История
За първи път пантотеновата киселина се споменава през 1933 г. като есенциален фактор за растежа на дрождите (набухването на маята). Много скоро след това се установява при експерименти с пилета, че този фактор се съдържа в храната. R.T. Williams успява да изолира фактора през 1938 г. Заедно с R.T. Major те установяват химичния му строеж и извършват през 1940 г. първия синтез, факторът получава името пантотен, съгласно желанието на първия автор. То произлиза от гръцката дума „pantos“, която означава „навсякъде“ и отразява важността на витамина, наречен и с имената „вездесъща киселина“, „универсален витамин“, „антидерматитен фактор“ (Рачин, 2003, Plesofsky-Vig, 19941). Едва през 1947 г. се доказва, че коензим А (СоА) е всъщност активната биологична форма на пантотеновата киселина, а през 1953 за първи път се публикува структурата на СоА. F. Lipman et al. установяват, че СоА е есенциален кофактор за ацетилирането на сулфонамида в черния дроб и за продукцията на ацетилхолина в мозъка. За установяване на биологичната роля на коензим А биохимикът F. Lipman е удостоен с Нобелова награда. Централната роля на коензим А в цикъла на Кребс, в синтеза и разграждането на мастните киселини и в различни други метаболитни и регулаторни процеси определя важността и биологичното значение на пантотеновата киселина (Plesofsky-Vig, 1996).
Химия
Химичният състав на пантотеновата киселина включва бета-аланин, свързан чрез амидна връзка към 2,4- дихидрокси-3,3-диметилбутирова (пантотенова) киселина.
В литературата пантотеновата киселина се среща по-често под името витамин B5, а в някои източници и като витамин В3. Естествено откриващата се форма в природата е D-пантотенова киселина. Свободната пантотенова киселина и натриевата й сол са химически нестабилни, поради което във фармацевтичните продукти се използва калциевият пантотенат. Алкохолната форма – пантенол е синтетично съединение, което може да бъде окислено in vivo до пантотенова киселина. Той е включен в списъка на разрешените субстанции за влагане в храни и хранителни добавки, а така също в разнообразни козметични продукти (SCF, ЕС, 2002).
В комплексността на структурата се отличават няколко съединения. Сред тях, освен пантотеновата киселина, е пантотенатът, който представлява пантотенова киселина, свързана към бета-меркаптоетиламинната група. В природата това съединение се открива самостоятелно като фосфопантотеин. В структурата на СоА са включени и аденин, и рибозо-3-фосфат. Активната тиохидридна група на СоА произлиза от аминокиселината цистеин и много често е естерифицирана до ацетат или други ацетилни групи. Един mol СоА съдържа по един mol аденин, бета -рибоза, пантотенова киселина и бета-меркаптоетаноламин. СоА и другите пантотенат-съдържащи молекули участват в два вида реакции – кондензационни и трансфер на ацилни групи (EVM, UK, 2003).
Пантотеновата киселина е оптично активно съединение с оптимална активност на D-конфигурацията. Тя е относително стабилна в неутрални разтвори. Чувствителна е спрямо основи и киселини. В сравнение с другите витамини от група В е по-стабилна при нагряване, но въпреки това част от активността й се намалява при кулинарна обработка на храните. При дълбоко замразяване е установено само частично намаляване на активността й (Gregory, 1996).
Механизмът на термичното въздействие върху пантотеновата киселина все още не е напълно изяснен. Доказано е, че при кисела хидролиза много лесно се разгражда връзката между аланина и пантотеновата киселина. Витамин B5 не е реактивоспособно съединение, поради което много слабо реагира с другите компоненти в храната. СоА е податлив към образуване на смесени дисулфиди с други тиолсъдържащи съставки в храната, но този факт не води до значими промени в усвоимостта на пантотеновата киселина.
Биологично значение
Пантотеновата киселина проявява биологичната си активност като компонент на СоА и като ковалентно свързана простетична група към протеините, пренасяйки ацилни групи при синтеза на мастните киселини.
Една от основните функции на пантотеновата киселина е участието й в клетъчния метаболизъм и регулация. Естерифицираният СоА има есенциална роля в синтеза и включването на мастните киселини в мембранните фосфолипиди. Той участва в синтеза на холестерола, стероидните хормони, мастноразтворимите витамини А и D, почти всички съединения, съдържащи изопреноидна единица, някои аминокиселини (левцин, метионин, аргинин). Образуването на сукцинил-СоА е есенциален етап в синтеза на бета-аминолевулиновата киселина, прекурсор в синтеза на витамин В12, на порфириновия пръстен на хемоглобина и електрон пренасящите цитохроми.
Освен в анаболитните процеси пантотеновата киселина частва в оксидативното разграждане на аминокиселините и бета-окислението на мастните киселини. От особено значение е присъствието на СоА за активността на невротрансмитера ацетилхолин и захарите N-ацетилглюкозамин, N-ацетилгалактозамин, N-ацетилневраминова киселина, участващи в състава на различни гликопротеини и гликолипиди (Plesofsky-Vig, 1994).
Откроява се ролята на пантотеновата киселина в протеинната модификация. СоА има централна роля в този процес чрез трансфера на ацил- и мастно-ацилни групи. Реакциите, които съществяват този пренос са: амино-терминално ацетилиране, вътрешномолекулно ацетилиране и ацилиране с мастни киселини на протеините. Смята се, че N-терминалното ацетилиране на протеините представлява защитна реакция срещу процесите на разграждането. В подкрепа на това становище са резултатите от проучването върху резистентността на модифицираните протеини спрямо протеолизата (Tahiliani and Bein- lich, 1991).
Вътрешномолекулното ацетилиране играе роля за клетъчната структура, която определя формата, вида и подвижността на клетката. Ацетилирането стабилизира микротубулните структури. Например, микротубулите, съдържащи модифициран а-тубулин, са резистентни към деполимеризиращи агенти, какъвто е колхицинът. И обратно, лекарства, които стабилизират микротубулите, предизвикват ацетилиране на бета-тубулина. Другите белтъци, които могат да бъдат ацетилирани, са хистони и някой ДНК-свързващи протеини…
….следва продължение…