECTIVA Y TRANSFIERE SOLO EL H PRO-R AL NAD+ Entonces: H H H O H C C NH 2 H3C C OH D N NH 2 ENZIMA D N S(-)-1-deuterioetanol C H3C R R O H O Por otra parte la enzima también distingue entre los hidrógenos unidos a C-4 del NADH en reacciones de reducción. Hidrógenos diasterotópicos H H O C NH 2 N R Así en la reacción: D H H O D C C NH 2 NH 2 ENZIMA H N C OH N C H3C H3C H H R O O R Se transfiere selectivamente el D desde el NADH para regenerar el R-(+)-1-deuterioetanol. Vitamina B2 Requerimientos diarios: 1,7 mg Fuentes naturales: en forma libre en microorganismos (levaduras) vegetales de hojas verdes Síntomas de carencia: Dermatitis RIBOFLAVINA VITAMINA B2 O N N O NH N H N O N O N O HO OH N N H NH ALOXACINA NH N O ISOALOXACINA HO HO RIBOFLAVINA VITAMINA B2 Coenzimas O N O FMN N NH N N N O FAD NH N O HO HO OH OH HO NH2 HO N O O P OO- O O O P O P O OO- O N OHOH N N Mecanismo radical-área El FAD es reducido por NADH NAD(P)H + H+ FAD NAD(P)+ + R N N O NH N A -B H O FADH2 A)Mecanismo con transferencia directa de hidruro H+ R N N O R H N N NH NH N N H O H O O H CONH2 CONH2 N N R R B)Mecanismo sin transferencia directa de hidruro N N H+ O N N H O NH2 NH2 N N H NH O H O H H O H N O NH N H+ N N N H N O NH O CONH2 Mecanismo de FAD en monooxigenasas R N N O NAD(P)H H + NAD(P)+ R H N N O NH NH N N H Sub O ENZ-FADH2-Sub O A ENZ-FAD O2 H2 O B R SubO N N O NH N O H H O R N C N O NH N H O O H O ENZ-FAD-4a-OOH-Sub Mecanismo de FAD en oxidasas R N N O O R2 H N N O N H O R1 H+ NH NH N H+ R R1 O R2 H O H R H N N O R1 + R2 O NH N H O FADH2 FAD en reacciones de Baeyer-Villinger Preparación de esteres y lactonas mediante oxidación de cetonas con perácidos O X X O R1 O O H R2 O O R1 R2 Reacción Química X= grupo acilo X Biotransformación X= FAD O R1 O R2 Mecanismo R R H N N N H N O N O2 NH N H O O HO ENZ-FAD-4a-OOH-Sub NH O FADH2 Intermedio de Criegee O - O - O O O O O Ataque nucleofílico R N N O O N H OH O ENZ-FAD-4a-OH NH + O Mecanismo general de reparación catalizado por la fotoliasa Citocromos Espectros de absorción de citocromos R1 R1 R2 R1 H R3 OH OH R2 R2 R3 Fe IV R3 Mecanismo de citocromos OH2 R-H RH N Fe N III H2O N R-H N III N - 1e N Fe N N SCys N N SCys N FeII N SCys O2 R-H O N N SCys O N R-OH N H2O N FeV 1e- H+ N SCys H2O R-H H+ N FeIV N SCys N - O N O O R-H N N N FeIII N R-H O FeIII N SCys N Vitamina C Acido ascórbico Requerimientos diarios: 60mg Fuentes naturales: Frutos cítricos, kiwi, duraznos, vegetales de hojas verdes, espárragos, etc Síntomas de carencia: Escorbuto O HO O H H OH OH CH2OH 2e- O O H H O OH CH2OH O ÁCID DESHIDROASCÓRBICO ÁCIDO L-ASCÓRBICO HO R H Prolil hidroxilasa H N N R H N Fe++ O O O O COO- COOO2 H N + + - O CO2 OOC COO- Fe+++ + O HO O H OH H OH CH2OH Fe++ + O O O H OH H O CH2OH Otros transportadores de electrones: Coenzima Q y plastoquinona BIBLIOGRAFÍA -ORGANIC CHEMISTRY. 2da. Edition.G.Marc LOUDON. Editorial Benjamin -ORGANIC CHEMISTRY. J. Mc MURRY. 3ra Edición 1994. Ed Interamericana -QUIMICA ORGANICA. Francis Carey ·3 Edicion 1999. Ed. Mc Graw Hill. -ORGANIC CHEMISTRY J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, and P. Wothers, 2000.Oxford University Press. -BIOCHEMISTRY. Lubert STRYER 3 Edition 1998. Ed. Freemon -BIOORGANIC CHEMISTRY Hermann Dugas. 3rd Edition 1996. Springer Verlang -BIOQUÍMICA. D.y J. Voet 1992. Ed. Omega -BIOQUIMICA. Albert L. LEHNINGER. 2da. Ed. Ediciones Omega -PRINCIPIOS DE BIOQUIMICA. Albert L. LEHNINGER. Ediciones Omega -BIOQUIMICA. Mathews, C and Van Holde, K E. Ed. McGraw- Hill Interamericana. Segunda edición. 1998. -QUIMICA ORGANICA. ESTRUCTURA Y FUNCION. Vollhardt, P and Schore, N. Ed. Omega. 3ra Edición, 2000.