Аскорбат ба альдаратын бодисын солилцоо

Витамин С гэгддэг аскорбат нь хүний эрүүл мэндэд хэд хэдэн чухал үүрэг гүйцэтгэдэг чухал тэжээллэг бодис юм. Энэ нь эсийг чөлөөт радикалуудын нөлөөнөөс хамгаалахад тусалдаг хүчтэй антиоксидант юм. Аскорбат нь коллагены нийлэгжилт, дархлааны үйл ажиллагаа, төмрийн солилцоонд оролцдог.

Алдарат бол альдонины хүчлээс гаргаж авсан элсэн чихэр юм. Альдоны хүчил нь альдегидийн исэлдэлтээс үүсдэг органик нэгдлүүдийн бүлэг юм. Алдаратууд байгальд ихэвчлэн байдаггүй боловч бактери, мөөгөнцөрөөс үүсдэг.

Аскорбат ба алдаратын бодисын солилцоо нь альдарын хүчлийг задлахад чухал үүрэгтэй харилцан уялдаатай зам юм. Аскорбат нь альдозын редуктаза ферментийн кофакторын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь альдонины хүчлийг альдонины хүчил болгон хувиргадаг. Дараа нь альдонатдегидрогеназа ферментийн нөлөөгөөр альдонины хүчлүүд кетоацид хувирдаг. Дараа нь кетоацидууд нь эс дэх бусад ферментийн нөлөөгөөр улам бүр задардаг.

Аскорбат ба альдаратын бодисын солилцооны замууд нь хэд хэдэн шалтгааны улмаас чухал байдаг. Эдгээр нь биед хуримтлагдсан тохиолдолд хор хөнөөл учруулж болох альдарын хүчлийн биеийг хоргүйжүүлэхэд тусалдаг. Тэд мөн эрчим хүч үйлдвэрлэх, бусад чухал молекулуудын нийлэгжилтэнд үүрэг гүйцэтгэдэг.

 Урвалын дараалал 
Аскорбат ба альдаратын бодисын солилцооны урвалын дараалал дараах байдалтай байна.

Энэ нь урвалын дарааллын хялбаршуулсан тойм юм. Бодит урвалын дараалал нь илүү төвөгтэй бөгөөд бусад хэд хэдэн фермент, кофакторуудыг агуулдаг.

 Aldaric acid + NADH + H+ → Aldonic acid + NAD+ + H2O
 Aldonic acid + NADP+ → Ketoacid + NADPH + H
 Ketoacid + Coenzyme A → Acyl-CoA
 Acyl-CoA → Succinyl-CoA

 Үүрэг 
Аскорбат ба алдаратын бодисын солилцоо нь нүүрс усны солилцооны чухал замуудын нэг бөгөөд аэробикийн бодисын солилцоо болон янз бүрийн бохирдуулагч бодисуудаас үүсэх исэлдэлтийн гэмтлээс эсийг хамгаалдаг. Аскорбат ба альдаратын бодисын солилцоо нь исэлдэлтийн стресстэй холбоотой L-urobilinogen-ыг L-urobilin-ээс хувиргахад шууд оролцдог исэлдэлтийн стрессийн хариу урвалд нөлөөлдөг. Исэлдэлтийн стресс нь реактив хүчилтөрөгчийн төрлийг бий болгодог бөгөөд энэ нь зүрх судасны өвчин, хорт хавдар, хөгшрөлт, янз бүрийн мэдрэлийн дегенератив өвчин зэрэг олон өвчин, эмгэгүүдтэй нягт холбоотой байдаг. Аскорбат ба альдаратын хэвийн бус бодисын солилцоо нь исэлдэлтийн стресст саад учруулж янз бүрийн өвчин, эмгэгүүдтэй холбогддог нь гайхах зүйл биш юм. Аскорбат ба алдаратын бодисын солилцооны шинжилгээ нь өндөр үр дүнтэй хэрэгсэл болохын хувьд өвчний механизм, эмчилгээний талаар оношлох, шинэ ойлголттой болох хүчирхэг арга юм. Creative Proteomics нь төрөл бүрийн шинжлэх ухааны зорилгоор аскорбат ба альдаратын бодисын солилцооны шинжилгээний найдвартай, хурдан бөгөөд хэмнэлттэй үйлчилгээгээр ялгах, шинж чанар, тодорхойлох, тоон тогтоох цогц туршлагаар хангадаг.

 Үе шатууд 

 1-р шат: Алдарын хүчлийг бууруулах 
Аскорбат ба алдаратын бодисын солилцооны эхний үе шат бол альдонины хүчлийг альдонины хүчил болгон бууруулах явдал юм. Энэ урвалыг альдоз редуктаза (ALR) ферментээр идэвхжүүлдэг. ALR нь NADPH-аас хамааралтай фермент бөгөөд NADPH-ийг кофактор болгон шаарддаг. Хариулт нь дараах байдалтай байна.

Aldaric acid + NADPH + H+ → Aldonic acid + NADP+ + H2O

Энэ урвал нь альдарын хүчлийг задлахад зайлшгүй шаардлагатай, учир нь алдрын хүчил нь бусад ферментийн нөлөөгөөр амархан метаболизмд ордоггүй.

 2-р үе шат: Альдоны хүчлийн исэлдэлт 
Аскорбат ба альдаратын солилцооны хоёр дахь үе шат бол альдонины хүчлийг кетоацид исэлдүүлэх явдал юм. Энэ урвалыг альдонатдегидрогеназа (ADO) ферментээр идэвхжүүлдэг. ADO нь NADP+-аас хамааралтай фермент бөгөөд NADP+-ийг кофактор болгон шаарддаг. Хариулт нь дараах байдалтай байна.

Aldonic acid + NADP+ → Ketoacid + NADPH + H+

Кето хүчил нь эс дэх бусад ферментүүдээр амархан метаболизмд ордог тул энэ урвал нь альдарын хүчлийг задлахад зайлшгүй шаардлагатай.

 3-р шат: Кето хүчлийн задрал 
Аскорбат ба альдаратын бодисын солилцооны гурав дахь үе шат бол кетоацидийг сукцинил-КоА болгон задлах явдал юм. Энэ урвал нь хэд хэдэн ферментийг хамарсан олон үе шаттай үйл явц юм. Нийт хариу үйлдэл нь дараах байдалтай байна.

Ketoacid + Coenzyme A → Acyl-CoA

Acyl-CoA → Succinyl-CoA

Энэ урвал нь альдарын хүчлийг задлах эцсийн шат юм. Сукцинил-КоА нь эсэд эрчим хүч үйлдвэрлэх гол зам болох нимбэгийн хүчлийн мөчлөгийн чухал завсрын бүтээгдэхүүн юм.

 Аскорбат ба альдаратын бодисын солилцооны гажиг 
Аскорбат ба алдаратын бодисын солилцооны доголдол нь олон тооны өвчин үүсгэдэг. Жишээлбэл, ALR-ийн дутагдал нь галактоземи үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь элсэн чихэр болох галактозыг задлах чадваргүй байдаг. ADO-ийн дутагдал нь удамшлын фруктоз үл тэвчих өвчинд хүргэдэг бөгөөд энэ нь өөр төрлийн элсэн чихэр болох фруктозыг задлах чадваргүй байдаг.

 Холбогдох өвчнүүд 
DiseaseEnzyme DeficiencySymptomsGalactosemiaAldose reductase (ALR)Vomiting, diarrhea, failure to thrive, jaundiceHereditary fructose intoleranceAldonate dehydrogenase (ADO)Nausea, vomiting, abdominal pain, jaundiceScurvyAscorbate oxidase (AO)Fatigue, weakness, bleeding gums, easy bruising, impaired wound healingOxalosisGlyoxylate reductase/hydroxypyruvate reductase (GRHPR)Kidney stones, joint pain, muscle weaknessPrimary hyperoxaluriaAGTKidney stones, joint pain, muscle weakness

 Аскорбат ба альдаратын бодисын солилцооны нээлт 
Аскорбат ба алдаратын бодисын солилцоог нээсэн нь цаг хугацааны явцад олон эрдэмтдийн оруулсан хувь нэмрийг оруулсан аажмаар үйл явц байв. Энд зарим гол нээлтүүдийн товч он цагийн хуваарыг толилуулая

1747 он: Шотландын тэнгисийн цэргийн мэс засалч Жеймс Линд цитрус жимсний хэрэглээтэй холбон шар өвчнөөс урьдчилан сэргийлэх тухай бүтээлээ нийтэлжээ.

1928 он: Унгарын биохимич Альберт Сент-Дьердь нимбэгний шүүсээс аскорбины хүчлийг ялгаж авч, хорхойн эсрэг хүчин зүйл болохыг тогтоожээ.

1934 он: Швейцарийн биохимич Конрад Блох, Тадеус Рейхштейн нар аскорбины хүчлийн бүтцийг тодорхойлжээ.

1937 он: Альдозын редуктазыг анх Австри-Америкийн биохимич Карл Кори, Герти Кори нар тодорхойлсон.

1950: Альдонат дегидрогеназыг анх Аргентины биохимич Луис Лелуар тодорхойлсон.

1960-аад он: Аскорбат ба альдаратын бодисын солилцооны замыг Ирвин Гунсалус, Уильям Валентин, Вернон Стромингер зэрэг олон эрдэмтэд нэмж тодруулсан.

1970-1980-аад он: Аскорбат ба альдаратын бодисын солилцооны гажигуудын генетикийн үндэс нь тогтоогдсон нь эдгээр өвчний оношлогоо, эмчилгээний шинэ арга барилыг бий болгоход хүргэсэн.

Эрдэмтэд эдгээр замуудын эрүүл мэнд, өвчинд гүйцэтгэх үүргийг илүү сайн ойлгохыг эрэлхийлсээр байгаа тул аскорбат ба альдаратын бодисын солилцооны талаарх судалгаа өнөөг хүртэл үргэлжилж байна.