Пиридоксаль-5-фосфат¶
Пиридоксаль-5-фосфат (П5Ф, P5P, E101s) — биологически активная коферментная форма витамина B6, представляющая собой фосфорный эфир пиридоксаля. Является коферментом более чем 140 ферментных реакций в организме человека и млекопитающих, обеспечивая обмен аминокислот, нейромедиаторов, гемоглобина и других соединений. Синтезируется из пиридоксина, пиридоксамина и пиридоксаля путём фосфорилирования ферментом пиридоксалькиназой, а также восстановления пиридоксин-5-фосфата ферментом пиридоксин-5-фосфатоксидазой.
¶Химические свойства
Пиридоксаль-5-фосфат — производное пиридина: пиримидиновое кольцо с гидроксильной группой в положении 3, альдегидной группой в положении 4 и фосфатной группировкой в положении 5 боковой цепи. Молекулярная формула — C₈H₁₀NO₆P, молярная масса — 247,14 г/моль. В растворах П5Ф имеет жёлтый цвет и обладает характерным для витамина B6 спектром поглощения, что используется в биохимических методиках количественного определения.
Ключевую роль в коферментной функции играет альдегидная группа: она образует шиффовы основания с аминогруппой субстрата (аминокислоты), что облегчает отщепление протона от α-углеродного атома и стабилизирует карбанионный промежуточный продукт. Фосфатная группа обеспечивает связывание кофермента в активном центре фермента и участвует в электростатической стабилизации переходного состояния.
¶Биосинтез и метаболизм
В организме человека П5Ф не поступает с пищей в готовом виде в значимых количествах, а синтезируется из пиридоксаль-фосфата непосредственно в клетках. Пиридоксин, пиридоксамин и пиридоксал, поступающие с продуктами или добавками, фосфорилируются ферментом пиридоксалькиназой (PDXK) в соответствующие 5-фосфатные производные. Далее пиридоксин-5-фосфат окисляется пиридоксин-5-фосфатоксидаза (PNPO) с участием флавинмононуклеотида (FMN) и АДФ до пиридоксаль-5-фосфата. Пиридоксамин-5-фосфат также превращается в П5Ф в ходе трансаминирования.
Основные депо витамина B6 в организме — печень, мышцы и мозг. Избыток П5Ф разрушается фосфатазами с образованием пиридоксаля, который далее окисляется пиридоксальдегидрогеназой в 4-пиридоксиновую кислоту и выводится с мочой.
¶Ферментные системы
П5Ф служит коферментом четырёх основных классов ферментов:
- Трансаминазы — перенос аминогруппы между аминокислотами и кетокислотами (АЛТ, АСТ и десятки других). Реакция идёт через промежуточное образование шиффова основания и пиродоксамин-5-фосфата.
- Декарбоксилазы — отщепление карбоксильной группы: L-декарбоксилаза аминокислот, участвующая в синтезе серотонина из триптофана, дофамина, норадреналина, адреналина из тирозина, а также гистаминовая декарбоксилаза.
- Дезаминазы и расщепляющие ферменты — в частности, серин-дегидратаза, цистатионин-β-синтаза, участвующая в метиониновом цикле.
- Аминотрансферазы глиоксилата — аргининоглиоксилат-аминотрансфераза в пероксисомах, дефицит которой приводит к первичному гипероксалурическому синдрому 1 типа.
Помимо этого, П5Ф участвует в гликогенфосфорилазе (расщепление гликогена в мышцах и печени), в синтезе δ-аминолевулиновой кислоты — предшественника гема, а также в реакциях декарбоксилирования нейтральных аминокислот с образованием аминов (путресцин, спермидин).
¶Физиологические функции
Основные направления действия П5Ф в организме:
- Обмен аминокислот. Трансаминазные и декарбоксилазные реакции обеспечивают глюконеогенез (превращение аминокислот в глюкозу), синтез и распад незаменимых аминокислот.
- Нейромедиаторы. Декарбоксилаза ароматических L-аминокислот, работающая с П5Ф, необходима для синтеза серотонина, дофамина, норадреналина, гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) из глутамата.
- Гемоглобин. Аминолевулинатсинтаза — ключевой фермент биосинтеза гема — зависит от П5Ф. Дефицит витамина B6 вызывает микроцитарную гипохромную анемию, резистентную к препаратам железа.
- Иммунитет. П5Ф влияет на пролиферацию лимфоцитов и продукцию цитокинов; дефицит сопровождается снижением клеточного иммунитета.
- Гомоцистеин. Вместе с фолатом и B12 П5Ф участвует в реметилировании гомоцистеина; повышение уровня гомоцистеина связано с риском сердечно-сосудистых заболеваний.
¶Клиническое значение
¶Дефицит
Дефицит витамина B6 и П5Ф проявляется себореидным дерматитом, глосситом, стоматитом, анемией, нейропатиями, спутанностью сознания, депрессией. У детей раннего возраста возможны судороги. Причинами дефицита служат несбалансированное питание, алкоголизм, приём изониазида (противотуберкулёзный препарат, образующий гидразон пиридоксаля), пеницилламина, оральных контрацептивов, а также наследственные формы — пиридоксинзависимая эпилепсия (мутация гена ALDH7A1) и дефицит PDXK.
¶Лекарственная взаимосвязь
Изониазид связывает пиридоксал и выводит его из организма, поэтому при его применении профилактически назначают пиридоксин. Леводопа при одновременном приёме пиридоксина ускоряет периферический декарбоксилазный метаболизм, что снижает эффективность препарата.
¶Применение
П5Ф и его предшественники используются в составе витаминных комплексов, в лечении анемий, нейропатий, при синдроме предменструального напряжения. В Российской Федерации пиридоксина гидрохлорид включён в перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов.
¶Пищевые источники
Основными источниками витамина B6 служат мясо, печень, рыба, картофель, бананы, бобовые, злаковые, дрожжи. В продуктах витамин присутствует преимущественно в фосфорилированных формах, которые в кишечнике дефосфорилируются и всасываются в виде пиридоксальгидрохлорида.
¶Нормы потребления
Рекомендуемая норма потребления витамина B6 для взрослых — 1,3–1,7 мг в сутки (данные Института медицины США). Верхний допустимый уровень потребления — 100 мг в сутки; хронический приём доз свыше 1 г/сут приводит к сенсорной нейропатии.
Источники:
- «Витамины: монография» под ред. А. Д. Токарева, М.: ГЭОТАР-Медиа
- «Биохимия человека» / под ред. П. Н. Даскина, Ю. А. Овчинникова
- «Nutritional Biochemistry of the Vitamins» / D.A. Bender
- «Present Knowledge in Nutrition», 10th ed., International Life Sciences Institute
- ГОСТ Р 55987-2014 «Продукты пищевые. Метод определения витамина B6»