Coenzimas y Vitaminas

Coenzimasy vitaminas

Las coenzimas funcionan como reactivos de transferencia de grupos. Son específicas para los grupos químicos que aceptan y donan. Para algunas coenzimas, el grupo es hidrógeno o un electrón; otras coenzimas transportan grupos químicos mayores, unidos en forma covalente. Estos grupos metabólicos móviles están unidos en el centro reactivo de la coenzima.

Una coenzima es una molécula inorgánica u orgánica pequeña necesaria para la actividad de una enzima. Una coenzima es un cofactor.

Mecanismos de acción de las coenzimas

1. La coenzima se une a un enzima.
2. La enzima capta su substrato específico.
3. La enzima ataca a dicho substrato, arrancándole algunos de sus átomos.
4. La enzima cede a la coenzima dichos átomos provenientes del sustrato.
5. La coenzima acepta dichos átomos y se desprende de la enzima.
6. La coenzima no es el aceptor final de esos átomos, sino que debe liberarlos tarde o temprano.
7. La coenzima transporta dichos átomos y acaba cediéndolos, recuperando así su capacidad para aceptar nuevos átomos.

 La apoenzima es la parte proteica de una holoenzima, es decir, una enzima que no puede llevar a cabo su acción catalítica desprovista de los cofactores necesarios, ya sean iones metálicos (Fe, Cu, Mg, etc.) u orgánicos, que a su vez puede ser una coenzima o un grupo prostético, dependiendo de la fuerza de sus enlaces con la apoenzima. La apoenzima, es por tanto, catalíticamente inactiva, hasta que se le une el cofactor adecuado.

Los tipos de cofactores se pueden distinguir además de su naturaleza por la fuerza de interacción con suapoenzima

Cosustratos: con frecuencia son sustratos en reacciones catalizadas por enzimas.

Un cosustrato se altera durante la reacción y se disocia del sitio activo.

La estructura original del cosustrato se regenera en una reacción posterior,catalizada por la enzima. El cosustrato se recicla en la célula.

Los cosustratos llevan y traen grupos metabólicos entre distintas reacciones catalizadas por enzimas.

Grupos prostéticos: permanece unido a la enzima durante la reacción. Generalmente se unen de manera covalente a la enzima o puede estar unido por muchas interacciones débiles.

Principales Coenzimas 

• FAD (flavín-adenín dinucleótido): transferencia de electrones y protones.
• FMN (Flavín mononucleótido): transferencia de electrones y protones.
• NAD⁺(nicotín-adenín dinucleótido): transferencia de electrones y protones.
• NADP⁺ (nicotín-adenín dinucleótido fosfato): transferencia de electrones y protones.
• Coenzima A: transferencia de grupos acetilo (por ejemplo, en la descarboxilación del ácido pirúvico) y de grupos acilo en general.
• Coenzima Q: transferencia de electrones en la cadena respiratoria.
• Coenzima B₁₂: transferencia de grupos metilo o hidrógenos entre moléculas.
• TPP (Pirofosfato de tiamina): transferencia de grupos aldehido; forma parte, entre otros, del complejo piruvato deshidrogenasa.
• Vitamina C
• PLP (fosfato de piridoxal): transferencia de grupos amino.
• PMP (fosfato de piridoxamina): transferencia de grupos amino.
• FH₄ (ácido tetrahidrofólico): transferencia de grupos formilo, metenilo y metileno.
• Biocitina: transferencia de dióxido de carbono.
• Ácido lipoico: transferencia de hidrógenos, grupos acilo y metilamina.

Vitaminas

Las Vitaminas son compuestos que el organismo necesita en pequeñas cantidades para crecer, desarrollarse y funcionar correctamente.

Sin las vitaminas que se encuentran en la comida diaria, el cuerpo humano no sería capaz de funcionar con normalidad. Las vitaminas ,  son vitales .

Actúan junto con las enzimas y otros compuestos para producir energía , construir tejidos , eliminar residuos y garantizar la eficacia y el correcto  funcionamiento de todos los aparatos y sistemas.

Son esenciales , por tanto, deben  aportarse mediante la alimentación ó en su defecto por suplementación ; y sus carencias  o déficit llevará a trastornos orgánicos más o menos graves y a la enfermedad carencial.

Una excepción es la vitamina D, que se puede formar en la piel  con la exposición  al sol, y la  vitamina K  que se forma  en pequeñas cantidades en la flora intestinal.
En general, se clasifica a las vitaminas en dos grupos según su solubilidad : vitaminas liposolubles  que se disuelven en grasas  y aceites ( A, D , E , K ) e hidrosolubles que se disuelven en agua      ( C , grupo B ).

clasificación de las vitaminas 

• vitaminas liposolubles
• vitaminas hidrosolubles

Las Vitaminas hidrosolubles

Son la vitamina C y todas las vitaminas del grupo B. El exceso de las vitaminas hidrosolubles se expulsa por la orina, por lo que la ingestión en exceso de estas vitaminas no tiene efectos nocivos o tóxicos en el organismo.

Deben ser aportadas regularmente en la dieta puesto que no se almacenan en el organismo, a excepción de la vitamina B12 que lo hace de modo importante en hígado .

Breve y sencilla explicación de cada una de ellas:

 *Vitamina  C. Ácido Ascórbico. Antiescorbútica. La vitamina C es uno de los mayores antioxidantes de nuestro organismo.

Actúa en el organismo como transportadora de oxígeno e hidrógeno, pero también interviene en la asimilación de ciertos aminoácidos, del ácido fólico y del hierro.

 *Vitamina B1. Tiamina. Antiberibérica .La vitamina B1 interviene en el metabolismo y buen funcionamiento del sistema nervioso y la actitud mental.

 * Vitamina  B2. Riboflavina.

La vitamina B2 interviene en los procesos de respiración celular, en la mejora del estado de la piel, el crecimiento

* Vitamina  B3. Niacina. Ácido Nicotínico. Vitamina PP. Antipelagrosa.

La vitamina B3 interviene en el metabolismo de grasas, proteínas e hidratos de carbono, en la circulación sanguínea, participa en el mantenimiento fisiológico de la piel, la lengua y el sistema digestivo. Es indispensable para la salud del cerebro y del sistema nervioso.

 * Vitamina B5. Ácido Pantoténico. Vitamina W. La Vitamina B5 interviene en el metabolismo celular, en la liberación de energía a través de las grasas, proteínas y carbohidratos. Es necesaria para la síntesis de hormonas anti estrés, para la formación de anticuerpos y detoxificación de las sustancias toxicas.

 * Vitamina  B6. Piridoxina. La vitamina B6 interviene principalmente en la formación de glóbulos rojos. Esta vitamina se halla en casi todos los alimentos.

 * Vitamina  B8. Biotina. Vitamina H. La vitamina B8 participa en las reacciones que producen energía y en el metabolismo de los ácidos grasos. En la formación de la glucosa a partir de los carbohidratos y de las grasas. Esencial para el buen crecimiento y funcionamiento de la piel y sus órganos anexos, y para el desarrollo de las glándulas sexuales.

 * Vitamina  B9. Ácido Fólico. Necesario para el crecimiento y regeneración de tejidos, así como la eritropoyesis o formación de eritrocitos o glóbulos rojos en la médula ósea roja.

 * Vitamina  B12. Cobalamina. La vitamina B12 es imprescindible para el crecimiento, regeneración de tejidos y síntesis de la hemoglobina. Vital en la síntesis del ADN y necesaria para la formación de glóbulos rojos

Las Vitaminas Liposolubles

Las vitaminas liposolubles son la A, D, E y K.

Se caracterizan por disolverse en grasas y aceites .Normalmente se almacenan en tejidos adiposos y en el hígado. Se absorben en el intestino delgado y para ello requieren la presencia de sales biliares que solubilicen la grasa que las contiene.

 * Vitamina A (Retinol) Influye en el crecimiento, la visión, el pelo, las uñas, mucosas .

 * Vitamina D (Calciferol) La vitamina D absorbe, regula y  fija el metabolismo del  calcio y también el del fósforo  en el organismo. Es necesaria  para la formación de los huesos y dientes.

 * Vitamina E (Tocoferol) La vitamina E, también denominada como la vitamina restauradora de la fertilidad, facilita la circulación sanguínea, la formación de globos rojos y músculo y la estabilización de las hormonas femeninas. Es un gran antioxidante por naturaleza.

 * Vitamina K (Antihemorrágica) La vitamina K actúa en la coagulación sanguínea y en el metabolismo como coenzima.

Formacion de ATP

La síntesis de ATP se escribe algunas veces como:

ADP + P_i + nH⁺_p → ATP + H₂O + nH⁺_P

F₁ cataliza la síntesis, que es fuertemente endergónica, de ATP a partir de P_i y ADP. Mecánicamente se impulsa la reacción catalítica con la fuerza protón-motriz del gradiente de protones a través de la membrana mitocondrial causando el movimiento de giro del anillo c, γ está unida al anillo c, provocándole movimientos de rotación. Cada rotación de 120º de la subunidad γ induce la aparición de cambios de conformación en los centros catalíticos de las unidades β del los dímeros αβ, de forma que los centros de fijación de nucleótidos van alternando entre tres estados:

Estado O = estado abierto, L = unión libre y T= unión tensa (en inglés, tight).

Aunque la composición de aminoácidos de las tres subunidades β es idéntica, sus conformaciones difieren en parte por la asociación a al subunidad γ.

Los dímeros αβ son asimétricos, cada uno de ellos presenta una conformación diferente en cada estado. Las tres subunidades β interaccionan de tal modo que, cuando una adopta la conformación O, otra ha de adoptar la conformación L y la del otro una conformación T. La conformación T posee mayor afinidad para ATP que para ADP + P_i y disminuye con ello la constante de velocidad de la reacción en valores cercano a uno; es decir, substrato y producto se encuentran encondiciones estándar, cerca de la equimolaridad.

La síntesis de ATP se inicia en el estado L con la unión de ADP y P_i. El siguiente estado es la conformación T que sigue la condensación del ADP y P_i a ATP con la formación de un enlace fosfodiéster. Finalmente, el estado O deja libre el producto ATP, y vuelve nuevamente al estado L iniciando nuevamente la siguiente ronda de síntesis. Por lo tanto, una rotación completa de la subunidad γ provoca que cada subunidad β se cicle a través de sus tres conformaciones posibles y en cada rotación se sintetizan y se liberan de la superficie del enzima tres moléculas de ATP. La interconvención conducida por protones, direccional y cíclica, de los estados O, L y T, permite una producción continua. Este mecanismo se conoce como mecanismo de cambio de la fijación.

El paso dependiente de energía no es la síntesis de ATP sino su liberación de un lugar de unión compacta. Esta liberación se produce por la rotación de γ que requiere energía, que impulsa los cambios conformacionales de los dímeros αβ. Esta liberación se produce simultáneamente con la unión del ADP y el P_i, que se habían unido previamente, se unen a un lugar T para experimentar una conversación espontánea a ATP, mientras que el lugar O, del que se liberó el ATP, une otro ADP y P_i para empezar de nuevo el proceso.