维生素与辅酶PPT课件

【目的与要求】,维生素与辅酶,【目的与要求】,1. 了解维生素的概念及其重要性；维生素命名原则及分类方法。,2. 掌握脂溶性维生素：维生素A、D、E、K的生物学功能及其缺乏症。,3. 掌握B族维生素、维生素C的生物学功能及其缺乏症，重点掌握B族维生素与辅酶的关系及辅酶与整个物质代谢的关系。,1,4.1 维生素总论,一、概述,维生素（vitamin）是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。,12.1 维生素总论,2,3,三. 命名与分类,(一) 命名：采用习惯法,根据发现顺序：用拉丁字母A、B、C、D等命名。,根据化学结构和生理功能命名：,二、维生素的发现：来自医学实践与科学实验,4,(二) 分类,维生素的种类繁多，化学结构差异很大，通常按溶解性质分为脂溶性维生素（lipid-soluble vitamins）和水溶性维生素（water-soluble vitamins）两大类。,5,一、维生素Bl,（一）结构,又名硫胺素，是由一个嘧啶环和一个噻唑环构成。体内的生理活性型为焦磷酸硫胺素(TPP)。,6,（二）生理功能及缺乏症,7,8,二、维生素B2,（一）结构及性质,又名核黄素，由D-核糖醇与7，8-二甲基异咯嗪的缩合而成，异咯嗪环上的N1与N5（N10）以活泼双键连接，可反复接受或释放氢，因而具有可逆的氧化还原性。,9,维生素B2分布很广,从食物中被吸收后在小肠粘膜的黄素激酶作用下转变成黄素单核苷酸（FMN），在细胞内可进一步在焦磷酸化酶的催化下生成黄素腺膘吟二核苷酸（FAD）。二者为VB2的生理活性型。,10,（二）生理功能及缺乏症,核黄素以辅酶FMN及FAD的形式参与体内各类氧化还原反应，与糖、脂和氨基酸代谢密切相关，在代谢中主要起氢传递体的作用。,11,成人每日需要量为1.21.5mg，常用红细胞中的谷胱甘肽还原酶活性来检查体内维生素B2的含量。,缺乏症：口角炎、唇炎、眼睑炎、羞明（因角膜炎、虹膜炎等而怕见光）等症。,FAD FADH2,FMN FMNH2,+2H,+2H,-2H,-2H,12,三、维生素PP,（一）结构及性质,VB3，又名抗癞（糙）皮病维生素，包括尼克酸及尼克酰胺，在体内可相互转化。,13,在体内尼克酸可经酶促反应与核糖、磷酸、腺嘌呤组成脱氢酶的辅酶，主要包括尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+），也是维生素PP在体内的生理活性型。,维生素PP广泛存在于自然界，肝内能将色氨酸转变成维生素PP。因色氨酸为必需氨基酸，所以人体的维生素PP主要从食物中摄取。,14,（二）生理功能及缺乏症,NAD+和 NADP+在体内是多种不需氧脱氢酶的辅酶，分子中的尼克酰胺部分具有可逆的加氢及脱氢的特性。,15,缺乏症：癞（糙）皮病，主要表现为对称性皮炎、腹泻及痴呆（痴呆是因神经组织变性的结果）。,抗结核药物异烟肼的结构与维生素PP十分相似，二者有拮抗作用，长期服用可能引起维生素PP缺乏。,尼克酸在临床上用来作为降胆固醇的药物：尼克酸能抑制脂肪组织的脂肪分解，从而抑制FFA的动员，可使肝中VLDL的合成下降，从而降低胆固醇的作用。,16,四、泛酸,（一）结构,又称遍多酸、维生素B5，由、-二羟基-、-二甲基丁酸和-丙氨酸脱水缩合而成。,泛酸在肠内被吸收进体内后，经磷酸化并获得巯基乙胺而生成4-磷酸泛酰巯基乙胺。4-磷酸泛酰巯基乙胺是辅酶A（COA）及酰基载体蛋白（acyl carrier protein，ACP）的组成部分，所以CoA及ACP是泛酸的生理活性型。,17,（二）生理功能及缺乏症,在体内CoA及ACP构成酰基转移酶的辅酶，广泛参与糖、脂类、蛋白质代谢。因泛酸广泛存在于生物界，所以很少见泛酸缺乏症。,18,五、维生素B6,（一）结构,维生素B6包括吡哆醇(pyridoxine)、吡哆醛(pyridoxal)及吡哆胺（ pyridoxamine），在体内以磷酸酯的形式存在。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可相互转变，均为活性型。,19,（二）生理功能及缺乏症,磷酸吡哆醛是氨基酸代谢中的转氨酶及脱羧酶的辅酶，能促进谷氨酸脱羧，促进抑制性神经递质-氨基丁酸的生成。临床上常用维生素B6对小儿惊厥及妊娠呕吐进行治疗。,磷酸吡哆醛作为糖原磷酸化酶的重要组成部分，参与糖原分解的过程。,人类未发现维生素B6缺乏的典型病例。异烟肼能与磷酸吡哆醛结合，使其失去辅酶的作用，所以在服用异烟肼时，应补充维生素B6。,20,六、生物素（biotin）,（一）结构及性质,又称VB7，由一个噻吩环和一分子尿素结合而成，侧链带一戊酸。为无色针状结晶体，耐酸而不耐碱，氧化剂及高温可使其失活。,21,（二）生理功能及缺乏症,生物素是体内多种羧化酶的辅酶，参与CO2的固定。在组织内生物素的戊酸侧链羧基与酶分子中的赖氨酸残基上的-氨基通过酰胺键共价结合，形成羧基生物素-酶复合物，又称生物胞素（biocytin）。,生物素可将活化的羧基转移给酶的相应底物。,22,23,生物素来源极广泛，人体肠道细菌也能合成，很少出现缺乏症。新鲜鸡蛋中有一种抗生物素蛋白（avidin），它能与生物素结合使其失去活性并不被吸收，蛋清加热后这种蛋白便被破坏，也就不再妨碍生物素的吸收。长期使用抗生素可抑制肠道细菌生长，也可能造成生物素的缺乏，主要症状是疲乏、恶心、呕吐、食欲不振、皮炎及神经过敏等,24,七、叶酸,（一）结构及性质,因绿叶中含量十分丰富而得名，又称蝶酰谷氨酸、VB11。由2-氨基-4-羟基-6-甲基蝶呤、对氨基苯甲酸和谷氨酸三部分组成。,25,叶酸在小肠被叶酸还原酶作用下可转变成叶酸的生理活性型四氢叶酸（FH4）。,-H,26,（二）生理功能及缺乏症,FH4是体内一碳单位（-CH3、-CH2-、-CHO）转移酶的辅酶，分子内部 N5、 N10 能携带一碳单位。一碳单位在体内参加嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等多种物质的合成。,27,正常骨髓,巨幼红细胞病变骨髓,叶酸缺乏症：巨幼红细胞性贫血,28,叶酸在食物中广泛存在，肠道细菌也能合成，一般不会发生缺乏症。孕妇及哺乳期快速分裂细胞增加或因生乳而致代谢较旺盛，应适量额外补充叶酸。叶酸类似物氨甲蝶呤、氨基蝶呤可抑制二氢叶酸还原酶，从而抑制细菌四氢叶酸的生成，临床上用作抗肿瘤药物。,29,八、维生素B12,（一）结构,又称钴胺素，是唯一含金属元素的维生素。维生素B12在体内有多种形式存在，如氰钴胺素、羟钴胺素、甲钴胺素和5-脱氧腺苷钴胺素，后两者是VB12的生理活性型，也是血液中存在的主要形式。,30,（二）生理功能及缺乏症,功能： 参与体内甲基转移反应。,缺乏症： 巨幼红细胞贫血,31,又称L-抗坏血酸（ascorbic acid）。分子中 C2及C3位上的两个相邻的烯醇式羟基极易分解释放 H+，因而呈酸性；又因其为烯醇式结构， C2及 C3位羟基上两个氢原子可以全部脱去而生成脱氢抗坏血酸。,九、维生素C,（一）结构及性质,32,抗坏血酸是强还原剂。氧化还原系统：抗坏血酸和脱氢抗坏血酸。氧化型和还原型都有生物活性。氧化型易水解，水解后失去活性。D-型和L-型中只有L-型有生理功效。,33,来源：分布广泛，尤其在新鲜水果和蔬菜中含量较高。人类和其他灵长类、豚鼠、一些鸟类和某些鱼类等脊椎动物不能合成，原因是机体缺少L-谷洛糖酸-内酯氧化酶。,植物含有抗坏血酸氧化酶能将维生素C氧化为无活性的二酮古洛糖酸，所以储存过久的水果、蔬菜中维生素C含量会大量减少。干种子中不含有维生素C，但一发芽便可大量合成，所以豆芽等是维生素C的重要来源。,34,（二）生理功能及缺乏症,35,36,37,缺乏症：坏血病：毛细血管易出血和牙齿、骨发育不全或退化。原因：细胞间的粘合物质和作为基质的胶原蛋白改变，导致血管的结缔组织结构变质而使血管脆薄。,38,一、维生素A,（一）结构,维生素A又称抗干眼病维生素。天然的维生素A有两种形式: A1及 A2 。,39,Al又称视黄醇（retinol），A2又称3-脱氢视黄醇。维生素A在体内的活性形式包括视黄醇、视黄醛。A1主要存在于海水鱼肝脏，A2主要存在于淡水鱼肝脏。,植物中不存在维生素A，但有多种胡萝卜素，其中以-胡萝卜素最为重要。在小肠粘膜处在-胡萝卜素加氧酶的作用下加氧断裂，生成2分子视黄醇，所以通常将-胡萝卜素称为维生素A原。,40,（二）生理功能及缺乏症,1维生素A是视觉细胞内感受弱光的物质视紫红质的组成成分,在视觉细胞内由 11-顺视黄醛（retinal）与不同的视蛋白（opsin）组成视色素（在感受强光的锥状细胞内有视红质、视青质及视蓝质，杆状细胞内有感受弱光或暗光的视紫红质）。,当视紫红质感光时，视色素中的11-顺视黄醛在发生的光异构作用下转变成全反视黄醛，并与视蛋白分离而失色。全反式视黄醛可经异构酶作用缓慢地重新异化成为11-顺视黄醛，但大部分被还原成全反视黄醇，经血流至肝变成11-顺视黄醇，而后再随血流返回视网膜氧化成11-顺视黄醛，合成视色素。在这个视循环中会造成部分全反视黄醛分解成无用的物质，所以要经常补充维生素A。其他视色素的感光过程与视紫红质相同。,41,维生素A缺乏时，必然引起11-顺视黄醛的补充不足，视紫红质合成减少，对弱光敏感性降低，日光适应能力减弱，严重时会发生夜盲症。,42,2维生素A也是维持上皮组织的结构与功能所必需的物质。,当维生素A缺乏时，可引起上皮组织干燥、增生和角质化，产生干眼病、皮肤干燥、毛发脱落等。,3其它作用,维生素A能促进粘多糖、糖蛋白及核酸的合成，因而能促进机体的生长。,43,二、维生素D,（一）结构,又称为抗佝偻病维生素，是类固醇衍生物，主要包括 D2（麦角钙化醇）及 D3（胆钙化醇 ）。体内可由胆固醇变为7-脱氢胆固醇，储存在皮下，在阳光及紫外线照射下可转变成D3，因而称7-脱氢胆固醇为VD3原。在酵母和植物油中有不能被人吸收的麦角固醇，在阳光及紫外线照射下可转变为能被人吸收的D2，所以称麦角固醇为VD2原。,44,食物中的维生素D在小肠被吸收后，与乳糜微粒结合经淋巴循环进入血液，在血液中与维生素D结合蛋白（DBP）结合后被运输至肝脏，在25-羟化酶催化下C-25加氧成为25-(OH)-D3 。25-(OH)-D3经肾小管上皮细胞线粒体内1-羟化酶的作用生成维生素D 的活性形式1,25-(OH)2-D3 。,45,（二）生理功能及缺乏症,1,25-(OH)2-D3的靶细胞是小肠粘膜、肾及肾小管，主要作用是促进钙及磷的吸收，有利于骨的生成、钙化。当缺乏维生素D时，儿童可发生佝偻病，成人引起软骨病。,46,三、维生素E,（一）结构与性质,又称生育酚（tocopherol），有六种，其中、和四种有生物学活性。自然界以-生育酚分布最广。维生素E对氧十分敏感，易自身氧化，能避免脂质过氧化物的产生，因而能保护生物膜。,47,（二）生理功能及缺乏症,1维生素E是体内最重要的抗氧化剂，能避免脂质过氧化物的产生，保护生物膜的结构与功能。 机体内的自由基具有强氧化性，如超氧阴离子自由基（O2-）、过氧化物自由基（ROO）及羟基自由基（OH）等。维生素E的作用在于捕捉自由基形成生育酚自由基，生育酚自由基又可进一步与另一自由基反应生成非自由基产物生育醌。 硒作为谷脱甘肽过氧化酶的必需因子，通常认为是对抗过氧化作用的第二道防线。维生素E与硒在此抗氧化过程中协同发挥作用。,48,2维生素E俗称生育酚，动物缺乏维生素E时其生殖器官发育受损甚至不育，但人类尚未发现因维生素E缺乏所致的不育症。临床上常用维生素E来治疗先兆流产及习惯性流产。,3促进血红素代谢。新生儿缺乏维生素E时可引起贫血，这可能与血红蛋白合成减少及红细胞寿命缩短有关。所以孕妇、哺乳期的妇女及新生儿应注意补充维生素E。,49,四、维生素K,（一）结构,又称凝血维生素，有K1、K2、K3、K4，其中K1、K2为