- 21 Ноя 2023
- 442
- 244
Введение.
Витамин B12 относится к группе кобальтсодержащих биологически активных веществ, называемых кобаламинами, которые включают цианокобаламин, гидроксикобаламин и две коферментные формы витамина B12: метилкобаламин и аденозилкобаламин. В большинстве случаев витамин B12 - это цианокобаламин.Кобаламин - один из важных витаминов для человеческого организма. Это удивительное биоактивное соединение обладает уникальными свойствами, которые играют важную роль во многих физиологических процессах в организме человека.
Витамин B12 обладает уникальной способностью влиять на многие биологические процессы, такие как образование эритроцитов, работа нервной системы, обмен липидов и аминокислот. Его недостаток может привести к серьезным заболеваниям и нарушениям в организме.
Помимо важной роли в биохимических процессах организма, витамин B12 также обладает некоторыми необычными свойствами. Молекула цианокобаламина - самая большая среди молекул всех витаминов. Почти все витамины можно получить из различных растений или животных, но ни одно растение или животное не может произвести витамин В12. Исключительным источником этого витамина, согласно современным данным, являются крошечные микроорганизмы: бактерии, дрожжи, плесени и водоросли. Витамин B12 может быть получен искусственным путем с помощью биотехнологий с использованием специальных бактериальных культур, что делает его доступным для использования в медицине и научных исследованиях.
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы просматривать изображения.
Структурная формула цианокобаламина.
Успешный полный синтез соединения столь сложной структуры стал выдающимся достижением синтетической органической химии и на практике продемонстрировал принципиальную возможность химического синтеза "любого" природного соединения, независимо от сложности строения его молекулы.
Физические и химические свойства витамина B12.
Витамин B12 (цианокобаламин) - это химическое соединение с химической формулой C63H88CoN14O14P. Представляет собой твердые кристаллы темно-красного цвета, без запаха. Молекулярная масса цианокобаламина составляет 1355,38 г/моль. Температура плавления > 300°C, насыпная плотность 400-800 кг/м3, плохо растворим в воде (1,25 г растворяется в 100 мл при 25°C) и в этаноле, нерастворим в ацетоне, эфире и хлороформе.Синтез витамина B12.
Витамин B12 может быть получен из природных источников и синтетическим путем. Природный синтез витамина B12 осуществляется в микроорганизмах, таких как бактерии и водоросли, которые способны биосинтезировать этот витамин. Методы химического синтеза иногда используются для научных исследований.Синтез витамина B12 - сложный и многоступенчатый процесс, требующий участия различных органических соединений. Полный синтез сложной биомолекулы витамина B 12 был осуществлен двумя разными методами исследовательскими группами Роберта Бернса Вудворда и Альберта Эшенмозера в 1972 году и занял почти 12 лет.
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы просматривать изображения.
Корин - одно из промежуточных химических соединений для получения витамина B12.
Химический синтез витамина B12.
Процесс синтеза витамина B12 состоит из множества этапов. Основные этапы:Этапы синтеза кобириновой кислоты. Разработаны два метода, которые отличаются в основном способом построения центральной макроциклической системы корриновых лигандов.
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы просматривать изображения.
Кобириновая кислота.
И этапы восстановления витамина В12 из кобириновой кислоты путем поэтапного построения нуклеотидной части витамина. При необходимости форма витамина B12, метилкобаламин, может быть синтезирована путем восстановления цианокобаламина в лаборатории с помощью борогидрида натрия в щелочном растворе с последующим добавлением йодометана.
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы просматривать изображения.
Метилкобаламин.
Микробиологический синтез витамина B12.
Из всех витаминов витамин B12 и его коэнзимная форма в основном производятся путем микробиологического синтеза. Продуцентами в этом процессе выступают пропионовокислые бактерии.Пропионовокислые бактерии имеют разнообразное практическое применение. Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii - одна из основных культур, используемых в мировом производстве сыра и в производстве витамина В12.
Для получения витамина B12 бактерии периодически культивируют в анаэробных условиях в кукурузном экстракте, глюкозе, солях кобальта и сульфате аммония. Кислоты, образующиеся в процессе ферментации, нейтрализуются щелочным раствором, который постоянно подается в резервуар. Ферментация заканчивается через 72 часа. Витамин B12 хранится в бактериальных клетках. Поэтому после завершения ферментации биомассу отделяют и извлекают из нее витамины водой, подкисленной до pH 4,5-5,0 при температуре 85-90°C в течение 60 минут с добавлением 0,25% нитрита натрия в качестве стабилизатора.
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы просматривать изображения.
Кристаллы витамина B12.
Функции витамина B12.
Витамин B12 участвует в превращении фолиевой кислоты в ее активную форму, в синтезе метионина, коэнзима А, антиоксиданта глутатиона, янтарной кислоты и миелина. Он контролирует синтез ДНК (деление клеток), созревание эритроцитов, повышает уровень Т-супрессоров, что помогает ограничить аутоиммунные процессы.Витамин B12 и образование красных кровяных телец.
Наиболее известной функцией витамина B12 является его роль в развитии красных кровяных телец. Витамин B12 отвечает в организме за поддержание нормального кроветворения. Без витамина B12 невозможно получить информацию, необходимую для формирования красных кровяных телец. Клетки становятся слишком большими и начинают функционировать неэффективно - это состояние называется пернициозной анемией.
Витамин B12 и нервная система.
Вторая задача витамина B12 - участие в развитии нервных волокон. Витамин B12 участвует в построении белковых и жировых структур защитного миелинового слоя. При дефиците витамина B12 миелиновая оболочка, покрывающая нейроны, формируется менее успешно. Хотя витамин B12 играет косвенную роль в этом процессе, его прием доказал свою эффективность в облегчении боли и других симптомов расстройств нервной системы.
Еще одна из главных задач витамина B12 - участие в производстве метионина, аминокислоты, влияющей на умственную деятельность и формирование эмоционального фона человека. Витамин В12, фолиевая кислота и метионин образуют своеобразную рабочую группу, которая специализируется в основном на функционировании мозга и всей нервной системы. Эти вещества участвуют в выработке так называемых моноаминов - стимуляторов нервной системы.
Также витамин В12 и фолиевая кислота способствуют выработке холина, который существенно влияет на умственную деятельность и психику. В процессе метаболизма из него вырабатывается нейромедиатор ацетилхолин в так называемых холинергических волокнах. Когда человеку необходимо сосредоточиться, накопленный холин преобразуется в ацетилхолин, который активизирует работу мозга.
Витамин B12 и метаболизм.
Витамин B12 необходим для циркуляции в организме белков, которые необходимы для роста и восстановления клеток. Многие из ключевых компонентов белка, называемые аминокислотами, становятся непригодными для использования в отсутствие B12. Витамин B12 влияет на движение углеводов и жиров в организме. В сочетании с фолиевой кислотой (витамин В9) и пиридоксином (витамин В6) витамин В12 нормализует метаболизм метионина и холина, тем самым оказывая благотворное влияние на печень.
Вам нужно зарегистрироваться, чтобы просматривать изображения.
Витамин B12, цианокобаламин.
Дефицит витамина B12.
Симптомы, потенциально связанные с дефицитом витамина B12: перхоть, снижение свертываемости крови, онемение ног, снижение рефлексов, затрудненное глотание, язвы на языке, усталость, покалывание в ногах, нарушения менструального цикла.Скорость изменения уровня B12 зависит от того, сколько B12 поступает с пищей, сколько выводится из организма и сколько усваивается. У маленьких детей дефицит B12 может проявиться гораздо быстрее. Пожилые люди подвержены высокому риску развития дефицита B12 из-за уменьшения количества желудочной кислоты и снижения функции клеток. До 100 % витамина B12, полученного с пищей, может быть выведено с калом.
Заключение.
Витамин В12, обладая уникальными химическими свойствами, биологической активностью и разнообразными функциями в организме, играет неоспоримую роль в поддержании здоровья человека и живых организмов. Его значение простирается от участия в биохимических реакциях метилирования и метаболизма аминокислот до регуляции образования эритроцитов и поддержания нервной системы.Медицинская практика и научные исследования доказали его эффективность в лечении различных заболеваний и применение в биохимических исследованиях. Однако, как и в случае с любым биоактивным веществом, важно поддерживать баланс витамина B12 в организме, не допуская его избытка или недостатка, что может привести к последствиям для здоровья. Дальнейшие исследования и практическое применение витамина B12 продолжают расширять наши знания о нем и его ценности как ключевого элемента в биологии и медицине.