六、维生素和辅酶

nullnull第六章 维生素和辅酶一 维生素B1与羧化辅酶二 维生素B2与黄素辅酶三 泛酸和辅酶A 四 维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ五 维生素B6和磷酸吡哆醛六 生物素null九 维生素C十 维生素A 十一 维生素D十二 维生素E十三 维生素K七 叶酸和叶酸辅酶八 维生素B12和B12辅酶null 维生素是维持生物正常生命过程所必需的一类小分子有机物，需要量很少，但对维持健康十分重要。 最早分离出的维生素（维生素B1）是一种胺类（amine），将维生素取名为Vitamine（生命胺，最初中译为维他命），但并非所有的维生素都含氨基，改为Vitamin（V）。null维生素水溶性维生素脂溶性维生素：维生素B族（B1、B2、泛酸、维生素PP、B6、生物素、叶酸，B12）和维生素C等。：维生素A、D、E、K等辅酶作用机制两个酶的辅酶，NAD、NADP和叶酸一个酶的辅酶，FMN、FAD、磷酸吡哆醛、硫辛酸null一 维生素B1和羧化辅酶维生素B1（抗神经炎维生素）由一含S的噻唑环和一含NH2的嘧啶环组成，又称硫胺素（Thiamine）。1245124焦磷酸硫胺素（TTP）硫胺素 + ATP Mg2+硫胺素激酶TPP + AMPnull主要功能：1. 以辅酶方式参加糖的分解代谢。TPP是脱羧酶、脱氢酶的辅酶。功能部位在噻唑环的C2上。2. 促进年幼动物的发育。维生素B1促进肠胃蠕动，增加消化液的分泌，因而能促进食欲。3. 保护神经系统。促进糖代谢，为神经活动提供能量，又能抑制胆碱酯酶的活性。缺乏症：1. 脚气病2. 中枢神经和肠胃患糖代谢失常null 由于VB1和糖代谢关系密切，因此多食糖类食物，维生素B1的需要量也相应增多。当VB1缺乏时，体内TPP含量减少（糖代谢受阻），丙酮酸氧化脱羧作用发生障碍，血、尿和神经组织中丙酮酸含量升高。另外在正常情况下，神经组织的能量来源主要靠糖氧化供给，神经组织能量供应不足，继而发生烦躁易怒、四肢麻木、肌肉萎缩、心力衰竭、下肢水肿等症状，临床上称为~~。脚气病nullnull酵母中含维生素B1最多，其他食物中含量多不高。五谷类多集中在胚芽及皮层中。瘦肉、核果和蛋类的含量也较多。酵母、细菌和高等植物能合成维生素B1。 VB1在酸性溶液中较稳定，中性和碱性中易破坏，耐热，在pH3.5下即使加热到120度亦不被破坏，极易溶于水，故米不宜多淘洗以免损失。在普通烹调条件下损失并不大。有特殊香气，微苦。null二 维生素B2和黄素辅酶维生素B2又称核黄素（riboflavin），是一种核糖醇与6，7—二甲基异咯嗪的缩合物，在自然界多与蛋白质结合成黄素蛋白。1′2′3′4′5′1234578910核糖醇基异咯嗪基维生素B2为橘黄色的针状晶体，味苦，微溶于水，极易溶于碱性溶液，对光和碱不稳定nullFMN，flavin mononucleotideFAD，flavin adenine dinucleotideVB2 + ATP → FMN + ADP FMN + ATP → FAD +PPinull维生素B2的生理功能是作为递氢辅酶，参与生物氧化作用。广泛存在于动、植物中。小麦、青菜、黄豆、酵母、肝、肾、蛋黄、奶中含量丰富。植物和微生物可合成、动物不能。膳食中长期缺乏维生素B2，眼角膜和口角血管增生，引起白内障、眼角膜炎、舌炎和阴囊炎等、眼睑炎、角膜血管增生。nullnull三 泛酸（维生素B3）和辅酶A（CoA）α,γ-二羟-β,β-二甲基丁酸β-丙氨酸巯基乙胺 辅酶A（CoASH）null泛酸为淡黄色粘性油状物，溶于水和醋酸，不溶于氯仿和苯，在中性溶液中对湿热、氧化和还原都稳定。泛酸的生物功能是以CoA形式参加代谢，是酰基的载体，是体内酰化酶的辅酶，对糖、脂、蛋白质代谢过程中的乙酰基转移（乙酰辅酶A）有重要作用。广泛存在于动植物组织中，在酵母、肝、肾、蛋、小麦、米糠、花生和豌豆中含量丰富，蜂王浆中含量最多。null缺乏症： 人类未发现缺乏症 动物：生长减慢或体重减轻 皮肤、粘膜及羽毛损伤 神经系统紊乱 胃肠道功能失调 免疫功能受损等null四 维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ维生素PP过去称抗癞皮病维生素或维生素B5，包括尼克酸（烟酸）和尼克酰胺。尼克酰胺的副作用较小（如引起面部、颈部发赤发痒和烧灼感），医疗及营养上多用尼克酰胺。尼克酰胺为维生素B5的化学名。 尼克酸（nicotinic acid） 尼克酰胺（nicotinamide）nullO+尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）Nicotinic acid + PRPP + ATP→NAD+NAD+ + ATP → NADP+ +PPinull尼克酸及尼克酰胺为无色晶体，前者熔点为236℃，后者熔点为129~131℃，是维生素中较稳定的，不被光、空气及热破坏。溶于水及酒精。与溴化氰作用产生黄绿色化合物，可作为定量基础。功能：1.以NAD+或NADP+形式作为脱氢酶的辅酶而起到递氢体的作用。+2H14-2Hnull2. 维持神经组织的健康。尼克酰胺对中枢及交感神经系统有维护作用，缺乏，则常产生神经损害和精神紊乱。3. 促进微生物生长。4.尼克酸可使血管扩张，使皮肤发赤发痒，尼克酰胺无此作用。大剂量尼克酸有降低血浆胆固醇和脂肪的作用。 Vpp在酵母、花生、谷类、豆类、肉类和动物肝中含量丰富，在体内色氨酸可转变成烟酰胺，故人类一般不感缺乏null 膳食中长期缺乏维生素PP所引起的疾病为对称性皮炎，又叫癞皮病(pellagra)。癞皮病患者的中枢及交感神经系统、皮肤、胃、肠等皆受不良影响。主要症状为对称性皮炎，消化道炎和神经损害与精神紊乱，两手及其裸露部位呈现对称性皮炎。中枢神经方面的症状为头痛、头昏、易刺激、抑郁等。以玉米为主食易患癞皮病（玉米中Trp贫乏，Trp可转变为尼克酰胺 ）。null缺乏症：缺乏时出现癞皮病的症状null五 维生素B6和磷酸吡哆醛维生素B6又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺 吡哆醇(pyridoxol) 吡哆醛(pyridoxal) 吡哆胺(pyridoxamine)null（磷酸吡哆醛，PLP）吡哆醇吡哆醇氧化酶吡哆醛吡哆胺吡哆胺转氨酶磷酸吡哆醇磷酸吡哆醇 氧化酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺转氨酶磷酸吡哆胺激酶null 吡哆素为无色晶体，易溶于水及乙醇，在酸液中稳定，在碱液中易被破坏，对光不稳定，吡哆醇耐热，吡哆醛和吡哆胺不耐高温。功能：作为辅酶参加多种代谢反应，包括脱羧、转氨、氨基酸内消旋、Trp代谢（包括Trp→ nicotinamide）、含硫氨基酸的脱硫、羟基氨基酸的代谢和氨基酸的脱水等。参与脂代谢具有防治动脉粥样硬化作用。缺乏症：导致皮肤、中枢神经系统和造血机构的损害含量：酵母、肝、蛋黄、鱼、肉和谷类中含量丰富。特别谷类外皮含量尤其丰富。null六 生物素VH生物素（维生素B7）为含硫维生素，其结构可视为由尿素与硫戊烷环结合而成，并有一个C5酸枝链。尿素部分硫戊烷环部分(CH2)4COOHC5酸根部分生物素（bioton）尿素环上的一个N可与CO2结合null生物素是细长针状的晶体，熔点232℃，耐热和耐酸、碱，微溶于水。功能：生物素是多种羧化酶的辅酶，在CO2固定反应中起重要作用。广泛分布于肝、肾、蛋黄、酵母、蔬菜和谷类中。肠道细菌也能合成。 大量食用生鸡蛋清可引起生物素缺乏，因为其中含抗生素蛋白，能与生物素结合成无活性又不易消化吸收物质。鸡蛋加热后蛋白即破坏。长期服用抗生素治疗可抑制肠道菌丛，造成生物素缺乏。null缺乏症：人体一般不会发生生物素缺乏。大白鼠严重缺乏时，后脚瘫痪，广泛的皮肤病、脱毛和神经过敏。人类缺少生物素可能导致皮炎、肌肉疼痛、感觉过敏、怠倦、厌食、轻度贫血等。七 叶酸和叶酸辅酶七 叶酸和叶酸辅酶1、化学本质：维生素B11 由喋呤啶、对氨基苯甲酸（PABA）与L-Glu连接而成。 在体内四氢叶酸，后者又称辅酶F（FH4）。null2、生理功能： （1）FH4是转移一碳基团（如甲酰基、羟甲基等）酶系的辅酶，是一碳基团的载体，促进正常血细胞形成。 一碳基团： 2、生理功能： （1）FH4是转移一碳基团（如甲酰基、羟甲基等）酶系的辅酶，是一碳基团的载体，促进正常血细胞形成。 一碳基团： 甲基 -CH3, 亚甲基 -CH2-, 甲酰基 -CHO ， 亚氨甲基 -CH=NH, 次甲基 -CH= （2）四氢叶酸在代谢中起着重要作用，其主要的生理功能包括： Gly → Ser 参与嘌呤环的合成 dUMP → TMP 高半胱氨酸 → Met 缺乏：缺乏： 引起巨幼红细胞性贫血、白细胞减少症、 3、叶酸与抗代谢药： 1）结构中有与磺胺药结构相似的对氨基苯甲酸 ，故磺胺药在细菌合成叶酸中起竞争性抑制作用，从而抑制细菌生长繁殖。 2）设计叶酸类抗代谢物作为抗肿瘤药物。 食物来源： 叶酸在绿叶、肝、酵母中大量存在，肠道细菌也能合成叶酸，故人类一般不易发生缺乏病null八 维生素B12和B12辅酶 维生素B12是含钴的化合物，又称钴胺素(cyanocobalamine)。维生素B12的发现是多年研究恶性贫血症（即巨初红细胞症）的结果。最初发现服用全肝可控制恶性贫血症状，在1948年从肝脏中分离出一种具有控制恶性贫血效果的红色晶体物质，定名为维生素B12。null在自然界中只有微生物能合成维生素B12。维生素B12是含三价钴的多环系化合物，其经验式为C63H88O14N14RCo。其结构式经多次修正，至1963年确定。1973年完成人工合成。微生素B12为深红色晶体，熔点甚高，溶于水、乙醇和丙酮，不溶于氯仿。微生素B12晶体及水溶液都相当稳定。但酸、碱、日光、氧化和还原都使之破坏，有光活性。null化学结构： 维生素B12由一个咕啉环和一个钴离子构成。二甲基苯并咪唑基null体内活性形式： 主要辅酶形式是5’—脱氧腺苷钴胺素和少量的甲基钴胺素 null功能 ： 参与3种类型的反应： ①分子内重排； ②核苷酸的还原； ③甲基转移 null功能：1. 促进某些化合物的异构作用。2. 促进甲基转移作用。3. 维持SH的还原型状态。4. 促进核酸和蛋白质的生物合成。5. 维持造血机构的正常运转。6. 促进上皮组织细胞的新生。null4. 髓磷脂的生物合成减少，引起神经系统的损害，现症状为手足麻木、刺痛、体位不易维持平衡、肌肉动作不协调、忧郁易怒、思想迟缓和健忘等。维生素B12的吸收需要一种胃壁细胞分泌的糖蛋白（称为内因子），两者结合后才能被小肠吸收。恶性贫血患者的胃液中常缺乏内因子，须注射维生素B12治疗。缺乏症：1. 儿童及幼龄动物发育不良。2. 消化道上皮组织细胞失常。3. 造血器官功能失常，不能正常产生红血细胞，导致恶性贫血。九 硫辛酸(1ipoic acid) 九 硫辛酸(1ipoic acid) 1.来源： 硫辛酸在自然界广泛分布，肝和酵母中含量尤为丰富。在食物中硫辛酸常和维生素B1同时存在 null化学结构： 硫辛酸以闭环二硫化物形式和开链还原形式两种结构混合物存在null体内活性形式： 像生物素一样，硫辛酸事实上常常不游离存在，而是同酶分子中赖氨酸残基的ε-NH2以酰胺键共价结合 null功能： 硫辛酸是一种酰基载体， 在α-酮酸氧化作用和脱羧作用时，行使酰基转移的功能 null十 维生素C维生素C能防治坏血病，又称抗坏血酸(ascorbic acid)。-2H+2H[还原型][氧化型]null抗坏血酸为无色晶体，熔点192℃，味酸，溶于水及乙醇。不耐热，易被光及空气氧化。功能：1. 参与体内氧化还原反应（4）可保护VA、VE及VB免遭氧化；促进叶酸变成四氢叶酸缺乏症：坏血病 毛细血管易出血和齿、骨发育不全或退化。（2）与红细胞内的氧化还原过程有密切联系（3）促进肠道内Fe的吸收（1） 参与体内氧化还原反应2. 参与体内各种羟化反应null Vc缺乏或过量都会影响健康，广泛存在于新鲜水果和蔬菜中，仅几种脊椎动物——人类、灵长类、豚鼠，一些鸟类和某些鱼类不能合成。因为肝脏中缺乏L-古洛糖酸-γ-内酯氧化酶，因此不能合成Vc，必须从食物中摄取。null十一 维生素A维生素A只存在于动物性食物中，包括A1 和 A2两种。A1即视黄醇，主要存在于咸水鱼的肝脏；A2即3-脱氢视黄醇，主要存在于淡水鱼肝脏。在高等植物和动物中普遍存在的β-胡萝卜素可转变为维生素A。视黄醇3-脱氢视黄醇null视黄醇视黄醛null维生素A1一般为黄色粘性油体，纯体可结晶为黄色三棱晶体，熔点63℃。维生素A2尚未制成晶体。维生素A不溶于水，而溶于油脂和乙醇，易氧化，在无氧条件下，相当耐热。易被紫外光所破坏。在氯仿和乙醇溶液中，维生素A1的吸收峰在328nm，维生素A2的吸收峰在345nm及350nm。在乙醇溶液中，维生素A1与三氯化鏑作用产生的蓝色溶液在620nm处有一特殊吸收光带，维生素A2在693nm和697nm各有一吸收光带。维生素A除了促进年幼动物生长外，其主要功能为维持上皮组织的健康及正常视觉，还有助于动物生殖和泌乳。在视觉过程中维生素A的变化。null缺乏症：1. 上皮组织结构改变，呈角质化。皮肤干燥，成磷状。呼吸道表皮组织改变，易受病菌侵袭。有的患者因肠胃黏膜表皮受损而引起腹泻。在儿童还偶有因缺乏A引起眼角膜和结膜变质，牙釉和骨质发育不全。大人、小孩长期缺乏维生素A都会导致泪腺分泌障碍产生干眼病（眼结膜炎）。动物缺乏维生素A，生殖和泌乳也不正常，易发生流产和缺奶。2. 视紫红质不足，对暗光适应能力减弱，发生夜盲症。3. 引起代谢失调，如某些器官的DNA含量减少，粘多糖（硫酸软骨素）的生物合成也受阻碍。维生素A较易被正常肠道吸收，但不直接随尿排泄，因而摄取过量是有害的。维生素A (视黄醇) 维生素A (视黄醇) 视紫红质的合成视紫红质的合成null十二 维生素D维生素D具有抗佝偻病作用，又称抗佝偻病维生素。已确知有4种，即维生素D2、D3、D4、D5，均为类固醇衍生物，其中D2和D3较为重要。只在动物体内含有维生素D，鱼肝油中含量最丰富。动、植物组织中含有能转化为维生素D的固醇类物质，经紫外光照射可转变为维生素D。目前尚不能用人工方法合成，只能用紫外光照射维生素D元的方法来制造。维生素D为无色晶体，不溶于水而溶于油脂及脂溶剂，相当稳定，不易被酸、碱或氧化破坏。nullUV自发转变维生素D3肝肾1，25—维生素D3前维生素D37—脱氢胆固醇25—羟维生素D3（胆钙化醇）VD3的生成null 在体内活性形式 1，25—二羟胆钙化醇 混合功能氧化酶null功能：调节钙、磷代谢，维持血液正常的钙、磷浓度，从而促进钙化，使牙齿、骨骼发育正常。缺乏症：维生素D摄食不足，不能维持钙的平衡，儿童骨骼发育不良，产生佝偻病。患者骨质软弱，膝关节发育不全，两腿形成内曲或外曲畸形。成人则产生骨骼脱钙作用；孕妇和授乳妇人的脱钙作用严重时导致骨质疏松症，患者骨骼易折，牙齿易脱落。机体只能从胆汁排出过多的维生素D，维生素D如摄食过量则会中毒。早期症状为：乏力、疲倦、恶心、头痛、腹泻等。较严重时引起软组织（包括血管、心肌、肺、肾、皮肤等）的钙化，导致重大病患。nullnull 1、化学本质： 系酚类化合物。天然有8种，化学结构大同小异，根据甲基的数目、位置的不同分类， 其中α、β、γ、δ4 种较重要。 淡黄色无嗅无味油状物, 不溶于水而溶于油脂。不易被酸、碱和热破坏, 极易被氧化, 易被紫外光破坏。在259 nm有吸收峰。十三 维生素E2、生理功能：2、生理功能： 1）与动物生殖机能有关； 2）抗氧化剂，保护生物膜及某些酶活性； 3）促进血红素合成； 3、分布及来源： 麦胚油、玉米油、等植物油；豆类及绿色蔬菜。十四 维生素K（凝血维生素）十四 维生素K（凝血维生素）1、化学本质： 已发现4种，能促进血液凝固的萘醌衍生物，故又称凝血维生素。天然有2种：维生素K1维生素K2null2、生理功能： 加速血液凝固（调节凝血因子Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的合成）； 促进肝脏合成凝血酶原（凝血因子Ⅱ） 3、分布及来源： 绿色植物、动物肝、微生物代谢产生。null缺乏症：动物缺乏维生素K，血凝时间延长。成人一般不易缺乏维生素K。有维生素K缺乏病状的人，必伴有其他生理功能不正常的情况，如胆管阻塞，或因肠道疾病妨碍维生素K的吸收。因维生素K不能通过胎盘，新生婴儿肠内无菌，不能合成维生素K，身体本身又无贮存，故易因维生素K的缺乏而出血，应当在出身前增加母体的维生素K含量。大剂量维生素K可引起动物贫血、脾肿大和肝肾伤害。对皮肤和呼吸道有强烈刺激，有时还引起溶血。null