第六章 维生素与辅酶

1,在了解维生素分类及特性的基础上，着重掌握各类维生素的辅酶形式生化功能及缺乏症等，比较掌握脂溶性维生素和水溶性维生素的生理功能特点。,目 的 要 求,第四章 维生素与辅酶,2,功能不参与机体构成不是能源物质需要量少主要以辅酶形式广泛参与体内代谢缺乏时产生缺乏症危害很大过量中毒症,一、维生素的概念,概念一类动物代谢所必需而需要量极少的低分子有机化合物，体内一般不能合成，而必须由饲粮提供，或者提供其先体物。,3,二、 维生素的分类,分类,脂溶性维生素: A、D、E、K,水溶性维生素(维生素C和B族 ):C、B1、B2、B6、泛酸、烟酸、胆碱、B12、叶酸、生物素,4,第一节、水溶性维生素及其有关的辅酶,一、维生素B1和TPP1. 名 称：维生素B1又称硫胺素2. 化学结构：含硫的咪唑环和含氨基的嘧啶环组成,5,3.辅酶形式：硫胺素(维生素B1)在体内以焦磷酸硫胺素(TPP)形式存在。,6,4. 生化功能：（1）TPP作为丙酮酸或-酮戊二酸氧化脱羧反应的辅酶：丙酮酸在丙酮酸脱氢酶系催化下，经脱羧、脱氢，生成乙酰-CoA进入三羧酸循环。整个反应中，除TPP外，还需要硫辛酸、CoASH、NAD+和FAD等多种辅酶参加（2）具有抑制胆碱酯酶的作用5. 缺乏症：由于维生素B1与糖代谢有密切关系，所以当维生素B1缺乏时，体内TPP含量减少，从而使丙酮酸氧化脱羧作用发生障碍。缺乏时易患脚气病。,7,湿性脚气病-腿部广泛性水肿,多发性神经炎-头部抽缩,8,二、维生素B2与FAD、FMN,1. 名 称：维生素B2又称核黄素2. 化学结构：核黄素的化学结构中含有核糖醇和二甲基异咯嗪两部分。核黄素的化学结构式及异咯嗪、咯嗪的化学结构式一并列在下图3. 辅酶形式：在生物体内维生素 B2 以黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的形式存在，它们是多种氧化还原酶（黄素蛋白）的辅基，一般与酶蛋白结合较紧，不易分开,9,FMN,AMP,核黄素ribiflavin,维生素B2和黄素单核苷酸（FMN）.黄素腺嘌呤二核苷（FAD）,10,4. 生化功能：在生物氧化过程中，FMN和FAD通过分子中异咯嗪环上的1位和10位氮原子的加氢和脱氢，把氢从底物传递给受体FAD是琥珀酸脱氢酶、脂酰CoA脱氢酶等的辅基FMN是L-氨基酸氧化酶、NADH-CoQ还原酶等的辅基5. 缺乏症：缺乏维生素B2时，有口舌炎、唇炎、舌炎、眼角膜炎和眼球多呈血管等症状。,11,12,三、维生素B5与辅酶I、辅酶II,1. 名 称：维生素B5又称维生素PP或抗糙皮病因子2. 化学结构：维生素B5在体内主要以尼克酰胺形式存在，尼克酸是尼克酰胺的前体，它们的结构式如下图3. 辅酶形式：已知的烟酰胺核苷酸类辅酶有两种。一个是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，简称NAD+ ，又称为辅酶I；另一个是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，简称NADP+ ，又称为辅酶。 NAD+及NADP+的结构如下图,13,R,AMP,尼克酰胺核苷酸,维生素pp和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸） NAD(P)+,NAD(P)H+H+,NAD(P)+2H,nicotinamide,14,4. 生化功能：NAD+和NADP+都是脱氢酶的辅酶，有的酶需要NAD+为其辅酶，如醇脱氢酶、乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶等；有的酶需要NADP+为其辅酶，如6-磷酸葡萄糖脱氢酶、谷胱甘肽还原酶等；NAD+和NADP+的分子结构中都含有尼克酰胺的吡啶环，可通过它可逆地进行氧化还原，在代谢反应中起递氢递电子作用NADP+ 是DNA连接酶的辅酶，对DNA复制有重要作用5. 缺乏症：缺乏时出现癞皮病的症状,15,猪- 癞皮病(耳部、颈部、背部产生皮炎),16,四、维生素B6与辅酶,1. 名 称：维生素B6包括三种物质：即吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。在体内这三种物质可以互相转化。2. 化学结构及辅酶形式：维生素B6在体内经磷酸化作用转变为相应的磷酸酯，即维生素B6的辅酶形式：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺，它们之间也可以相互转变。这些化合物的结构式分别如下：,17,18,3. 生化功能：作为转氨基的辅酶：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺在氨基酸代谢中非常重要，通过两者互变起着传递氨基的作用磷酸吡哆醛是谷氨酸、酪氨酸、精氨酸及其他氨基酸脱羧酶的辅酶。作为丝氨酸转羟甲基酶的辅酶，参与转一碳单位的转移维生素B6能增加氨基酸及钾离子逆浓度进入细胞的运转速度4. 缺乏症：人类未发现典型的缺乏症鸡、猪等由于血红蛋白合成减弱而发生小红细 胞性贫血。5. 主要存在场所：酵母、蛋黄、肝脏、谷类等中含量丰富，肠道细菌可以合成。,19,五、泛酸与辅酶A,1. 名 称：泛酸又称遍多酸或维生素B32. 化学结构：泛酸是含有肽键的酸性物质，其结构式如下图3. 辅酶形式：辅酶A（coenzyme A，简写为CoASH）分子中含有泛酰巯基乙胺，是含泛酸的复合核苷酸,20,泛酸和 辅酶 A（coenzyme A）,SH,泛酸,巯基乙胺,ADP,21,4.生化功能：辅酶A是酰基转移酶的辅酶，在代谢过程中作为酰基载体起传递酰基的作用，可充当多种酶的辅酶参加酰化反应及氧化脱羧等反应。4-磷酸泛酰巯基乙胺可作为酰基载体蛋白（ACP）的辅基，参与脂肪酸合成代谢。辅酶A参与体内一些重要物质如乙酰胆碱、胆固醇、卟啉等的合成，并能调节血浆脂蛋白和胆固醇的含量。,22,5.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,23,猪: 皮肤皮屑增多，毛细，眼周围有棕色的分泌物，胃肠道疾病，生长缓慢. 典型症状-鹅步症,鹅步症,24,六、维生素B7生物素,1. 名 称：生物素（biotin）是酵母的生长因素。生物素又称为维生素B7或维生素H。2. 化学结构：自然界中存在两种生物素（生物素存在于蛋黄，生物素存在于肝脏中）。生物素的化学结构中，包括两个杂五员环和一个五碳的羧酸侧链。,25,生物素,26,3. 辅酶形式：它是多种羧化酶的辅酶或辅基，参与细胞内固定CO2反应，起到CO2载体的作用4.生化功能：以辅酶形式参与碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢。例如丙酮酸的羧化、氨基酸的脱氨基、嘌呤和必需脂肪酸的合成等。,27,猪: 后腿痉挛、足裂缝;皮炎(皮肤干燥、粗糙,并有棕色渗出物)。,猪蹄裂,猪皮炎症-注意从肩部沿背及两侧蔓延的干燥鳞片状剥落的皮肤和形成的皮痂,生物素VB7缺乏症,28,家禽: 脚、喙以及眼周围发生皮炎，类似泛酸缺乏症。种禽: 孵化率降低；胚胎骨畸形,29,七、叶酸与四氢叶酸,1. 名 称：叶酸是一个在自然界广泛存在的维生素，因为在绿叶中含量丰富，故名叶酸，亦称蝶酰谷氨酸。2.化学结构：,30,四氢叶酸（FH4）,3. 辅酶形式：在体内作为辅酶的是叶酸加氢的还原产物-5，6，7，8四氢叶酸（THFA或FH4）。叶酸还原反应是由肠壁、肝、骨髓等组织中的叶酸还原酶所促进。,31,4. 生化功能：四氢叶酸是转一碳基团酶系的辅酶，它是甲基、亚甲基、甲酰基等的载体，其携带甲酰基等一碳单位的位置在四氢叶酸N5和N10上，在嘌呤、嘧啶等生物合成中起作用。5.缺乏症：巨红细胞贫血： 嘌呤和嘧啶合成受阻，核酸形成不足，使红细胞的生长停留在巨红细胞阶段,32,八、维生素B12与辅酶B12,1. 名 称：维生素B12分子中含有金属元素钴，又称钴胺素。2. 化学结构及辅酶形式：维生素B12是一个抗恶性贫血的维生素，又是一些微生物的生长因素。主要存在形式有5-脱氧腺苷钴胺素、氰钴胺素、羟钴胺素和甲基钴胺素等。其中的5-脱氧腺苷钴胺素是维生素B12在体内的主要存在形式，又称为B12辅酶。维生素B12及B12辅酶结构式如下：,33,维生素B12,钴胺素,34,3. 生化功能：辅酶B12参与体内一碳基团的代谢，是传递甲基供体的辅酶辅酶B12作为变位酶的辅酶参加一些异构化反应：维生素B12对红细胞的成熟起重要作用，可能和维生素B12参与DNA和蛋白质的合成有关。4. 缺乏症：缺乏时造成恶性贫血,35,九、硫辛酸,1. 名称及化学结构：硫辛酸是一种含硫的脂肪酸。硫辛酸呈氧化型和还原型存在，可以传递氢，其氧化型和还原型之间可互相转化，反应式如下：,36,2. 辅酶形式及生化功能：硫辛酸是丙酮酸脱氢酶系和-酮戊二酸脱氢酶系的多酶复合物中的一种辅助因素，在此复合物中，硫辛酸起着转酰基作用，同时在这个反应中硫辛酸被还原以后又重新被氧化。在糖代谢中有重要作用。,37,十、维生素C,1. 名 称：维生素C能防治坏血病，故又称抗坏血酸。2. 化学结构：维生素C是一个具有六个碳原子的酸性多羟基化合物，它是一种己糖酸内酯，其分子中2位和3位碳原子的两个烯醇式羟基极易解离，释放出H+，而被氧化成为脱氢抗坏血酸。氧化型抗坏血酸和还原型抗坏血酸可以互相转变，在生物组织中自成一氧化还原体系。,38,39,3.生化功能：羟化作用：促进胶原蛋白的合成：参与体内类固醇激素、儿茶酚、五羟色胺等合成过程中芳香环的羟化作用。氧化还原作用：参与体内氧化还原反应：维生素C可脱H成为脱氢抗坏血酸，并参加多种生物氧化反应。,40,抗体的合成：需要维生素C的参与解毒作用：重金属导致巯基酶失去活性产生中毒，维生素C使氧化型谷胱甘肽转化为还原型而解毒促进造血作用：4.缺乏症：缺乏时造成坏血病。,41,第二节、脂溶性维生素,重要的指脂溶性维生素有维生素A、D、E、K等都是异戊二烯衍生物共同特点均为非极性疏水的异戊二烯衍生物均为非极性疏水的异戊二烯衍生物不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输,42,一、维生素A,1.结构与性质 ：视黄醇、视黄醛和视黄酸.每种都有顺、反两种构型.其中以反式视黄醇效价最高。,结构式,维生素A原：即胡萝卜素，有多种类似物，其中以-胡萝卜素活性最强.,43,全反视黄醛,11-顺视黄醛,维生素A (视黄醇),44,2.生理功能：构成视觉细胞内感光物质参与糖蛋白的合成，维持上皮组织的分化与健全与健全其他作用，如影响细胞的分化3.缺乏症夜盲症，干眼病，皮肤干燥,45,症状：眼部：最早症状：暗适应能力下降； 毕脱氏斑、角膜软化症、夜盲症。皮肤：干燥角质化生长发育迟缓骨骼生长抑制,46,中毒症状急性表现：成人：食欲减退、嗜睡或过度兴奋，伴头痛、呕吐等颅内压增高症状。婴儿：颅压增高症状；呕吐、嗜睡、前囟隆起和眼底水肿。 慢性表现: 皮肤干燥，脱屑、皲裂、脱发、头发变粗、牙龈发红；骨皮质增生骨膜增厚；肝脾肿大等。,47,VA 参考摄入量成年男性：800ugRE；女性：700ugREVA计算单位：用视黄醇当量(RE)换算， 1ugRE=1ug视黄醇6ug-胡萝卜素 （3.33IU 视黄醇） 膳食中总视黄醇当量（RE)视黄醇(g)+ 0.167-胡萝卜素(g) + 0.084 其他VA原(g),48,雏鸡: 眼分泌物增加与眼睑粘合，喙角及趾部形成痂皮，生长受阻,羽毛粗糙。,49,表 维生素A的主要食物来源,50,二、维生素D,结构和性质维生素D有多种，都是类固醇的衍生物含有环戊烷多氢菲的结构。维生素D包括维生素D3 （胆钙化醇）维生素D2 （麦角钙化醇）两种。维生素D原：生物体内含有可以转化为维生素D的类固醇物质，称为维生素D原。,51,维生素D,UV,自发转变,维生素D3,肝,肾,1，25维生素D3,前维生素D3,7脱氢胆固醇,25羟维生素D3（胆钙化醇）,VD3的生成,52,生化作用：作用于小肠粘膜、肾及肾小管，促进钙磷吸收，有利于新骨的形成、钙化。缺乏症儿童佝偻病成人软骨病,维生素D的活性分子形式1,24,25(OH)2 -D3,53,D的推荐摄入量11-50岁成人：RNI=5ug；婴幼儿、中晚期孕妇、老人： RNI=10ug；VD换算单位： 1IUVD3 0.025ug的VD3,54,三、维生素K,结构与功能维生素K是具有异戊二烯类侧链的萘醌类化合物，有K1、K2之分，维生素K1、K2都是二甲基-1,4萘醌的衍生物。区别仅在于R基团侧链不同。,11-顺视黄醛,维生素K2,维生素K1,55,维生素K具有凝血活性，故又称为凝血维生素，凝血活性几乎都集中在2-甲萘醌这一基本机构中， 2-甲萘醌已人工合成，用于临床，称为维生素K3，其活性较维生素K1、K2高。,维生素K3,维生素K4,56,VK参考摄入量(AI),成年人:120ug/d青少年:2ug/(Kgd),57,四、维生素E,结构与功能：维生素E又叫做生育酚，目前发现的有6种，其中，四种有生理活性。,58,生化作用 1. 抗氧化作用 2. 维持生