专科生物化学维生素课件

1 第第4 4章章 维生素 (Vitamin) 2 知识要求：知识要求： l掌握：维生素B2和维生素PP的性质、辅酶形式及 其功能和作用机理 l熟悉：维生素的概念；维生素A和维生素D的性质 、功能与缺乏症；维生素B6和泛酸的性质、辅酶 形式和功能。 l了解：维生素E和维生素K的功能与缺乏症;其他 水溶性维生素性质、功能与缺乏症。 3 第一节第一节 概述概述 一、维生素的概念一、维生素的概念 l维生素（vitamin）是一类维持人体正常生 命活动所必需的一类小分子有机化合物。 掌握 4 维生素的共同特点 1、维生素在体内既不能供给能量，也不构成组 织成分。特别是B族维生素是酶的辅酶成分， 在调节物质代谢中具有十分重要的作用。 3、机体对维生素的需要量很少，但不可缺 少，缺乏会产生维生素缺乏症。 2 2、维生素大部分在、维生素大部分在体内不能合成体内不能合成或合成量很少或合成量很少 ，不能满足机体需要，不能满足机体需要，必须由食物供给。必须由食物供给。 掌握 5 6 二、维生素的命名与分类二、维生素的命名与分类 l（一）命名 l 维生素有三种命名系统 l l 按其被发现的先后顺序，以拉丁字母命名。 l l 根据其化学结构特点命名。 l l 根据其生理功能和治疗作用命名。 了解 7 （二）维生素分类（二）维生素分类 VitA、 VitD、 VitE、 VitK VitBVitB族包括：族包括：VitBVitB 1 1 、 VitBVitB 2 2 、 VitppVitpp、 VitBVitB 6 6 、泛酸、生物素、叶酸、泛酸、生物素、叶酸 VitBVitB12 12 VitBVitB族、族、VitCVitC 脂溶性脂溶性维生素：维生素： 水溶性水溶性维生素维生素： 8 维生素的需要量 l维生素的需要量是指能保持人体健康，达到 机体应有的发育水平和能力充分发挥效率地 完成各项体力和脑力活动的、人体所需要的 维生素的必需量。 l维生素的需要量的确定可通过人群调查验证 和实验研究两种方式。 l可查找：中国营养学会公布的推荐每日膳 食中营养素供给量。 了解 9 三、维生素缺乏症的原因三、维生素缺乏症的原因 （一）摄入量不足 （四）（四）食物以外的维生素供给不足食物以外的维生素供给不足 长期服用某些药物、日光照射不足长期服用某些药物、日光照射不足 （三）（三）需要量增加需要量增加 （二）吸收障碍（二）吸收障碍 掌握 10 第二节第二节 脂溶性维生素脂溶性维生素 共同特点： l均为非极性、疏水的异戊二烯衍生物 吸收的脂溶性维生素在血液与吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白脂蛋白及及 某些特殊结合蛋白特异结合而运输。某些特殊结合蛋白特异结合而运输。 在食物中在食物中于脂类共存于脂类共存，并随脂类一同吸收，并随脂类一同吸收 不溶于水，不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂溶于脂类及脂肪溶剂 个别可由体内合成个别可由体内合成 可在体内大量储存，易产生中毒可在体内大量储存，易产生中毒 11 种类 化学本质 功能 VA 不饱和一元醇 缺乏得干眼病、夜盲症 VD 类固醇衍生物 与Ca、P代谢有关，佝偻病 VE 生育酚 与生育有关，抗氧化 VK 奈醌衍生物 促进血液凝固 掌握 12 （一）化学本质及性质 20碳含-白芷酮环的多聚异戊二烯的不饱 和一元醇。分子中共有4个共轭双键。 A1- 视黄醇(retinol) A2- 3-脱氢视黄醇 化学性质活泼，在空气中易被氧化，棕色瓶 避光保存。 一、维生素一、维生素A(A(抗干眼病维生素）抗干眼病维生素） 熟悉 13 14 存在存在: : 海水海水/ /淡水鱼肝中淡水鱼肝中 来源来源: : 植物植物-胡萝卜素胡萝卜素 （维生素（维生素A A原）原） 活性形式活性形式 A A 1 1 、A A 2 2 、视黄醛、视黄酸、视黄醛、视黄酸 15 维生素A的食物来源 1）动物性食物：动物肝脏 蛋黄、乳制品和鱼肝油； 2）植物性食物：胡萝卜、 绿叶蔬菜、红黄色水果。 16 肠道 1 2 3 17 (二）生理功能及缺乏病 1.视觉细胞的感光成分-11顺视黄醛 暗视觉- 杆状细胞，视紫红质 色觉- 圆椎细胞、视红质视蓝质、 视青质 暗处 18 ( (失色、漂白失色、漂白) ) 储存形式储存形式 19 2.2.维生素维生素A A维持上皮细胞的功能和促进生长发育维持上皮细胞的功能和促进生长发育 -视黄醇视黄醇 干眼症干眼症 3.3.维生素维生素A A具有抗癌作用具有抗癌作用 4.4.维生素维生素A A具有抗衰老作用具有抗衰老作用 5.5.维生素维生素A A摄入过多可引起中毒摄入过多可引起中毒 20 21 （一)化学本质、性质及来源 类固醇衍生物，环戊烷多氢菲结构 l种类 :D2-麦角钙化醇 D3-胆钙化醇 l存在:肝、奶、蛋黄、鱼肝 l来源: 胆固醇 l活性形式: 1，25-（OH）2-D3 二、维生素D （抗佝偻病维生素） 熟悉 22 维生素维生素D D UV 自发 转变 维生素D3 肝 肾 1，25二羟维生素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 维生素D2 （麦角钙化醇）麦角甾醇 VD2的生成 23 ( (二）生化作用及缺乏病二）生化作用及缺乏病 l促进小肠对钙、磷的吸收 l l 促进促进肾小管肾小管对钙、磷的重吸收，对钙、磷的重吸收， l l 促进促进骨骼和牙齿的骨骼和牙齿的钙化钙化 l l 提高血钙、血磷的；提高血钙、血磷的； l 缺乏症： l 儿童-软骨病（佝偻病） 成人-软骨病 l 过量：维生素D中毒 24 （一)化学本质、性质及来源 l 生育酚和生育三烯酚两类共8种，其中 -生育酚活性最高 l 苯骈二氢吡喃衍生物 l 来源：麦胚油、棉籽油、玉米油、大豆油 中含量丰富，绿叶蔬菜、豆类含量较多。 三、维生素E（生育酚） 熟悉 25 生育三烯酚 维生素维生素E E（ tecopheroltecopherol） -生育酚 生育酚 生育酚自由基 26 ( (二）生化作用及缺乏病二）生化作用及缺乏病 促生育、抗氧化、防衰老促生育、抗氧化、防衰老 l1.是体内重要的抗氧化剂，同时也是生物膜的组分之 一，它能对抗生物膜中多不饱和脂肪酸发生过氧化反 应，是细胞膜及亚细胞膜结构中磷脂对抗过氧化作用 的的一道防线。 l2.对动物生殖机能很重要，临床也用于防治先兆流产 和习惯性流产。 l3.促进血红素的合成、抑制血小板凝集。 27 （一）化学本质、性质及来源 l l 异戊烯类侧链的奈醌化合物异戊烯类侧链的奈醌化合物 l l K K1 1 ，K K 2 2 ，K K 3 3 和和K K4 4 （人工合成） （人工合成） l l K K 1 1 （植物甲奈醌）奈醌）-绿叶蔬菜绿叶蔬菜 K K 2 2 （多异戊烯（多异戊烯甲基奈醌）奈醌） -肠菌合成肠菌合成 四、维生素四、维生素KK（凝血维生素）（凝血维生素） 熟悉 28 11-顺视黄醛 维生素K1 维生素K2 维生素K3维生素K4 29 l1.维生素K是-谷氨酸羧化酶的辅酶 促进凝血因子、 中的 Glu进行-位的羧化转变为有凝血 活性的凝血因子，加速血液凝固。 l2.维生素K可维持骨盐含量，减少动脉钙化 （二）生化作用及缺乏症二）生化作用及缺乏症 30 缺乏症：凝血障碍缺乏症：凝血障碍 l一般情况下，人体不会缺乏维生素K，因为维生素K 在自然界绿色植物中含量丰富。另一方面因人和哺 乳动物的肠道中大肠杆菌可以产生维生素K。 l只有当长期口服抗生素使肠道菌生长受抑制或因脂 肪吸收受阻，或因食物中缺乏绿色蔬菜，才会发生 维生素K缺乏症。 l新生儿由于肠道中缺乏细菌及吸收不良，可能暂时 出现缺乏症。 31 共同特点： 1、体内不易储存，必须经常从食物中摄取。 2、易溶于水，易吸收，可从尿液排出， 不易中毒 3、大多在植物中存在，少数可自行合成。 4、作为酶的辅助因子，在酶促反应中起着传递电子、 质子或转移基因（如酰基、氨基、甲基等）的作用 第3节 水溶性维生素 掌握 水溶性维生素 掌握 33 主要可溶性维生素和相应辅酶主要可溶性维生素和相应辅酶 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 掌握 34 (一)化学本质、性质及来源 含嘧啶与噻唑环 活性形式（辅酶形式）： 硫胺素焦磷酸酯（TPP） 来源：瘦肉、豆类、谷物外皮，酵母等 一、维生素B1-硫胺素（thiamine） 熟悉 35 嘧啶环嘧啶环噻唑环噻唑环 36 37 ( (二）生化作用及缺乏病二）生化作用及缺乏病 1.作为-酮酸-酮酸氧化脱羧酶的辅酶、 参与糖代谢（后详见第6章） 2.磷酸戊糖旁路途径中转酮醇酶的辅酶 一、维生素B1-硫胺素（thiamine） 38 3.3.抑制胆碱酯酶抑制胆碱酯酶的活性，的活性，助消化助消化 乙酰胆碱 胆碱酯酶（） 胆碱+乙酸 乙酰胆碱不能及时分解，导致胆碱能 神经的兴奋胃肠运动加强。 维生素维生素 B B1 1 39 脚气病脚气病 末梢神经炎末梢神经炎 当维生素B B 1 1 缺乏时，糖代谢受阻、丙酮酸积累 ，使血、尿和脑组织中丙酮酸含量升高，出现 多发性神经炎、心力衰竭、四肢无力、肌肉萎 缩、下肢浮肿等症状，临床上称为脚气病。 维生素维生素B1B1缺乏病：缺乏病： 高热患者补充葡萄糖时，还需补充维生素B1 40 （一）化学本质、性质及来源 核糖醇与7、8二甲基异咯嗪的衍生物 活性形式： 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD） 黄素单核苷酸（FMN） 二、维生素B2-核黄素（riboflavin） 来源：肝、酵母、蛋黄、豆类等。 熟悉 41 7、8 42 43 44 1 1 101010 10 FMN +2H FMNH2 FAD+2H FADH2 45 (二）生化作用及缺乏症 黄素脱氢酶的辅酶部分 FMN和FAD分子中异咯嗪环上N1和N10能可逆 地加氢和脱氢，在体内的氧化还原反应 中作为氢的传递体。 缺乏症： 口角炎、舌炎、鳞屑性皮炎 46 （一） 化学本质、性质及来源 l又称抗癞皮病维生素，包括尼克酸 和尼克酰胺 l化学结构：含氮杂环吡啶的衍生物 l活性形式 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+） 三、维生素PP 熟悉 47 48 R AMP NAD+: R=H NADP+: R=PO2H2 尼克酰胺 核苷酸 维生素维生素pppp和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸） NAD(P)NAD(P) + + NAD(P)H+H+NAD(P)+2H 2e+ H+ 2e+ H+ nicotinamide 49 ( (二）生化作用及缺乏病二）生化作用及缺乏病 1.大多数不需氧脱氢酶的辅酶，参与氢 的传递。 2.临床治疗高脂血症 l缺乏症：癞皮病 50 癞皮病癞皮病 l典型症状：皮炎、腹泻及痴呆。 早期早期常有食欲不振、消化不良、腹泻、失常有食欲不振、消化不良、腹泻、失 眠、头痛、无力、体重减轻等现象。眠、头痛、无力、体重减轻等现象。 皮炎常呈对称性，并出现于暴露部位。 痴呆是因神经组织变性的结果。 此病多发生在以玉米为主食的地方， 现已基本控制。 51 （一） 化学本质、性质及来源 l包括: 吡哆醛、 吡哆醇、吡哆胺 化学结构: 吡啶衍生物 化学性质：碱性溶液和紫外线易被破坏 l来源：蛋黄、酵母、肉、鱼、乳汁、种子外 皮及绿叶蔬菜等 l活性形式：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 四、维生素B6 了解 52 维生素维生素B B 6 6 和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 53 （二）生化作用及缺乏病（二）生化作用及缺乏病 转氨酶的辅酶，传递氨基（氨基载体） 脱羧酶的辅酶 l缺乏症：少，肠菌能合成 54 55 （一） 化学本质、性质及来源 l又称：遍多酸 l-丙氨酸-、二羟、二甲基丁酸 l性质： l来源：在动植物性食物中广泛存在，肠道细菌也能 合成。 l活性形式：辅酶A(HSCoA） 五、泛酸（pantothenic acid） 酰胺键 了解 56 57 58 （二）生化作用及缺乏病（二）生化作用及缺乏病 参与酰基转移 缺乏病：尚未发现缺乏症 59 （一）（一） 化学本质、性质及来源化学本质、性质及来源 l l 噻吩环与尿素相结合的并环，带戊酸侧链噻吩环与尿素相结合的并环，带戊酸侧链 l l 性质：无色针状结晶。耐酸而不耐碱，常温稳定性质：无色针状结晶。耐酸而不耐碱，常温稳定 l l 来源：肝、蛋黄、奶类、酵母等，肠道细菌可合成来源：肝、蛋黄、奶类、酵母等，肠道细菌可合成 。 六、生物素（biotin） 了解 60 61 生物素生物素(biotin)(biotin)和羧化反应和羧化反应 + 酶蛋白 酶蛋白 ATP+CO2ADP - RCHCOSCoA ( (二）生化作用及缺乏症二）生化作用及缺乏症 1. 羧化酶的辅基，参与体内CO2固定过程。 62 ( (二）生化作用及缺乏症二）生化作用及缺乏症 1. 羧化酶的辅基，参与体内CO2固定过程。 2.参与维生素B12、叶酸、泛酸的代谢；促进 尿素合成与排泄。 63 （一） 化学本质、性质及来源 l蝶呤啶、对氨基苯甲酸、Glu三者组成 性质： 来源：绿叶蔬菜、肝、酵母等，肠道细菌可合成。 l活性形式： 四氢叶酸（FH4） 七、叶酸(folic acid) 熟悉 64 65 66 作为一碳单位转移酶的辅酶，促进血细胞 的成熟。 一碳单位的载体 一碳单位-含有一个碳原子的有机基团 如：-CH3 -CH2- -CH= -CHO -CHNH- （二）生化作用及缺乏病（二）生化作用及缺乏病 67 68 缺乏症：巨幼红细胞性贫血缺乏症：巨幼红细胞性贫血 l当体内叶酸缺乏时，DNA的合成必然受到抑 制，使骨髓幼红细胞的分裂降低，细胞体 积增大，细胞核内染色质疏松，产生的幼 红细胞在骨髓内成熟前就被破坏，因而造 成的贫血称为巨幼红细胞性贫血。 69 叶酸叶酸胎儿保护神胎儿保护神 生理功能缺乏症状 促进红细胞生成巨幼红细胞性贫血 胎儿神经细胞成长胎儿神经管畸形 70 71 72 （一） 化学本质、性质及来源 又称：钴胺素（cabalamine） l唯一含金属元素的维生素 l 活性形式 甲基钴胺素，5-脱氧腺苷钴胺素，羟钴胺素 l特点A、微生物能合成，动植物不能 B、肠菌合成或口服B12的吸收需内因子 八、维生素B12 熟悉 73 维生素维生素B B12 12 钴胺素 cyanocobalamine 74 （二）生化作用及缺乏病（二）生化作用及缺乏病 l 转甲基酶的辅酶 L-甲基丙二酰CoA变位酶的辅酶 缺乏症： l巨幼细胞性贫血 髓鞘质变性退化 75 76 维生素C的故事 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。 77 l诸如此类的坏血病，曾夺去了几十万葡萄 牙和英国水手的生命。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 的议建被采纳，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C的故事 78 l 1913年，终于发现了抵抗坏血病 的物质，并且定名为抗坏血酸或称 维生素C。维生素C除了具有抗坏血 酸的作用以外，还有许多功能。 维生素C的故事 79 （一） 化学本质、性质及来源 l又称：L-抗坏血酸 己糖内酸酯 l性质：无色晶体，水溶液呈酸性，化学性质 较活泼，易氧化。遇热、碱和重金属离子易 分解。 l来源：鲜枣、西红柿、柑橘、青椒等等 、九、维生素C 熟悉 80 维生素维生素C C（抗坏血酸，（抗坏血酸，ascorbic acidascorbic acid） 抗坏血酸氧化酶 还原型 氧化型 2H 2H 81 ( (二）生化作用及缺乏病二）生化作用及缺乏病 A、参与羟化反应 a、胶原蛋白的合成 b、胆固醇代谢 c、提高机体的应急能力 B、强还原剂，参与氧化还原反应 a、 保护巯基酶 b、 GSH含量恒定 c、 Hb中Fe3+ Fe2+ d、 抗氧化 C、增强机体免疫力 82 l缺乏症 ：坏血病 l维生素C的缺乏，可 导致毛细血管脆性增 加、牙齿易松动、骨 骼易折断以及创伤不 易愈合等症状。 83 84 概念特点命名分类 水 溶 性 维 生 素 概 述 维 生 素 脂 溶 性 维 生 素 维生素A 维生