Udokumentuj, że witamina B₂ tworzy strukturę grup prostetycznych decydując o funkcji niektórych oksydoreduktaz.

Wiele enzymów, które katalizują wymaga w dodatku do substratu drugiej cząsteczki organicznej nazywanej koenzymem, bez której są one nieaktywne. Koenzymy rozszerzają listę katalitycznych możliwości enzymu daleko poza te oferowane możliwości przez same funkcjonalne grupy aminokwasów. Koenzymy są ściśle związane z enzymem, albo za pomocą wiązań kowalencyjnych albo niekowalencyjnych, nazywane są grupami prostetycznymi. Enzymy, które wymagają koenzymów, katalizują reakcje oksydacyjno - redukcyjne, przenoszenia grup i izomeryzacji, a także reakcje tworzenia wiązań kowalencyjnych.

Witaminy grupy B, np. nikotynamid, tiamina, ryboflawina, kwas pantotenowy, tworzą część struktury wielu koenzymów reakcji biologicznego utleniania i redukcji.

Enzymy uczestniczące w utlenianiu i redukcji określa się mianem oksydoreduktaz. Ich budowa jest bardzo złożona- w apoenzym są wbudowane grupy prostetyczne, np. flawiny, hemy, atomy metali. Ze względu na sposób działania oksydoreduktaz rozróżnia się 4 grupy:

1. Oksydazy - używają tlenu jako akceptora wodoru. Katalizuja oderwanie wodoru z substratu reakcji, w której tlen jest biorcą wodoru, produktem reakcji jest woda lub nadtlenek wodoru. (ryc. 13 - 1)

2. Dehydrogenazy - nie mogą używać tlenu jako akceptora wodorów. Katalityczne przenoszenie atomów H lub elektronów z jednych związków na inne (ale nie na O₂); reakcje te dostarczają energii chemicznej. Zasadniczymi rolami jest:

• Przenoszenie wodoru - umożliwia to przebieg procesów oksydoredukcyjnych;

• Składnik łańcucha oddechowego transportującego elektrony substratu na tlen (ryc. 13 - 4)

Wiele dehydrogenaz jest zależnych od ryboflawiny - grupy flawinowe związane z tymi dehydrogenazami są podobne do FMN i FAD występujących w oksydazach. Większość dehydrogenaz ryboflawinowych bierze udział w przenoszeniu elektronów w łańcuchu oddechowym. Dehydrogenaza NADH jest członem łańcucha oddechowego działającego jako pośrednik elektronów między NADH a składnikami bardziej elektrododatnimi. Dehydrogenaza bursztynianowa, dehydrogenaza acylo - CoA i mitochondrialna dehydrogenaza glicerolo - 3 - fosforanowa przenoszą równoważniki redukujące bezpośrednio z substratu na łańcuch oddechowy.

• Inną rolą dehydrogenaz zależnych od flawin jest udział w odwodorowaniu zredukowanemu liponianu, związku pośredniego w oksydacyjnej dekarboksylacji pirogronianu i α - ketoglutaranu (ryc. 14 - 4).

W tym szczególnym przypadku z powodu niskiego potencjału oksydoredukcyjnego, flawoproteina (FAD) działa jako przenośnik wodorów ze zredukowanego liponianu na NAD⁺. Flawoproteina przenosząca elektrony jest pośredniczącym przenośnikiem elektronów między dehydrogenazą acylo - CoA a łańcuchem oddechowym.

Sporo oksydaz jest flawoproteidami, zawierają one mononukleotyd flawinowy (FMN - ryboflawino - 5' - fosforan) lub dinukleotyd flawino - adeninowy (FAD) jako grupy prostetyczne. FMN i FAD są wytwarzane w organizmie z witaminy B₂ - ryboflawiny.

Witamina B₂ - RYBOFLAWINA - składa się z pierścienia izoalloksazyny połączonego z cukrem alkoholowym - rybitolem. Jest to substancja barwna i fluoryzująca oraz względnie oporna na ciepło, lecz rozkładająca się pod wpływem widzialnego światła.

Aktywnymi postaciami ryboflawiny są wyżej wymienione - FMN oraz FAD.

FMN powstaje drogą ATP - zależnej fosforylacji ryboflawiny. FAD jest wynikiem dalszej reakcji FMN z ATP, w której AMP (pochodzący z cząsteczki ATP) ulega przeniesieniu na FMN, są one grupami prostetycznymi enzymów oksydoredukcyjnych, są znane jako flawoproteidy. Są szeroko rozpowszechnione, ich przedstawicielami są ważne oksydoreduktazy uczestniczące w metabolizmie ssaków. Wśród nich wymienić należy:

• oksydazę α - aminokwasowi uczestniczącą w deaminacji aminokwasów,

• oksydazę ksantynową biorącą udział w przemianie zasad purynowych w kwas moczowy (zawiera ona molibden), jej aktywność wykryto w mleku, jelicie cienkim, nerce i wątrobie,

• dehydrogenazę aldehydową uczestniczącą w degradacji aldehydów, zawierający FAD enzym występujący w wątrobie ssaków. Jest to metaloflawoproteina, prócz molibdeny zawiera również żelazo niehemowe.

• mitochondrialną dehydrogenazę glicerolo - 3 - fosforanową przenoszącą równoważniki redukujące z cytoplazmy do mitochondriów,

• dehydrogenazę sukcynylową cyklu kwasu cytrynowego,

• dehydrogenazę acylo - CoA, flawoproteinę przenoszącą elektrony uczestniczące w utlenianiu kwasów tłuszczowych,

• dehydrogenazę NADH będącą ważną składową łańcucha oddechowego w mitochondriach.

• Oksydaza glukozowa - enzym zawierający FAD i otrzymywany z grzybów.

Aktywność wszystkich tych enzymów jest upośledzona w przypadku niedoboru ryboflawiny, lecz nie prowadzi to do stanów groźnych dla życia.

---