生物化学维生素ppt课件

第四章 维生素与辅酶 vitamin 学习要点 维生素的定义和特点 1 1 维生物的分类 2 2 脂溶性维生素 3 3 水溶性维生素 4 4 目的与要求 通过本章学习，要求掌握维生素的定 义,维生素A、D、E和K的生理功能和缺乏 病。B族维生素和维生素C的生理功能和缺 乏病。熟悉维生素缺乏与中毒。了解维生 素的分类与命名，维生素的需要量。 v 一、维生素概论 v 二、脂溶性维生素 v 三、水溶性维生素 v 四、作为辅酶的金属离子 （一）维生素的概念 维生素是参与生物生长发育和代谢必需的一类 微量有机物质。这类物质由于体内不能合成或合成量 不足，所以需要量虽少，每日mg以ug或计算，但必须 由食物提供。 维生素缺乏症 维生素的命名 维生素是按照发现的次 序来命名的。一般为维 生素+A或B等，再加 1.2.3等 机体缺乏维生素时，物 质代谢发生障碍，这种 由于维生素缺乏引起的 疾病称维生素缺乏症 维生素原： 本来不具有维生素活性,在体内可转化为维生 素的物质。 正常成年人对维生素的需求量 VA 0.81.6 mg VB1 12 mg VB2 12 mg 泛酸 35 mg VB6 23 mg VPP 1020 mg 生物素 0.2 mg 叶酸 0.4 mg VB12 26 g VD 1020 g VC 60100 g l 维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一类 小分子有机物质，不作为组织构成的原料,也不是供能 物质。 l 多数维生素作为辅酶和辅基的组成成分，参与体内 的物质代谢。 维生素的主要作用 缺乏原因：1.缺乏必要的科学营养 2.摄入量不足丢失增多 3.需要量增加 4.其他 动物- 由食物供给 植物- 自我合成 （二）维生素的发现 唐代孙思邈用肝治夜盲症，用谷皮治脚气病。 1897年荷兰医生C. Eijkman证明米糠可治脚气 病。 1906年英国的 F. G. Hopkins 发现大鼠喂饲纯化 饲料 （包括蛋白质、脂肪、糖类、和矿质）和水 ，就不能存活；添加微量牛奶就能正常生长。牛 奶中存在的营养辅助因素也就是维生素。 他们两人因发现维生素而获诺贝尔奖。 （三）维生素的分类与辅酶的关系 维生素 辅酶 功能 1. B1(硫胺素) TPP 醛基转移、 -酮酸脱羧 2. B2(核黄素 ) FMN、FAD 氧化还原反应、 氢转移 3. PP 尼克酸（酰胺） NAD+、NADP+ 氧化还原反应、 氢转移 4. 泛酸（遍多酸） CoASH 酰基转移 5. B6 吡哆醇（醛、酸） 磷酸吡哆醇（醛） 转氨、脱羧、消旋 6. 叶酸 FH4(THFA) 传递一碳基团 7. 生物素 羧化辅酶 8. C（抗坏血酸） 氧化还原作用 9. 硫辛酸 酰基转移、氧化还原反应 10. B12（氰钴氨素） 分子重排、甲基化 主要脂溶性维生素的辅酶形式及主要功能 维生素 辅酶 功能 缺乏症 1. 维生素A 1顺视黄醛 视循环 夜盲症 2. 维生素D ，二羟胆钙甾醇 调节钙、磷代谢 软骨病 佝偻病 3. 维生素E 保护膜脂质，抗氧化剂 4. 维生素K 参与氧化还原反应 羧化反应的辅助因子 二、脂溶性维生素 v （一）维生素 A v （二）维生素 D v （三）维生素 E v （四）维生素 K 均为异戊二烯衍生物。不溶于水，溶 于脂肪及脂溶剂。在食物中与脂肪共 存，伴随脂类的吸收而吸收。与脂蛋 白或特殊的结合蛋白结合被运输可在 体内储存，长期摄入过多会引起中毒 。 （一）维生素A（视黄醇） v维生素A分A1, A2两种，是不饱和一元 醇类。维生素A1又称为视黄醇，A2称为 脱氢视黄醇。其生理活性只有A1 的 50%。 v维生素A原：-胡萝卜素 结构 视紫红质蛋白 光敏感蛋白视紫红质 视蛋白骨架 功能 1.组成视觉细胞内的感光物质视紫红质 2.维持上皮细胞完整 3.促进生长发育。 4.抑制癌变 来源和缺乏症 Al存在于哺乳类动物和海水鱼的肝中 ；A2主要存在淡水鱼的肝中。维生素A 的活性形式包括视黄醇、视黄醛和视黄 酸。 缺乏症 ：夜盲症、干眼病、皮肤干 燥等 （二）维生素D（抗佝偻病维生素） v维生素D是固醇类化合物，主要有 D2,D3, D4, D5。其中D2（麦角钙化醇）、 D3 （胆钙化醇）活性最高。D3的活性形 式为 1, 25- (OH)2-VitD3VitD2 Vit D3原 生化作用 v VitD3作用于小肠粘膜、肾及肾小管，促进钙磷 吸收，提高血钙、血磷的浓度，有利于新骨的形 成、钙化。能诱导钙结合蛋白（CaBP）的合成 和促进Ca-ATP酶的活性，有利于钙的吸收。也 能促进磷的吸收；促进钙盐的更新和新骨的形成 ；促进肾小管细胞的钙、磷的重吸收，减少从尿 中排出。 来源和缺乏症 维生素 D 主要含于肝奶和蛋黄中，以鱼肝 油含量最为丰富。 缺乏症： 成人 骨软化病 儿童 佝偻病 （三）维生素E（生育酚） v 目前发现的有6种，其中，四种有生 理活性。-生育酚生理活性最高， -生育酚抗 氧化作用最强。 生化作用：1. 抗氧化作用 2. 维持生殖机能 3. 促进血红素代谢 结构 -生育酚 1-生育三烯酚 来源和缺乏症 v维生素E主要存在于植物油 中，以麦胚油、豆油、玉 米油中含量最多。 v动物缺乏维生素E时其生殖 器官受损甚至不育，人类 尚未发现因缺乏维生素E 而导致不育。临床上用于 习惯性流产和先兆流产的 防治。 （四）维生素K （凝血维生素） 维生素K是2-甲基萘醌的衍生物。天然形式： K1、K2， 人工合成：K3、K4。 1. 生化作用 维持体内凝血因子、 、 和的正常 水平，参与凝血作用 2. 缺乏表现: 易出血 结构 来源和缺乏症 v肝、鱼、肉、蔬 菜等都富含Vit K 。 v缺乏维生素K时， 凝血时间延长， 严重时发生皮下 、肌肉和胃肠道 出血。 四、水溶性维生素 （一）维生素B1和硫胺素焦磷酸 （二）维生素B2和黄素辅酶 （三）维生素PP和烟酰胺辅酶 （四）泛酸和辅酶A （五）维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 （六）维生素B12及其辅酶 （七）生物素 （八）叶酸和四氢叶酸 （九）硫辛酸 （十）维生素C 溶于水，通常是辅酶 和辅基的成分。体内 很少储存，不会发生 中毒。必须经常从食 物中摄取。 （一）维生素B1和硫胺素焦磷酸 维生素B1又名硫胺素(thiamine) 来源和缺乏症 主要存在于种子外皮及胚芽中，米糠、麦麸 、黄豆、瘦肉等含量丰富。 缺乏时表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心 力衰竭、四肢无力、下肢水肿。俗称脚气病。 辅酶 体内辅酶形式为焦磷酸硫胺素(TPP) 功能 1.TPP是-酮酸脱氢酶系的辅酶，参与 -酮酸氧化脱羧。 2.TPP是转酮醇酶的辅酶，参与磷酸戊 糖途径。 3.抑制胆碱酯酶 4. TPP riboswitch （二）维生素B2和黄素辅酶 又名核黄素，核黄素(维生素B2)由 核糖醇和6，7-二甲基异咯嗪两部分组 成。 来源和缺乏症 存在于酵母、肝脏、肾、蛋黄、奶和大豆中含 量 丰富，所有植物和很多微生物都能合成核黄素。缺 乏可引起眼睑炎、唇炎、角炎、舌炎和阴囊炎等。 体内许多辅酶类的组成成分， 是蛋白质、糖、脂肪酸代谢和能 量利用与组成所必需的物质。 能促进生长发育，保护眼睛、 皮肤的健康 。 辅酶形式 黄素单核苷酸（FMN） 黄素腺嘌呤二核苷 酸（FAD） FMN和FAD是体内氧化还原酶的辅基， 主要起递氢体的作用。其分子中异咯嗪环上第 1及第10位氮原子与活泼的双键相连，可反复 接受或放出氢，具有可逆的氧化还原特性。 结构 （三）维生素PP（B3）和烟酰胺辅酶 又称抗癞皮病维生素，包括尼克酸(又 称烟酸)和尼克酰胺(又称烟酰胺)，二者在 体内可相互转变。 来源和缺乏症 维生素PP广泛存在于自然界，以酵母 、花生、谷物、豆类、肉类和动物肝脏含 量丰富，体内色氨酸可以转变为维生素PP 。 能维持神经组织的健康。缺乏时表现出 神经营养障碍，出现皮炎（癞皮病），亦 可用作血扩张药，大量用作食品饲料的添 加剂。作为医药中间体。 辅酶形式辅酶形式 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)辅酶I 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)-辅酶 II 体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢 酶）的辅酶，起传递氢的作用。 NAD+ NADH + H+ 2H （四）泛酸维生素（B5）和辅酶A 泛酸是由，-二羟基-二甲基丁酸 和一分子- 丙氨酸缩合而成。 来源和缺乏症 泛酸在酵母、肝、肾、蛋小麦、米糠、花生 、豌豆中含量丰富，在蜂王浆中含量最多。很 少有缺乏病。 参加体内能量的制造，是大脑和神经 必需的营养物质。有助于减轻过敏症状；有 助于体内抗压力的分泌；有助于伤口痊愈 ；可以保持皮肤和头发的健康。 辅酶结构 体内活性形式为 辅酶A(CoA) 酰基载体蛋白酰基载体蛋白 (ACP) (ACP) 功能 辅酶A及酰基载体蛋白是酰基转移酶的辅酶， 起转移酰基的作用，其分子中的巯基（-HS）是 酰基结合的部位。广泛参与糖、脂类、蛋白质代 谢及肝的生物转化作用。 （五）维生素B6和 磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 维生素B6是吡啶的衍生物，又称吡哆素。不耐 高温。包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺。其磷酸化 形式是氨基酸代谢过程的辅酶， B6在酵母菌、肝脏、谷粒、肉、鱼、蛋、 豆类及花生中含量较多。谷类外皮含量优为丰 富，肠道细菌可以合成。 维生素B6为人体内某些辅酶的组成成分， 人类很少发生缺乏症。参与多种代谢反应，尤 其是和氨基酸代谢有密切关系。临床上应用维 生素B6制剂防治妊娠呕吐和放射病呕吐。 来源和缺乏症 辅酶形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。 功能 磷酸吡哆醛是转氨酶和氨基酸脱羧酶的辅酶 ，参与氨基酸代谢 。 是-氨基-酮戊酸（ALA）合酶的辅酶， 此酶是血红素合成的限速酶。 （六）维生素B12及其辅酶 维生素B12又称为钴胺素。是唯一含 金属元素(钴)的维生素，又称钴胺素。 分子中与Co+相连的CN基被5-脱氧腺 苷所取代，形成维生素B12辅酶。 来源和缺乏症 维生素B12广泛来源于动物性食品，特别是在 肉类和肝脏中含量丰富。人和动物肠道都能合成 ，一般无缺乏症。植物不含有。 缺乏病：DNA合成障碍，影响细胞分裂不能分 化成红细胞。表现为巨幼红细胞贫血，神经疾患 。 结构 R：-CH3 甲基钴胺素 R：5-脱氧腺苷 5-脱氧腺苷钴胺 素 功能 甲基钴胺素（CH3-B12）是甲基转移酶的辅酶， 通过增加FH4的利用率参与一碳单位的代谢。 5-脱氧腺苷钴胺素是L-甲基丙二酸单酰CoA变位 酶的辅酶，催化琥珀酰4-磷酸泛酰巯基乙胺CoA 的生成。 （七）生物素（维生素H） 生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种B族 维生素。 来源和缺乏症 生物素来源广泛，在肝、肾、蛋黄、酵 母和谷物中都有，人体肠道细菌又能合成 ，很少出现缺乏症。 大量食用抗生素和生鸡蛋清可引起生物 素缺乏。因为生鸡蛋清含有抗生物素蛋白 ，它与生物素结合成无活性又不易消化的 物质，鸡蛋加热后这种蛋白质被破坏。 生物素辅酶 多种羧化酶的辅酶 起CO2载体的作用 重要的羧化酶：乙酰CoA羧化酶 丙酰CoA羧化酶 丙酮酸羧化酶 （八）叶酸（VB11)和四氢叶酸（FH4或HFA） 叶酸又称蝶酰谷氨酸由蝶呤啶、对氨基苯甲 酸和谷氨酸结合而成。叶酸的活性形式四氢叶酸 （FH4） 来源和缺乏症 叶酸广泛存在于肝、酵母和蔬菜中，人 类肠道细菌也可合成叶酸，故一般不发生缺乏症 。 叶酸缺乏时DNA合成受到抑制，骨髓巨红细胞 DNA合成减少，细胞分裂速度降低，细胞体积较 大，细胞核内染色质疏松，称巨红细胞，这种红 细胞大部分在骨髓内成熟前就被破坏，称巨红细 胞性贫血。 四氢叶酸 叶酸生化功能、缺乏症 一碳单位转移酶的辅酶， 传递如-CH3, -CH2-, -CHO 等一碳单位 N5，N10 携带一碳单位 一碳单位参与体内核苷酸合成 （九）硫辛酸 硫辛酸是少数不属于维生素。类似维他命的辅酶，能 消除自由基、是一种存在于线粒体的酵素,硫辛酸在体内 经肠道吸收后进入细胞,兼具脂溶性与水溶性的特性,因 此可以到达任何一个细胞部位,提供人体全面效能，是唯 一兼具脂溶性与水溶性的万能抗氧化剂。 有两种形式，即硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（ 还原型）。 v-酮酸氧化脱羧的辅酶之一 v二氢硫辛酸乙酰转移酶的辅酶 v起递氢和转移酰基的作用 （十）维生素C（抗坏血酸） 因能防治坏血病又名抗坏血酸。维生素C是 一种6个碳原子的酸性多羟基化合物，分子中C-2 和C-3位两个相邻的烯醇式羟基易解离而释放H+ ，所以维生素C虽无羧基，但有酸性。 来源和缺乏症 维生素C广泛存在于动物和植物界,仅有部分 脊椎动物如:人类及其他灵长目动物、豚鼠、一 些鸟类和某些鱼类不能合成。主要原因是这些动 物的肝脏缺乏L-古洛糖-内酯氧化酶，因此不 能合成抗坏血酸。 参与氧化还原反应，参与体内羟化应，促进胶 原蛋白的合成，促进铁的吸收。 缺乏症：坏血病 功能 v治疗坏血病 v胶原蛋白的合成 v牙龈萎缩、出血 v预防动脉硬化 v抗氧化剂 v治疗贫血 v防癌 v提高人体的免疫力 五、作为辅酶的金属离子 （一）概论