5.维生素与辅酶ppt课件

维生素与辅酶 维生素是维持正常代谢所必须的微量有机分子，许 多维生素的生物功能是通过组成辅酶调节物质代谢。 学习本节内容要求: 1. 了解维生素的概念和类别。 2. 重点掌握维生素参加组成的重要辅酶的名称、代 号和功能，以及辅酶与维生素的关系。 3. 掌握缺乏维生素时所引起的缺乏症。 学习指导 维生素概述 维生素是指一类维持细胞正常功能所必 需的，但在动物体内不能自身合成或合成不 足，而必须由饲料（食物）供给的小分子有 机化合物。如果缺乏会患特异缺乏症，它不 作为能量物质，也不能作为机体的构成物质 。 Vit 特点 对维持机体的正常生长、发育、繁殖是必需的。 作为酶的辅酶或辅基的组分。 机体需要微量，供应不足时，将出现代谢障碍和 特定的临床症状。 机体不能合成或合成量不足，必须从饲料（食物 ）中摄取，肠道微生物也可以合成一部分。 在机体内有一定的储备，缺乏症出现的时间与储 量及需要量有关。 维生素可按其溶解性的不同分为脂溶性维 生素和水溶性维生素两大类。 脂溶性维生素有VitA、VitD、VitE和VitK四 种。水溶性维生素有VitB1,.VitB2，VitPP， VitB6，VitB12，VitC，泛酸，生物素，叶酸等。 维生素分类 第一节 水溶性维生素 一、 硫胺素VB1 二、 核黄素VB2 三、 维生素B3 四、 维生素B5 五、 维生素B6 六、 叶酸 七、 维生素B12 八、 硫辛酸 九、 辅酶Q(CoQ) 十、 维生素C VitB1的盐酸盐为无色结晶，溶于水， 对石蕊试纸呈酸性反应。在酸性溶液中稳 定，在中性及碱性溶液中易被氧化，在碱性 溶液中不耐高热。 硫胺素与焦磷酸硫胺素的结构 硫胺素焦磷酸 焦磷酸硫胺素 1.活性辅酶形式 Vit B1在一切活体组织（主要是肝脏）中,可经硫胺素 激酶催化与ATP作用转化成焦磷酸硫胺素（TPP）， TPP是它的活性辅酶形式。 生理功能 TPP是脱羧酶、丙酮酸脱氢酶系（丙酮酸脱氢酶复合 体）和-酮戊二酸脱氢酶系（ -酮戊二酸脱氢酶复合 体）的辅酶。 & 多数天然食物中均含有VB1，瘦肉、心脏、肝脏、脑、酵母 、蛋类、绿色蔬菜、全谷类、坚果及豆科植物的含量较为丰 富。动物主要来自谷类及青草饲料。 & 由于VB1分子中噻唑环和嘧啶环之间的化学键作用很弱，因 此很易破坏。收获、加工、烹调和贮藏都可造成其损失。如 精制稻米和谷类粉由于过渡的碾磨，而使其中的VB1损失殆 尽。干燥、高温、碱也能引起VB1的大量损失。 & 某些食物中含有抗VB1因子。如某些生鱼或海产品，特别是 鲤鱼、鲱鱼、虾中含有硫胺化酶，能裂解VB1分子。 2.来源 3. 缺乏症 临床上出现脚气病或多发性神经炎，肢 端疲劳、疼痛和功能性损伤。 1933年Kuhn从牛奶中分离出，其水溶液具有黄绿色 荧光，1935年Kuhn和Karrer同时分别合成了该维生 素，称为核黄素。 核黄素(维生素B2)由核糖醇和二甲基异咯嗪两部分 组成。 二、 核黄素VB2 1.活性辅酶形式 2.生理功能 3.来源 4.缺乏症 桔黄色针状晶体、味苦、微溶于水，易 溶于碱性溶液，呈黄绿荧光。在565nm、 pH48荧光最大。在酸性及碱性溶液中见光 易分解。 1.结构与活性辅酶形式 有两种氧化还原辅酶形式，即黄素单核苷 酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD ） 2. FMN和FAD生理功能 VitB2具有氧化还原性，酶蛋白与FMN或FAD结 合后统称为黄素酶（黄酶），催化脱氢氧化 反应，其辅基FMN或FAD在酶促反应中作为递 氢体，参与多种氧化还原反应。 FMN 和 FAD 分别作为各种黄素酶的辅酶或辅基。黄素酶 是一种氧化还原酶。作用部位在异咯嗪环的N1 和 N10之间有一 对活泼的共轭双键，很易发生可逆的加氢或脱氢反应，因此， 在氧化反应中，FMN和FAD起递氢体的作用。 FMN和FAD的递氢部位 3.核黄素的来源 乳、肝、肾、蛋黄，大豆、米糖、水果和绿色蔬 菜，肠道微生物可以合成一部分，动物主要从青 草饲料和添加剂中获得。 加工、烹饪和储藏食物过程中VB2有不同程度的 损失。精米中大部分丢失。VB2对光十分敏感， 牛奶中的损失大多是由于光照造成的，因此宜用 深色玻璃瓶来盛装牛奶。由于VB2在碱性溶液中 加热极易破坏，因而在加工时应避免使用小苏打 等碱性物质。 VB2缺乏：口角炎、唇炎、舌炎、阴囊炎、脂溢性 皮炎等。 缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。猪被毛倒 竖，禽类爪弯曲。 4. 缺乏症 三、 维生素B3 泛酸，又称遍多酸，曾被称为VB3，1919年发现。泛 酸广泛存在于各种食物中，故命名为 “pantothenic acid”意为“无所不在”。 泛酸是由,-二羟基-,二甲基丁酸与-丙氨 酸经肽键连接而成，分子中有酰胺键。 人类食物中广泛存在泛酸，所以缺乏症很少发 生。食物加工、烹饪中损失明显。 . 泛酸与CoA的结构 ,-二羟基-,二甲基丁酸与-丙氨酸经肽键连接（红） 泛酸（遍多酸）在体内参与构成辅酶A（CoA ），后者的结构成分为3-磷酸腺苷-5-焦磷酸 -泛酸-巯基乙胺。 CoA是酰化酶的辅酶，其中的巯基可与酰基以 高能硫酯键结合，在糖、脂、蛋白质代谢中起传 递酰基的作用。 1. 活性形式 CoASH 四、维生素B5 名称，曾用名为抗癞皮病维生素和维生素PP，称烟酸、烟酰胺 、或尼克酸和尼可酰胺，为吡啶类衍生物。 1.活性辅酶形式 2.生理功能 3.缺乏症及来源 1. 活性辅酶形式 两种氧化还原辅酶形式：尼克酰胺腺嘌呤二 核苷酸（NAD+）（又称辅酶I，CoI）和尼克 酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）（又称 辅酶II，CoII）。 Vpp：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+） 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+） OH若为 OPO32-,则 为NADP+ 在体内，由尼克酰胺参与构成的两种辅酶 均有氧化型（NAD+，NADP+）和还原型（ NADH+H+，NADPH+H+）两种形式。它们 作为多种脱氢酶的辅酶，在酶促反应中起递 氢体的作用。 2.生理功能 以NAD为辅酶的脱氢酶类主要参与呼吸作用， 即参与从底物到氧的电子传递作用的中间环节； 而以NADP为辅酶的脱氢酶类，主要将分解代谢 中间物上的电子转移到生物合成反应中所需要电 子的中间物上。 3. 缺乏症及来源 动物肝脏、瘦肉、豆类及花生中含有丰富的烟酸。 人体缺乏烟酸易引起癞皮病。其典型症状是皮炎、 腹泻和痴呆。 顿顿吃玉米 六旬老妇成“黑人” 原来她患上了烟酸缺乏症，营养全面一 些可以改善症状 近日，东南大学附属中大医院皮肤科连 续接诊了两位皮肤变黑的老太太，一个吃 玉米，一个喝草药，都把自己变成了黑皮 肤。 玉米是健康食品没错，但是如果长期就吃玉米一种食 物，那这个健康食品就成了健康杀手了。 中大医院皮肤科主任医师王飞介绍，这名患者是一名 六旬老妇，家住农村，平时舍不得吃，主要的食物就是玉 米，很少吃素菜和肉类。 现在条件好了，她也改不了这个习惯。3年前，这名 患者开始双脚皮肤增厚，出现红斑，随之形成水疱，然后 就脱屑，特别是暴露在阳光下的部位色素加深。 来中大医院就诊时，医生发现患者的双臂、双手和小 腿及双脚的皮肤明显发，黑，而且皮肤发糙，不断有白色 皮屑脱落，且病人神志恍惚、反应迟钝。医生经细致检查 ，诊断为烟酸缺乏症。 专家指出，烟酸缺乏症是指体内烟酸和 色氨酸同时缺乏所引起的一种疾病。该名 患者长期单一食用玉米，但是玉米中含有 的结合型烟酸不能被肠道吸收，且玉米蛋 白还缺少色氨酸，造成烟酸进一步缺乏， 从而出现一系列不适症状，如皮肤发黑、 糙皮症等。烟酸缺乏症若不及时治疗，死 亡率高达15%-50%，会死于严重腹泻、外 周循环或全身衰竭。 专家提醒说，烟酸主要存在于肉类、肝 、奶类、豆类、谷类和蔬菜等动、植物食 品中。饮食要科学合理，营养全面，一旦 发生四肢裸露皮肤变黑，皮损表现，要及 时到正规医院就诊。该病只要通过补充富 含烟酸和色氨酸的食物，避免日晒，是可 以得到有效改善的。 喝草药,八旬老太太变“黑人” 一位八旬老太太因为相信江湖郎中的祖传秘方，喝了 一个多月的草药，全身皮肤发黑。该患者近日到东南大学 附属中大医院皮肤科就诊，发现皮肤变黑的原因是由于阳 光与光感物质在她皮肤上发生了光毒反应，而这种光感物 质就是她一直喝的草药。 据该院皮肤科王飞主任医师介绍，这个老太太已85岁 了，前段时间总是牙疼，老人不愿意去医院，就去问了一 位江湖郎中。江湖郎中自称有祖传秘方，喝了立即见效， 但要喝两个月。老太太喝了三周后，不仅不见好，而且食 欲变差。家人发现老太太全身皮肤变得越来越黑，到医院 检查后发现，是由于日晒光照和体内的光感物质直接作用 而引起的光毒反应。 专家指出，由于该患者的草药中含有光感物质，皮肤 吸收光感物质后，在日光的光毒作用下，一个月时间就换 了色。 五、 维生素B6 VB6包括三种吡啶衍生物，包括吡哆醇、吡哆醛和 吡哆胺 1. 活性辅酶形式 2. 生理功能 3. 来源 4. 缺乏症 无色晶体，易溶于水和酒精。在酸液中稳 定，在碱液中易被破坏，易光解。 在动物组织中吡哆醇，吡哆醛，吡哆胺各自可 磷酸化为的磷酸化合物，而活性形式为磷酸吡哆醛 和磷酸吡哆胺。 吡哆醇，吡哆醛，吡哆胺及各自的磷酸化合物在 体内的转化关系。 1.活性辅酶形式 n 主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。 2.生理功能 （1）磷酸吡哆醛是转氨酶的辅酶，转氨酶 通过磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互转换， 起转移氨基的作用； （2）磷酸吡哆醛是氨基酸脱羧酶的辅酶。 3.来源 酵母、肝脏、肉、鱼、谷粒、坚果。动物 主要以谷类和禾本科植物供给，肠道微生 物也可合成一部分。 服用异烟肼治疗结核病的过程中易出现VB6 缺乏。另外可用VB6来治疗妊娠呕吐。 4. 缺乏症 1贫血 2中枢神经系统障碍，惊厥或抽搐 l 在菠菜中发现，广泛存在 于各种绿叶蔬菜中，1941 年Mitchell将之称为叶酸 。 l 由喋啶、对氨基苯甲酸与L -谷氨酸连接，所以又称喋 酰谷氨酸（PGA） 1.活性形式 2.缺乏症与来源 六、叶酸 1931年，英国生理学家露西威尔斯在 印度做研究时发现当地贫穷妇女怀孕时容 易得一种恶性贫血症，在酵母菌中有一种 营养因子可以预防和治疗这种疾病。这种 因子起初被叫做“威尔斯因子”。10年后， 它首次被从菠菜叶子中分离了出来，因此 被定名为叶酸。 后来让叶酸名声大振的是一种叫神经管 缺陷的出生缺陷。人类胚胎在第3周时，出 现了一个叫神经板的区域，它的中间部分 下陷，边缘隆起，形成神经褶。两侧神经 褶逐渐向内侧合拢，到第27天左右，闭合 形成神经管。神经管以后分化成脑和脊髓 。 如果神经管没有闭合，就出现了神经管 缺陷。这是最严重也最常见的出生缺陷之 一，每1000名新生儿中，就有12个有神经 管缺陷:有的是大脑没有发育好，这种畸形 几乎无一例存活；更多的是脊柱骨没有发 育好，脊髓突出或暴露在外面，叫脊柱裂 。脊柱裂会出现瘫痪、大小便失禁、智力 障碍等症状。 人类早在1945年就成功合成了叶酸。合成的 叶酸极其稳定，可以储存几年都不丧失活性，而 且几乎能100被人体吸收。服用叶酸制剂比靠 膳食补充叶酸要可靠得多。虽然医生一般都会建 议孕妇服用叶酸制剂，但是神经管缺陷是在怀孕 的第一个月发生的，这时候孕妇都还不知道自己 已怀孕，等到发现怀孕再补充叶酸就来不及了。 为了避免这种情况，怀孕前就应该补充叶酸，但 是有大约一半的怀孕是计划外的，为保险起见， 所有育龄妇女都应该每天补充叶酸制剂。 但是并不是每个育龄妇女都知道叶酸的重要性 ，即使知道了也只有少数人能每天坚持服用叶酸 制剂。在食品中添加叶酸，让所有人“强补叶酸” 才是最彻底的办法。美国食品药品管理局在1996 年作出决定，强制要求自1998年1月起粮食制品 添加一定量的合成叶酸。根据添加量估计，每个 美国人每天因此额外补充大约200微克的叶酸， 再加上从其他食物摄入的叶酸，基本可以满足孕 妇身体对叶酸的要求。效果非常明显，在强制添 加叶酸实施一年后，美国神经管缺陷发生率降低 了26。加拿大也在1998年采取同样措施，效果 更明显，神经管缺陷发生率降低了46。 叶酸结构 叶酸的5,6,7,8位置在NADPH存在下，可被还原成 四氢叶酸（FH4 or THFA）。 四氢叶酸是体内一碳单位基团转移酶系统中的辅 酶，其N5和N10原子与一碳单位基团结合，作为它 们的载体，与嘌呤和嘧啶的合成有关。 1. 活性形式-四氢叶酸 四氢叶酸(FH4或THFA) n四氢叶酸是合成酶的辅酶，其前体是叶酸( 维生素 B11)。 n四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如-CH3, -CH2-, - CHO 等的载体，参与多种生物合成过程。 消化系统功能障碍 巨红细胞贫血 胎儿神经管畸形 绿叶、肝、肾、菜花、酵母、牛肉，青草，肠道微 生物也能合成一部分 不同食物中叶酸的利用率不同。香蕉最高达82%。 高温、长时间烹饪会造成叶酸的大量损失 2. 缺乏症与来源 北京大学医学部一位副教授因为在他家门口见 到中国政府出资免费补叶酸的广告，便在网上发了 篇文章质疑有关部门“强补叶酸”的做法。据他说， 大多数人已经从食物中得到了充足的叶酸，而高叶 酸可能促进癌细胞的生长，导致肿瘤发病的增加。 他因此义愤填膺地说:“难道我们的国家真的富到了 可以乱花钱，让大家得病的地步了吗？” 实际上，中国现在还只是在推荐补叶酸，并没有 强补叶酸。美国才是强补叶酸，在这位医学部副教 授看来，这简直是在投毒。 全民强补叶酸有可能使某些人的叶酸摄 入量过高，但是说高叶酸会导致肿瘤发病 率增加则是危言耸听。目前没有发现叶酸 摄入过高有什么副作用。 七、 维生素B12 Vit B12分子中含金属元素钴，故又称为钴胺素。 Vit B12在体内有多种活性形式。氰钴胺素、5- 脱氧腺苷钴胺素、甲基钴胺素。其中，5-脱氧腺苷 钴胺素、甲基钴胺素是辅酶的主要形式，则是甲基转 移酶的辅酶， 深红色晶体。熔点甚高，溶于水，乙醇、丙酮，不 溶于氯仿。较稳定。 1.结构 氰钴胺素、5-脱氧腺苷钴胺素、甲基钴胺素 2. 缺乏症与来源 缺乏症 恶性贫血，影响红细胞的成熟 来源 肝脏，奶，肉，蛋，心，肾，植物不含VitB12， 自然界中只有微生物才能合成VitB12。 VitB12的吸收需要胃粘膜合成的一种特殊蛋白 内因子的协助，因此患胃病会妨碍它的吸收。 八、硫辛酸 传递氢原子. 九、辅酶Q(CoQ) 辅酶Q又称为泛醌，广泛存在与动物和细菌的线粒体中， 其结构为： n辅酶Q的活性部分是它的醌环结构，主要功能是作为线粒 体呼吸链氧化-还原酶的辅酶，在酶与底物分子之间传递电 子。 十. 维生素C 又称抗坏血酸，是酸性已糖衍生物，是烯 醇式的己糖内酯，有D-、L-两种异构体， 只有L-型有生理功能，还原型生物活性 。 无色晶体，熔点190-192，味酸，溶于 水和乙醇，不耐热，易被光及空气氧化。 1. 结构 还原型氧化型 2. 功能 作为羟化酶的辅酶 对生物氢化有重要作用 促进各种支持组织及细胞间粘着 有抗氧化作用 增强机体抗病力及解毒力 3.缺乏症与来源 缺乏症 毛细血管脆性增大，患坏血病，牙龈出等 来源 新鲜水果（橙类，橘子等）， 蔬菜，番茄 等，动物主要来自青贮 第二节 脂溶性维生素 维生素A,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶于水 ，在食物中通常与脂肪一起存在，吸收它 们，需要脂肪和胆汁酸。 一、 维生素A 维生素A指视黄醇,包括A1 和A2，有醇和醛两 种形式，通常以视黄醇酯的形式存在，视黄 醇与视黄醛之间可以相互转变。视黄醛能被 氧化为视黄酸，并排出体外。 Vit A1、A2为含-白芷酮环的不饱和一元醇，环的 支链由2个异戊二烯和一个甲醇基所组成，是一个C9的 一元不饱和醇。 Vit A2 是Vit A1 的3，4-脱氢衍生物，区别是VitA2 在白芷酮环内C-3、C-4之间多一个双键。 1. 结构 2. 维生素A原及转变 -胡萝卜素是 VitA2的前体，故称VitA原。其结 构中含有两个白芷酮环和一个C18不饱和支链。它 在小肠粘膜中由-胡萝卜素-15，15-二加氧酶催 化，断裂为两分子的视黄醛，然后再还原为视黄醇 ，但-胡萝卜素在体内利用率很低。 维生素A原还有-胡萝卜素、-胡萝卜素、类胡 萝卜素，玉米黄素等。 3. 功能 维持上皮组织的健康及正常视觉 VitA与上皮组织结构的关系是维持上皮组 织结构完整的必需因素，有预防眼结膜、泪腺 、鼻腔、汗腺黏膜变质、干燥及角质化的功能 VitA与正常视觉关系合成视紫红质的原料 促进生长发育 VitA与正常视觉关系 4. 来源与缺乏症 来源 VitA-存在于动物性食物中，鱼肝油含量较多 VitA1咸水鱼肝脏含 A1；Vit A2淡水鱼肝脏 植物性食物中不含VitA，仅含-胡萝卜素和其他 维生素原。 动物主要由青贮中摄取类胡萝卜素、玉米黄素等。 缺乏症 引起视觉障碍，患夜盲症 粘膜角质化，患干眼病，生殖障碍 二、维生素D VitD又称抗软骨病维生素，包括D2、D3、D4、 D5，是环戊烷多羟菲的衍生物，其中D2,D3活 性最高。 1. 维生素D原 动植物组织含有可以转化为VitD的固醇类 物质，称为维生素D原，在紫外线照射下可 转化为维生素D。 2.维生素D的结构 在生物体内，D2和D3本身 不具有生物活性。