医学ppt课件维生素与辅酶（65p）

第 十一章 维生素与辅酶 Vitamin & coenzyme 主要内容 维生素概论 脂溶性维生素 水溶性维生素 11.1、维生素概论 1、维生素的概念 维生素是一类参与生物生长发育和代谢 所必需的一类微量有机物质。每日需要量极 少，绝大部分维生素是作为酶的辅酶或辅基 成分参与物质代谢过程，机体缺乏维生素时 会发生代谢障碍，引起不同的疾病。 11.1、维生素概论 2、维生素的分类 脂溶性维生素： VA、 VD、 VE、 VK 水溶性维生素： VB 族（ VB1、 VB2、 VB12、 VB6 等） VC 11.2、脂溶性维生素 1、维生素 A 维生素 A又名视黄醇（ retinol）， 有二 种形式， VA2的生理活性仅为 VA1的一半 。 维生素 A1 维生素 A2 11.2、脂溶性维生素 1、维生素 A 维生素 A仅存在于动物中，但植物中的 -胡萝卜素 可转化为 VA， 因此称为 VA原，但仅相当于 1/6VA的活性 。 11.2、脂溶性维生素 1、维生素 A 维生素 A是构成视觉细胞内感光物质的成分， 当 VA不足时暗适应能力下降，严重时可导致夜盲症 。 棒状细胞细 胞膜上视紫 红质的电脑 模拟图 视紫红质（视黄 醛 +视蛋白） 视黄醛视黄醛 9 11 弱光视紫红质 全反式 视黄醛 11-顺型 视黄醛 视蛋白视蛋白暗 处 E2 E2 视黄醛异构酶 全反型维生素 A NADH+E1 11-顺型维生素 A NADH+E1 E1 醇脱氢酶 11.2、脂溶性维生素 1、维生素 A 维生素 A也在刺激组织生长和分化中起重要作用（ 即生长发育），对保持上皮细胞的湿润中起重要作用。 缺乏 VA： 上皮组织 缺乏 VA： 眼睛 11.2、脂溶性维生素 1、维生素 A 维生素 A主要 存于动物性食 物中，但有色 植物中的 -胡 萝卜素即 VA 原含量丰富。 11.2、脂溶性维生素 2、维生素 D 维生素 D为类甾醇衍生物，具有抗佝偻病作用。 VD家族中最重要的是麦角钙化醇（ VD2） 和胆钙化 醇 (VD3)。 胆钙化醇是由动物的皮肤通过紫外线作用 由其前体 7-脱氢胆甾醇 产生。 11.2、脂溶性维生素 人体皮肤中的 7-脱氢胆固醇 VD 紫外线 230300nm 11.2、脂溶性维生素 2、维生素 D VD主要生理功能是促进钙 磷的吸收，有利于新 骨的生 成与钙化 。 主要是 1， 25-二 羟胆钙化醇通过降钙素和甲 状旁腺素行使调节钙和磷在 体内的平衡。 VD主要存在于肝、奶、蛋黄中 。 儿童缺乏 VD患佝偻病 成人患骨质疏松病 11.2、脂溶性维生素 3、维生素 E 维生素 E为苯骈二氢吡喃衍生物，与生育有关 ，故称生育酚。天然的 VE共有八种，其中 -生育 酚的生理活性最强，但抗氧化能力却最弱。 11.2、脂溶性维生素 3、维生素 E 其它主要生理功能： 抗氧化作用 ：清除自由基保护膜结构；与硒协同 通过 GSH.过氧化酶发挥抗氧化作用等。 促进血红素的合成 ：能提高血红素合成过程中的 关键酶 -氨基 -酮戊酸（ ALA） 合成酶和 ALA脱水 酶的活性，从而促进血红素的合成。延长红细胞的 寿命。 11.2、脂溶性维生素 4、维生素 K 有促进凝血功能，故称凝血维生素。天然的有 K1和 K2二种。 K1在绿色植物及动物肝脏中含量丰富， K2是 人体肠道细菌的代谢产物。 VK主要生理功能是促进肝 脏合成凝血酶原（即凝血因子 II）。 11.2、脂溶性维生素 4、维生素 K 血液凝固关键是凝血酶原变 成凝血酶，而这需要 Ca2+的 参与，而结合 Ca2+则必需肽 链上要有 -羧基谷氨酸结构。 VK是蛋白质中谷氨酰羧化 的辅助因子。 11.2、脂溶性维生素 4、维生素 K 一般情况下人体不会缺乏 VK， 因为它在绿 色植物中分布很广，且人体肠道细菌能合成 。但过量使用抗生素可能会导致人体缺乏 VK ， 引起血液凝固时间延长，脂肪吸收困难等 症状。 11.3、水溶性维生素 1、维生素 B1 VB1又称硫胺素，由一个噻唑环和嘧啶环组 成。在生物体内主要以焦磷酸硫胺素（ TPP） 形式存在。 11.3、水溶性维生素 1、维生素 B1 TPP是涉及到糖代谢中羰基碳（醛和酮） 合成与裂解反应的辅酶。特别是 -酮酸的脱 羧和 -羟酮的形成与裂解都依赖于 TPP。 + TPP参与的脱羧酶 反应机理 11.3、水溶性维生素 1、维生素 B1 11.3、水溶性维生素 1、维生素 B1 VB1和糖代谢关系密切，当缺乏时糖代谢受阻， 丙酮酸积累，使病人的血、尿和脑组织中丙酮酸 含量增多，出现多发性神经炎、皮肤麻木、心力 衰竭、肌肉萎缩、下肢浮肿等症状，临床上称为 “ 脚气病 ”。 VB1还可抑制胆碱酯酶的活性。 VB1主要存在于种子外皮及胚芽中，在酸性中稳 定，中性或碱性中易被破坏。 11.3、水溶性维生素 2、维生素 PP VPP包括烟酰胺和烟酸二种，均是吡啶衍生物 。 烟碱 (尼古丁 ) 11.3、水溶性维生素 2、维生素 PP 烟酰胺在体内与核糖、磷酸、腺嘌呤组成 脱氢酶 的辅酶，起传递 H的作用，主要是烟酰胺腺嘌呤二核 苷酸（ NAD， 辅酶 I ） 和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷 酸（ NADP， 辅酶 II ） 。 氧化型 还原型 11.3、水溶性维生素 2、维生素 PP NAD+ 磷酸 NADP+NMP AMP O 烟酰胺辅酶的结构 和氧化还原状态 11.3、水溶性维生素 2、维生素 PP NAD+或 NADP+参加 二个电子的转移反应 11.3、水溶性维生素 在脱氢酶活性中心辅助 H的转移 脱氢酶脱氢酶 活性 中心 底物 NAD(P)+ 11.3、水溶性维生素 3、维生素 B2 VB2又称核黄素，是核醇与 7， 8-二甲基异咯嗪 的缩合物。 在生物体内的氧化还原过程中起传递 H的作用 。在体内主要以 黄素单核苷酸（ FMN） 和黄素腺嘌呤二核苷酸（ FAD） 形式存在，与生 物体内一些氧化还原蛋白（黄素蛋白）结合牢固 ，是其辅基。 11.3、水溶性维生素 3、维生素 B2 接受 H 氧化型 半醌型 还原型 半醌负离子 氧化态 还原态 FMN + 2e + 2H+ FMNH2 FAD + 2e + 2H+ FADH2 缺乏病缺乏病 舌炎、舌炎、 眼球充血等症状眼球充血等症状 补充物 牛奶、蔬菜 11.3、水溶性维生素 4、泛酸与辅酶 A 泛酸又名遍多酸，是由 -丙氨酸和 , -二羟基 , -二甲 基丁酸缩合而成的有机酸。 辅酶 A（ CoASH） 是泛酸的主 要活性形式，是由 3,5 -ADP以磷酸酐键连接 4-磷酸泛酰巯 基乙胺而成。泛酸的另一种活性形式是 酰基载体蛋白（ ACP） ， 它是 4-磷酸泛酰巯基乙胺以共价键与蛋白质丝氨 酸相连。 ACP与脂肪酸合成密切相关， CoASH则主要起传 递酰基作用，是各种酰化反应的辅酶。 11.3、水溶性维生素 辅酶 A的化学组成 3.5-ADP3 5 巯基乙胺 酰胺键 磷酸酯键 泛酸 4、泛酸与辅酶 A H2O 脂酰 CoA H+ 辅酶 A的 功能 水合反应 H2O 来源何处？ - 11.3、水溶性维生素 5、维生素 B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 VB6包括三种：吡哆醇、吡哆胺、吡哆醛，均属吡 啶类衍生物。在体内以磷酸酯形式存在，磷酸吡哆 醛和磷酸吡哆胺是其活性形式，是氨基酸代谢中多 种酶的辅酶，如转氨酶。 11.3、水溶性维生素 5、维生素 B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 吡哆醛 吡哆醇 吡哆胺 磷酸吡 哆醛 磷酸吡 哆胺 11.3、水溶性维生素 5、维生素 B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 磷酸吡哆醛（ PLP） 主要涉及的氨酸酸反应有： 转氨反应： 11.3、水溶性维生素 5、维生素 B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 磷酸吡哆醛（ PLP） 主要涉及的氨酸酸反应有： -脱羧反应： 11.3、水溶性维生素 5、维生素 B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 磷酸吡哆醛（ PLP） 主要涉及的氨酸酸反应有： -脱羧反应： 11.3、水溶性维生素 5、维生素 B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 磷酸吡哆醛（ PLP） 主要涉及的氨酸酸反应有 ： -消除反应： 11.3、水溶性维生素 5、维生素 B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 磷酸吡哆醛（ PLP） 主要涉及的氨酸酸反应有： -消除反应： 11.3、水溶性维生素 5、维生素 B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 磷酸吡哆醛（ PLP） 主要涉及的氨酸酸反应有： 消旋 反应和醛缩反应： 转醛亚胺 作用 -脱羧作用中间物 -脱羧作用中间物转氨 作用中间物-消除 作用中间物 -消除 消旋 羟醛 反应中间物 11.3、水溶性维生素 6、维生素 B12及其辅酶 VB12或称氰钴胺素，是唯一含金属元素的维生 素，在体内转变成二种辅酶形式： 5-脱氧腺苷钴 胺素和甲基钴胺素 。 VB12主要参与体内的三种反 应： 分子内重排、核苷酸还原成脱氧核苷酸、甲 基转移 。其中甲基转移是通过甲基钴胺素来完成 的。 11.3、水溶性维生素 6、维生素 B12及其辅酶 VB12的结构 VB12二种辅酶形式结构 11.3、水溶性维生素 6、维生素 B12及其辅酶 VB12的功能： 分子内重排 核苷酸还原 11.3、水溶性维生素 6、维生素 B12及其辅酶 VB12的功能： 甲基转移 11.3、水溶性维生素 6、维生素 B12及其辅酶 VB12参与 DNA的合成，对红细胞的成熟很重 要，当缺少 VB12时，巨红细胞中 DNA合成受阻 ，影响了细胞分裂分化成红细胞，引起恶性贫 血。 VB12广泛存在于动物性食物中，人和动物 的肠道细菌能合成，故一般不会缺乏。 11.3、水溶性维生素 7、生物素 VH 生物素又称 VH， 由噻吩环和尿素结合成的双环化 合物。其主要生物功能是在各种酶促羧化反应中作 为 活动羧基载体 。生物素作为辅基通过蛋白质的 Lys 的 - NH2共价连接到酶蛋白上。 11.3、水溶性维生素 7、生物素 VH 11.3、水溶性维生素 7、生物素 VH生物功能：依赖 ATP的羧化反 应的羧化酶辅基。 Lactate and Pyruvate Metabolism Acetyl-CoA Carboxylase Pyruvate Carboxylase 丙酮酸羧化酶 乙酰辅酶 A羧化酶 11.3、水溶性维生素 7、生物素 VH生物功能：依赖 ATP的羧化反应的羧化酶 辅基。 甲基巴豆酰 CoA羧化酶 Methylcrotonyl-CoA Carboxylase 甲基戊烯二酸单酰 CoA 11.3、水溶性维生素 7、生物素 生物素来源广泛，肝、肾、蛋黄、酵母、 蔬菜和谷物中均含有。肠道细菌也能合成供 人体需要，一般很少缺乏。但过量使用抗生 素也能会破坏肠道菌群，而引起生物素缺乏 。 11.3、水溶性维生素 8、叶酸和四氢叶酸 叶酸又称喋酰谷氨酸，由 2-氨基 -4-羟基 -6-甲基 喋啶、对氨基苯甲酸、 L-谷氨酸三部分组成。 11.3、水溶性维生素 8、叶酸和四氢叶酸 叶酸是除了 CO2以外所有氧化水平 一碳单位的 重要受体和供体 。四氢叶酸（ THF） 是叶酸的 活性辅酶形式，或称 CoF， 它是通过二氢叶酸 还原酶连续还原叶酸而成。 8、叶酸和四氢叶酸： THF携带的 C1基团 11.3、水溶性维生素 8、叶酸和四氢叶酸：脱氧胸苷一磷酸合成 11.3、水溶性维生素 8、叶酸和四氢叶酸： 由于叶酸与核酸合成相关，当缺乏时 DNA合成受抑 制，骨髓巨红细胞中 DNA合成减少，细胞分裂速率下 降，细胞体积较大，未成熟前便破裂造成贫血，称巨 红细胞性贫血。氨甲蝶呤及其类似物是二氢叶酸还原 酶的竞争性抑制剂，可以阻断肿瘤细胞中四氢叶酸的 合成，从而阻止肿瘤细胞核酸的合成，即肿瘤细胞不 能生长。但这类药物对正常细胞也有毒性，故只用于 短期治疗。人体肠道细菌也可合成叶酸，一般不会缺 乏。 11.3、水溶性维生素 9、硫辛酸： 硫辛酸是一个含有二个 SH基（还原态）或一个 S-S（ 氧化态 ）的八碳羧酸。它主要通过 Lys的 -NH2与酶分子以酰胺键相连 。 11.3、水溶性维生素 9、硫辛酸： 硫辛酸主要作为 酰基载体 ，参与糖代谢、 脂肪酸代谢等。 丙酮酸脱氢酶系 丙酮酸脱氢酶 二氢硫辛酸转乙酰酶 二氢硫辛酸脱氢酶 11.3、水溶性维生素 10、维生素 C VC又名抗坏血酸，是含 6个碳的多羟基酸性化 合物，其在生物体内主要作为 电子载体 起作用。 D-葡萄糖醛酸 L-葡萄糖酸 L-古洛内酯 L-古洛内酯氧 化酶 3-氧 -L-古洛内酯 L-抗坏血酸 1， 4内脂 14 还原 人、猴、豚 鼠体内缺乏 故只能通过食物获取