维生素与辅酶总

第七章 维生素和辅酶,1,唐代孙思邈：动物肝防治夜盲症；用谷皮汤熬粥防治脚气病；1886年荷兰医生Eijkman在荷属东印度公司研究亚洲普遍流行的脚气病；1890年他的实验室的鸡群中发现脚气病；1897证明该病由白米饲喂有关，将米糠加入即可治愈。1906年，英国hopkins,大鼠饲喂纯化饲料不能存活，加入及微量牛奶后可正常生长。1913年，美国生化学家Mendal和Osborni,McCollum和Davis发现VA、VB,随后其他维生素相继发现。,一、维生素概述,2,人类对维生素的认识始于3000多年前。当时古埃及人发现夜盲症可以被一些食物治愈，虽然他们并不清楚食物中什么物质起了医疗作用，但这是人类对维生素最朦胧的认识。,维生素的发现,3,1519年，葡萄牙航海家麦哲伦率领的远洋船队从南美洲东岸向太平洋进发。三个月后，有的船员牙床破了，有的船员流鼻血，有的船员浑身无力，待船到达目的地时，原来的200多人，活下来的只有35人，人们对此找不出原因。1734年，在开往格陵兰的海船上，有一个船员得了严重的坏血病，当时这种病无法医治，其他船员只好把他抛弃在一个荒岛上。待他苏醒过来，用野草充饥，几天后他的坏血病竟不治而愈了。诸如此类的坏血病，曾夺去了几十万英国水手的生命。1747年英国海军军医林德总结了前人的经验，建议海军和远征船队的船员在远航时要多吃些柠檬，他的意建被采纳，从此未曾发生过坏血病。但那时还不知柠檬中的什么物质对坏血病有抵抗作用。,维生素的发现,4,1912年，波兰科学家丰克，经过千百次的试验，终于从米糠中提取出一种能够治疗脚气病的白色物质。这种物质被丰克称为 维持生命的营养素，简称Vitamin(维他命），也称维生素,维生素的发现,5,1886年，年轻的荷兰军医艾克曼(Christian Eijkman，1858-1930)在荷属东印度研究亚洲普遍流行的脚气病，最初企图找出引起该病的细菌，但是没有成功本来不是细菌引起的疾病，又怎么可能成功呢？1890年，在他的实验鸡群中爆发了神经性皮炎，表现与脚气病极为类似。直到1907年，艾克曼经过专心研究，才终于查明，脚气病起因于白米。鸡吃白米得了脚气病，将丢弃的米糠放回饲料中即可治愈。他自己也开始改吃糙米，于是感染的脚气病随后也好了。艾克曼于是推测白米中含有一种毒素，而米糠中则含有一种解毒的物质。荷兰的格林却不这样认为，而是从另一个角度推测：白米中缺少一种关键的成分，而这种成分就在米糠里。事实证明，格林的推测是正确的，白米中缺少的正是维生素。,维生素的发现,6,1906年，英国生物化学家霍普金斯(Frederick Hopkins)用纯化后的饲料喂食老鼠，饲料中含有蛋白质、脂类、糖类和矿物质微量元素，然而老鼠依然不能存活；而向纯化后的饲料中加入哪怕只有微量的牛奶后，老鼠就可以正常生长了。从而证明食物中除了蛋白、糖类、脂类、微量元素和水等营养物质外还存在一种必需的“辅助因子”。1911年，波兰化学家Casimir Funk发现糙米中能够防治脚气病的物质(维生素B1)是一种胺(一类含氮化合物)。因此Funk提议将这种化合物叫做Vitamine，意为“Vital amine”，中文意思就是“致命的胺”，极言它的重要性。这个名词迅速被普遍应用于所有的这种“辅助因子”。然而随后发现，许多其它的维生素并不含有“胺”结构，但是由于Funk的叫法已经广泛采用，所以这种叫法并没有废弃，而仅仅将amine的最后一个“e”去掉，成为了“vitamin”(维生素，音译为“维他命”)。,维生素的发现,7,1912年，霍普金斯(Hopkins)和Funk推出维生素缺乏假说，推测人体系统中如果缺乏特定的足够量的维生素，将会引起特定的疾病。在19世纪初，通过提供缺乏特定成分的食物给实验动物食用的方法，科学家们成功的将各种如今大家熟知的维生素分离并且鉴别了出来。,维生素的发现,8,（一）维生素的发现 (1906年英国),牛奶中存在需要量极少，但生存必需的食物辅助因子维生素,动物合成某些维生素的功能退化，必须依靠植物和微生物提供，一旦缺乏：病/死,说明？,9,（二）维生素的概念维生素(vitamin) 人类必需的一类营养素 是维持机体正常生理功能所必需、机体 自身又不能合成或合成量不足，必需靠 外界供给的一类微量低分子有机化合物。不是能量物质，也不是结构物质，可调节物质代谢和维持生理功能。,10,（三） 维生素的分类,依据溶解性分为： 水溶性： VB族、VC 脂溶性： VA 、 VD、 VE、 VK功能：水溶性V辅酶， 参与酶催化反应中底物基团的转移脂溶性V调控某些生物机能,11,二、水溶性维生素,（一） VB1( 硫胺素） 化学结构 嘧啶环 + 噻唑环,12,VB1( 硫胺素）（存在形式：TPP（硫胺素）,由ATP提供,13,功能,14,缺乏病：脚气病 消化不良（抑制胆碱酯酶）多存在于种皮、瘦肉、白菜中VB1在酸性溶液中稳定，耐热，在pH3.5以下，120不被破坏。,15,VB2,H,化学结构,二甲基异咯嗪,？键相连,核苷键,VB2,（二） VB2（核黄素）,功能：脱氢酶辅酶，传递H,存在形式黄素单核苷酸 FMN 黄素腺嘌呤 二核苷酸 FAD,16,缺乏病舌炎、眼球充血等症状,补充物牛奶、蔬菜广泛存在，酵母、肝、肾、蛋、奶、大豆中丰富,17,(三) 泛酸/遍多酸(VB3),化学结构,泛解酸,丙氨酸,存在方式辅酶A（CoASH）,3,5,巯基乙胺,酰胺键,磷酸二酯键,泛酸,3，3-二甲基- 2、4-二羟基丁酸,VB3,3.5-ADP,18,功能酰基转移酶辅酶，传递酰基在脂类与糖类代谢中起重要的作用,H2O,脂酰CoA,19,广泛存在，蜂王浆中含量最多。辅酶A广泛被用作各种疾病的重要辅助药物。,20,（四） VPP（烟酰胺/尼克酰胺）,存在方式,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶I） NAD+,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 （辅酶）NADP+,21,功能：脱氢酶辅酶 ，传递H,酶活性中心,底物,可自身合成，不缺乏,22,（五） VB6,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),(P449),23,（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,24,25,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。,分布广泛，食物中富含，肠道细菌可以合成供人体需要。,26,（六）生物素（VB7 ）,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)4COOH,C5酸根部分,生物素（biotin）,尿素环上的一个N可与CO2结合,27,生物素是细长针状的晶体，熔点232，耐热和酸碱，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。,28,（七）VB11（叶酸造血维生素）,化学结构,2-氨基-4-羟基-6-亚甲基蝶呤,对氨基苯甲酸,谷氨酸,叶酸蝶酰谷氨酸,29,存在形式四氢叶酸（辅酶F、CoF）,F4，THF,30,含一个碳原子的基团,功能：一碳单位脱除酶的辅酶 传递一碳基团,31,叶酸参与嘌呤、嘧啶的合成，间接影响蛋白质合成。磺胺类药物可竞争性地抑制细菌叶酸的合成，导致繁殖中断。,32,（八 ） VB12及其辅酶,维生素B12是含钴的化合物，又称钴胺素(cyanocobalamine),33,氰钴胺素,咕啉环,二甲基苯并咪唑核苷酸,5脱氧腺苷,5脱氧腺苷钴胺素,甲基钴胺素,34,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。,35,4. 髓磷脂的生物合成减少，损害神经系统,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，导致恶性贫血。,36,（九）硫辛酸,辛：八 H2C-CH2-HC（CH2）4 COOH | | SH SH,37,功能：1.抗坏血病（保护细胞膜） 2.氢传递体 3.脯氨酸羟基化酶的辅酶 4.酶的激活剂,？如何传递,（十） VC（抗坏血酸） -只能通过食物获取,38,三、脂溶性维生素,（一） VA（视黄醇）动物饮食中吸收，或植物中的-胡萝卜素转化而来化学结构： 不饱和一元醇 (脂类中萜类衍生物）,VA1 VA2,（化学组成）3甲基环己(二)烯+2甲基-壬-四烯醇,39,弱光,存在形式： 视紫红质（含视黄醛的糖蛋白）,棒状细胞细胞膜上视紫红质的电脑模拟图,功能：暗视野下感光,视紫红质,全反式视黄醛,全反型维生素A,11-顺型视黄醛,视蛋白,暗处,E2 视黄醛异构酶,缺乏：夜盲症、 影响发育等,E1 醇脱氢酶,40,（二） VD -固醇衍生物,人体皮肤中的7-脱氢胆固醇,VD3,功能： 1.促进Ca2+在骨骼中沉积,VD,41,缺乏：佝偻病、严重蛀牙、软骨病、老年 性骨质疏松症,多喝奶制品！,2.帮助吸收VA烟雾会遮断制造VD的太阳光； 强