Ubichinón-10 - biológia
Aké horúce je príliš horúce na život hlboko pod dnom oceánu?
Antibiotiká z baktérií
Migrácia buniek: novoobjavená funkcia známeho proteínu
Molekulárny kompas na zarovnanie buniek
Čo robí listy na jeseň starnúcimi
Demokracia perličiek
Prostredie spoločnosti Ekembo: Ľudia tiež žili v otvorenej krajine
| Genetika | Poľnohospodárstvo, lesníctvo a chov zvierat
Pšeničná odroda vznikla krížením divých tráv
Aké horúce je príliš horúce na život hlboko pod dnom oceánu?
Ubichinón-10
Ubichinón-10 (tiež UQ z angl. Ubichinón, alebo Q-10, zastarané: Koenzým Q10) je chinónový derivát s lipofilným izoprenoidovým bočným reťazcom, štrukturálne príbuzný s vitamínom K a vitamínom E. Redukovaná fenolická forma sa nazýva ubihydrochinón alebo ubichinol (skrátene QH2). Ubichinon-10 je jedným z ubichinónov.
Q-10 je nosič elektrónov a protónov medzi komplexom I alebo komplexom II a komplexom III dýchacieho reťazca.
Q-10 sa ponúka na predaj ako prísada do kozmetických krémov a ako doplnok výživy.
charakteristiky
Q-10 je žltooranžový kryštalický prášok bez zápachu alebo chuti.
Hydrofóbny bočný reťazec izoprenoidov umožňuje ukotvenie molekuly v podobne hydrofóbnej oblasti biomembrán tvoriacich mitochondrie.
Biologická funkcia
Q-10 je endogénna látka. Čiastočne sa vstrebáva potravou, ale produkuje sa aj v tele samotnom. V každej ľudskej bunke sa energia z potravy premieňa na vlastnú energiu tela (ATP). Ako koenzým sa Q-10 podieľa na oxidačnej fosforylácii, ktorá generuje 95% celkovej energie tela (ATP). [2] [3] Orgány s najvyššou energetickou náročnosťou - napríklad srdce, pľúca a pečeň - majú preto tiež najvyššiu koncentráciu Q-10. [4]
biochémia
Dýchací reťazec v mitochondriách bunky umožňuje postupný prenos elektrónov a protónov na kyslík pri súčasnom získaní ATP ako ekvivalentu biochemickej energie. Tento sled reakcií, ktorý sa niekedy označuje ako „riadená reakcia s kyslíkom“, prebieha na lokalizovaných membránových proteínoch, komplexoch I až V a mobilných zložkách, ubichinóne a cytochróme c. Posledne uvedené slúžia ako kyvadlové systémy medzi komplexmi: ubichinón sprostredkuje medzi komplexmi I/II a III, cytochróm c medzi komplexmi III a IV.
Elektróny na redukciu ubichinónu pochádzajú z oxidácie NADH na komplexe I dýchacieho reťazca, NADH dehydrogenázy, alebo z oxidácie sukcinátu na komplex II, ktorý je identický so sukcinátdehydrogenázou v cykle kyseliny citrónovej. Molekula ubichinónu môže krok za krokom prijať dva elektróny. V prvom kroku sa vytvorí QH •, pomerne stabilný semichinónový radikál. Prijímaním druhého elektrónu sa po protonácii vytvorí hydrochinón ubichinol, t. J. Redukovaná forma. Okrem prenosu elektrónov to umožňuje aj väzbu dvoch protónov - ubichinón tak môže slúžiť aj ako nosič protónov. Tieto procesy sú dôležité v dýchacom reťazci v Q cykle v komplexe III.
Prooxidačné a antioxidačné vlastnosti
Ubichinón sa tiež podieľa na tvorbe reaktívnych foriem kyslíka (ROS) tvorbou superoxidu ubichinónovými radikálmi, ktoré spôsobujú oxidačné poškodenie, ktoré je základom mnohých degeneratívnych chorôb. Paradoxne je ubichinónový bazén tiež dôležitým mitochondriálnym antioxidantom. [5]
vada
Trvalý nedostatok Q-10 je zriedkavý. Často sa vyskytuje u pacientov s myopatiou. Pretože nie sú známe všetky enzýmy podieľajúce sa na biosyntéze Q-10, je dosť možné, že mutácie v jednom z príslušných génov ešte neboli identifikované. [6] [7] [8]
Jednou z možností dočasného nedostatku Q-10 je liečba statínmi, kde inhibícia HMG-CoA reduktázy redukuje východiskové materiály pre biosyntézu Q-10, čo vedie k zníženiu plazmatických hladín. Na druhej strane nie je nič známe o dostupnosti Q-10 vo svaloch, ani o účinnosti zvýšeného príjmu. [9]
biosyntéza
Biosyntéza Q-10 v eukaryotoch vychádza z kyseliny 4-hydroxybenzoovej, ktorá sa získava z aminokyseliny tyrozínu v piatich krokoch, vrátane kyseliny hydroxyfenyljantárovej a kyseliny 4-kumarovej, a ktorá tvorí chinónovú časť; na druhej strane sa z bočnej reťaze stane všetko-trans-Vyžaduje sa dekapprenylfosfát, ktorý sa vytvára z geranylgeranylfosfátu (GGP z mevalonátovej dráhy) v šiestich krokoch. Obidve východiskové látky sa kombinujú s 3-dekaprenyl-4-hydroxybenzoátom pomocou p-hydroxybenzoátpolyprenyltransferázy (EC 2.5.1.39). V siedmich ďalších krokoch sa vyrába ubichinol-10, z ktorého sa elektrónovým prenosom stáva ubichinón-10. [10]
Doplnok výživy
Denne prijímame v potrave asi tri až päť miligramov koenzýmu, čo nie je úplne nevyhnutné. [11] V zriedkavých prípadoch zvýšenej potreby Q-10 môžu výživové doplnky pomôcť predchádzať nedostatku alebo ho kompenzovať. Pre dospelých je dávka Q-10 odporúčaná väčšinou vedcov v takom prípade 30–200 mg denne ako doplnok výživy. [12] [13]
Kozmetika
Q-10 je tiež propagovanou účinnou látkou v pleťových krémoch, ktoré sú široko ponúkané. Majú kompenzovať údajne zvyšujúci sa nedostatok Q-10 starobou. B. zabezpečiť rozklad škodlivých radikálov. [14]
Výskyt
Q-10 sa nachádza hojne v mäse z orgánov (pečeň), mastných rybách (sardinky, makrela atď.), Orechoch (napr. Pistácie), strukovinách, sezamových semienkach, slnečnicových semienkach, rastlinných olejoch, kapuste, cibuli, zemiakoch, špenáte, ružičkovom keli a brokolicu. Varenie však môže koenzým zničiť.
Výroba
Na výrobu Q-10 sa používajú tri procesy: fermentácia kvasiniek, fermentácia baktérií a chemická syntéza.
Počas procesu kvasinkovej fermentácie sa Q-10 vytvára v takzvanej trans konfigurácii, čo znamená, že je identická s prirodzene sa vyskytujúcim CoQ10, ktorý sa nachádza v mäse, rybách alebo iných potravinách.
Bezpečnosť kvasenia kvasením potvrdilo niekoľko bezpečnostných štúdií vykonaných jedným z popredných svetových testovacích laboratórií (Covance Laboratories Inc.) [15]. Dvojito zaslepená, randomizovaná, placebom kontrolovaná štúdia navyše ukázala, že CoQ10 z kvasinkovej fermentácie v dávkach až 900 miligramov denne je absolútne bezpečný a dobre tolerovaný. [16]
Chemicky syntetizovaný Q-10 obsahuje cis izomér (molekulárna štruktúra, ktorá sa nenachádza v prirodzene sa vyskytujúcom Q-10), ktorého bezpečnosť nebola intenzívne študovaná.
príbeh
Ubichinón-10 bol objavený v roku 1957 a najskôr ho izoloval z hovädzích sŕdc Fred L. Crane. [17] Chemickú štruktúru objasnil v roku 1958 Karl August Folkers. [18] Britský vedec Peter D. Mitchell získal v roku 1978 Nobelovu cenu za chémiu za zistenia týkajúce sa úlohy Q-10 v Q cykle komplexu III dýchacieho reťazca.