Biokeemia KT 2.4.2 (koensüümid ja suuõõne ensüümid)

Koensüümid

Koensüümid (Co) on madalmolekulaarsed orgaanilised ühendid, mis on liitensüümis valkosaga tihti mittekovalentset seotud. Enamik neist on vitamiinide derivaadid, seega vitamiinide bioroll realiseerubki enamasti olulisel määral just liitensüümi ehituse ja talitluse kaudu. Mitmed ravimpreparaadid on samuti vitamiinide koensüümvormid.

Koensüümid on ülekandjad (vesinikuaatomit, rühmade/gruppide ja radikaalide). Koensüüm saab olla ka vahesubstraat, kui ülekantav üksus viiakse uuele aktseptorile.

Vesinikaatomeid ülekandvad koensüümid

Vitamiinsed redokspaaridena (oksüdeeritud/ redutseeritud vorm) töötavad biomolekulid on ülekandjad. Kesksed redokspaarid on: NAD/NADH, NADP/NADPH, FMN/FMNH2, CoQ/CoQH2, lipoaat/dihüdrolipoaat, dehüdroaskorbiinhape/ askorbaat. Vesinikku kannavad üle ka mõned mittevitamiinsed, tioolrühma vahendusel talitlevad redokspaarid nagu tsüstiin-tsüsteiin ja glutatioonsüsteem.

NADH, NADPH

Vitamiin nikotiinhappe derivaadid (NAD, NADP) on inimkeha ühed kesksed koensüümid. NAD- ja NADP- dehüdrogenaasid dehüdrogeenivad paljusid biomolekule, st võtavad neilt koensüümi vitamiiniosa abil vesinikuaatomeid.

Need koensüümid omavad oksüdeeritud (NAD, NADP) ja redutseeritud vormi (NADH, NADPH). Vormidevaheline üleminek tagab vesinikuaatomite ülekande. 

kuidas toimib NAD-ga vesiniku ülekandmine

1. NAD võtab substraadilt vesinikuaatomeid, tekib NADH (substraat oksüdeerus, koensüüm redutseerus)

2. NADH annab seotud redutseerivad ekvivalendid järgmisele aktseptorile (aktseptor redutseerub, koensüüm NAD taastub ja saab osaleda uute substraadimolekulide dehüdrogeenimises)

NADP puhul on mehhanism sama ja tekib NADPH

FADH2, FMN

Vitamiin riboflaviini derivaadid FMN ja FAD on koensüümideks FMN-ja FAD- dehüdrogenaasides. Oksüdeeritud vormis (FMN, FAD) võtavad nad biomolekulilt 2 vesinikku ja tekib redutseeritud vorm (FMNH2 ja FADH2). Viimased annavad vesinikuaatomid järgmisele aktseptorile ja taastuvad oksüdeeritud vormid (FMN ja FAD).

CoQ

Vitamiin ubikinoon (koensüüm Q) on koensüümiks CoQ- dehüdrogenaasides. . Ta esineb samuti nii oksüdeeritud (CoQ) kui ka redutseeritud (CoQH2 e dihüdroubikinoon) vormis.

Lipoehape

Vitamiin lipoehappe oksüdeeritud (lipoaat) ja redutseeritud (dihüdrolipoaat) vormi vaheline üleminek võimaldab samuti vesinikuaatomite ülekandmist. 

Vitamiin C

Vitamiin C on koensüümiks vesiniku ülekande redoksreaktsioonides. Nt cytP450 süntees, foolhappe taandamine tetrahüdrofoolhappeks jne. 

Vesinikuaatomite ülekandmise aluseks on oksüdeeritud (dehüdroaskorbaat) ja redutseeritud vormi (askorbaat) üleminek.

Rühmi ja radikaale ülekandvad koensüümid

Inimkeha transferaadies on vitamiinseid, aga ka mitmeid teisi koensüümidena töötavaid biomolekule, mis osalevad rühmade/radikaalide ülekandmises.

Koensüüm A

Vitamiin pantoteenhapet sisaldav koensüüm A (CoA-SH), mis kannab üle atsüüljääke, on inimkeha metabolismi keskne koensüüm

Mida tehakse koensüüm A-ga

Tema osavõtuga tagatakse:

• ketokehade (atsetoainete) steroolide/steroidide biosüntees, atsetüülkoliini süntees

• rasvhapete ja äädikhappe metabolismiks vajalik aktivatsioon

• püruvaadi ja alfa-ketoglutaraadi oksüdatiivne dekarboksüülimine ja mitmed teised reaktsioonid

• biogeensete amiinide kahjutuks tegemine atsetüülimisega

Mis atsüüljääki enamasti koensüüm A-ga üle kantakse

Koensüüm A abil ülekantavatest atsüüljääkidest on keskne äädikhappejääk e atsetüüljääk. Seetõttu ongi koensüüm A enamasti atsetüülkoensüüm A kujul.

Atsetüül-Co-A on inimkeha keskne metaboliit süsivesikute, lipiidide ja aminohapete metabolismis.

• Püridoksaalfosfaat (PLP)

Vitamiin B6 derivaat püridoksaalfosfaat (PLP) on aminorühma ülekandjaks mitmetes reaktsioonides, samuti on ta koensüümiks aminotransferaasides.

Tetrahüdrofolaat (THF)

Vitamiin folaadi derivaat tetrahüdrofoolhape (tetrahüdrofolaat) ehk THF on ühesüsinikuliste üksuste (metüüljäägi, formuuljäägi jt) ülekandja .

Metüülkobalamiin (B12 derivaat)

Vitamiin folaadi derivaat tetrahüdrofoolhape (tetrahüdrofolaat) ehk THF on ühesüsinikuliste üksuste (metüüljäägi, formuuljäägi jt) ülekandja .

Biotiin

Vitamiin biotiin on on aktiivse CO2 ülekandjana koensüümiks karboksülaasides.

Tiamiinfosfaat (B1 derivaat)

Tiamiindifosfaat (TDP) on ketoosfragmendi ülekandja  pentoosfosfaadi tsüklis. 

• AdoMet (S-adenosüülmetioniin)

Mittevitamiinne koensüüm Ado-Met e S-adenosüülmetioniin on metüüljääkide ülekandja. Nt adrenaliini, koliini, kreatiini, metüülkobalamiini sünteesis ja ravimainete detoksikatsioonil.

PAPS

Fosfoadenosiinfosfosulfaat e PAPS on aktiivse sulfaatjäägi ülekandja nt raviainete detoksikatsioonil.

Sülje alfa-amülaas (kus leidub, mida lagundab, mis tekib, miks oluline)

Seedeensüüm, mida leidub suus, kuid ka pankreases. Lagundab 1,4-alfa-glükosiidset sidet, mida leidub peamielt tärklises ja glükogeenis. Vajab suuremaid glükoosi polümeere, et lagundamist teostada, kuna ta ei tekita sülge üksikuid glükoosi jääke, vaid suuremaid polümeere, mis on erinevatest glükoosijääkidest kokku pandud ja on väiksemad kui tärklis. Peamiselt tekib maltoos ehk disahhariid, mis koosneb glükoosijääkidest. Mida lühem on kokkupuude amülaasiga, seda suuremad polümeerid sülge jäävad, ja ahelad on samuti hargnenud, kuna 1,6 sidet amülaas ei lõika. Kui amülaasil on võimalik kauem mõjuda, tekib suures koguses maltoosi ja vähem suuri polümeere. Amülaas on oluline, et toidu lagunemine saaks alata juba suuõõnes, aidates kaasa efektiivsele süsivesikute seedimisele.

mida amülaas veel teeb

Tänu amülaasile on toidul ka meeldivam maitse, kuna tärklis erilist maitset ei anna, kuid kui see maltoosiks muudetakse, tekib oluliselt magusam ja meeldivam maitse. Amülaas suurendab ka sülje, maohappe ja pankrease nõrede sekretsiooni, tänu millele on samuti lihtsam seedida. Amülaas inaktiveeritakse, kui ta toiduga makku satub, kuid kui süljemull takistab kokkupuudet maohappega, toimetab amülaas ka maos edasi

amülaasi tähtsus

1. toidul parem maitse (magusamaks)

2. efektiivne süsivesikute seedimine

3. sülje, maohappe ja pankrease nõrede sekretsiooni suurendamine

4. väheneb ka toidu viskoossust, mis muudab toidu meeldivamaks

5. aitab ka suuõõnt puhastada peale söömist, kuna mingid toiduosad jäävad hammaste peale

mida vajab amülaas tööks

Vajab Cl ioone, et amülaas muutuks aktiivseks.

maltaas

Lagundab maltoosi kaheks glükoosi jäägiks. Suuõõnes vähesel määral. Hambavahede puhastamiseks oluline, sest osakesed on väiksemad ja teised ensüümid pääsevad paremini ligi.

Keele lipaas

Rasvade lagundamine, alustab lipiidide seedimist süljes. Tekitab triatsüülglütseroolidest vabad rasvhapped ja lõikab triatsüülglütseroolidel ära ühe rasvhappe, tekitades lühikesi ja keskmise ahelaga rasvhappe juppe. Ensüüm ei lagunda kolesteroole ega fosfolipiide. Lagundamine jätkub ja ongi peamiselt maos, suus pole eriti aktiivne (madala pH juures maos muutub aktiivsemaks). Oluline väikelastel, kuna nendel pankrease ja seedeensüümid ei ole nii efektiivsed kui täiskasvanutel.

Lüsosüüm

Antibakteriaalne ensüüm. Lagundab peptiidoglükaani, mida leidub peamiselt gram-positiivsetes bakteritest (enamik suuõõne bakteritest), ja kitiini. Lüsosüüm lagundab sidemeid bakterite peptidoglükaanis ehk nende pinnal olevas kihis, mistõttu muutub bakterite kest intaktseks, laguneb. Gram-negatiivsete bakterite eest see aga ei kaitse, sest neil asub peptidoglükaankiht (suhkrune kiht) peidus ja seda ensüüm lagundama ei pääse.

Laktoperoksüdaas

Ka antibakteriaalne ensüüm, mis kasutab vesinikperoksiidi (lagundab seda), et tekitada diotsüanaadist ja jodiidist erinevaid produkte, mis on antimikroobsed, hästi reaktiivsed (nt hüpojodiid ja hüpotsüaniid) ja elimineerivad seetõttu erinevaid haigustekitajaid (teevad bakterite kapsiide katki). Bakterid tekitavad H2O2-te, kuid seda saab toota ka glükoosist glükoosi oksüdaasi abil.

Karboanhüdraas

pH puhverdus, leiduvad erinevates kudedes (nt kopsudes CO2 vabastamine). Süljes vähendab karboanhüdraas happelisust ehk prootoneid, vallandades keskkonda hoopis bikarbonaati, mis ei langeta pH-d. Süljes on levinud ka karboanhüdraas isoensüüm 6, mis seob prootoneid, mille bakterid emaili pinnale tekitanud on, tekitab jällegi bikarbonaadi ehk CO2 ja vee, tänu millele väheneb happelisus. Ensüüm on seotud ka mõru maitse tundmisega. Prootonitest ja bikarbonaadist tehakse CO2 ja vesi. Neutraliseerimine-> pH tõstmine

Kallikreiin

Ensüüm, mis on oluline veresoonte laiendamisel süljenäärmetes, et suurendada sülje eritust. On seotud süljenäärmete parasümpaatilise innervatsiooniga, mille tõttu suureneb näärmete sekretsioon, seedesüsteem aktiviseerub ja tekib palju kallikreiini. Kallikreiinist tekib omakorda bradükiniin, mis suurendab veresoonte laienemist, kapillaarid laienevad ja nende läbilaskvus paraneb, tänu millele on süljenäärmetel parem verevarustus ja sülje produktsioon saab veelgi suurene