第四章维生素与辅酶.ppt

Chapter 6 辅酶和维生素,维生素不能供给机体热能， 也不能作为构成机体组织的物质， 其主要功能是通过作为辅酶的成分调节机体代谢。 长期缺乏任何一种维生素都会导致相应的疾病（维生素缺乏症）。,维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一类有机物质，需要量极微，主要由外界供给。,维生素分类,水溶性维生素,：VitA、D、E、K等,脂溶性维生素,：VitB族（B1、B2、泛酸、 维生素PP、B6、生物素、 叶酸，B12）和VitC等,维生素,重点,尼克酸，又称为烟酸、维生素PP，过去称抗赖皮病维生素或维生素B5，是B族维生素中人体需要量最多者。包括尼克酸（烟酸）和尼克酰胺。尼克酰胺为维生素B5的化学名。,尼克酸（nicotinic acid）,尼克酰胺（nicotinamide）,1. 尼克酸（维生素PP、VitB5）,VitB5的辅酶形式辅酶、辅酶,辅酶：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+） 辅酶：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADP+）,2NAD+ + 2H 2NADH 2NADP+ + 2H 2NADPH,生化作用是传递氢负离子。 活性部位在烟酰胺环N原子（双电子原子）,1. 以NAD+或NADP+形式作为脱氢酶的辅酶，起递氢体的作用。,NAD+受氢负离子攻击，吡啶环的氮正离子要加氢还原，而在氮上已经没有反应的位置,它必须经过双键迁移,在碳上留出一个位置给氢。经过一次双键迁移，得到氮邻位碳的正离子，由于没有对位的稳定，所以负氢离子进攻的是对位碳，得到了NADH。,长期缺乏维生素PP所引起的疾病为 对称性皮炎，又叫赖皮病（糙皮病， Pellagra）。狗则生黑舌病。 赖皮病患者的中枢及交感神经系统、皮肤、胃、肠等皆受不良影响。主要症状为对称性皮炎，消化道炎和神经损害，两手及其裸露部位呈现对称性皮炎；头痛、头昏、精神亢奋、易刺激、抑郁、妄想等。 Trp可转变为尼克酰胺，以玉米为主食易患缺乏症（玉米中Trp贫乏）。,缺乏症：,赖皮病,维生素B2又称核黄素（riboflavin），是一种核糖醇与6,7-二甲基异咯嗪的缩合物，在自然界多与蛋白质结合成黄素蛋白。,2 核黄素（维生素B2）,生化作用传递2个氢原子 活性部位在于异咯嗪环上N1、N5的两个活泼双键,核黄素的氧化形式FAD和FMN在445450nm波长范围内都有吸收，显黄色，但FADH2和FMNH2却是无色的，因为当它们被还原后，异咯嗪的共轭双键系统消失。,维生素B2缺乏症,女性尤其容易缺乏,3.泛酸（维生素B3）和辅酶A,-丙氨酸,巯基乙胺,辅酶A（CoASH）,-二羟-,-二甲基丁酸,辅酶A常作为酰基的载体参与代谢中的反应。酰基与辅酶A之间形成的硫酯键是一种高能键，可以说酰基CoA中的酰基是被激活了的酰基。,酰基转移酶的辅酶 生化作用是转运酰基 活性部位为巯基,4. 硫胺素（维生素B1）,硫胺素又称维生素B1、抗脚气病维生素、抗神经炎素； 最早被发现； 酵母中含量最多，瘦肉、核果和蛋类的 含量较多，五谷类多集中在胚芽及皮层中， 宜多吃粗粮。,维生素B1由一含S的噻唑环和一含NH2的嘧啶环组成，又称硫胺（素）（Thiamine）。,噻唑环C-2失去H形成负碳离子，是很好的亲核基团,1. 以辅酶方式参加糖的分解代谢。TPP是脱羧酶、脱氢酶的辅酶。功能部位在噻唑环的C2上。,2. 促进年幼动物的发育；促进肠胃蠕动，增加消化液的分泌，因而能促进食欲。,3. 保护神经系统。促进糖代谢，为神经活动提供能量，又能抑制胆碱酯酶的活性。,主要功能,2,缺乏症：,1. 脚气病,中枢神经和肠胃患糖代谢失常 消化不良 手脚发麻 多发性神经炎,维生素B6 (吡多素，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)。,5. 维生素B6,吡哆醇(pyridoxol),吡哆醛(pyridoxal),吡哆胺(pyridoxamine),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 氧化酶,磷酸吡哆醛,磷酸吡哆胺转氨酶,磷酸吡哆胺,激酶,VB6是转氨酶的辅酶，转氨酶通过磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互转换，起转移氨基的作用。,导致皮肤 中枢神经系统 造血机构的损害。,VitB6缺乏症,6.6 生物素（维生素B7）,也称维生素H，维生素B7，主要由肠道细菌合成。 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。 耐热和耐酸、碱， 微溶于水， 细长针状的晶体， 熔点232。,尿素部分,硫戊烷环部分,(CH2)4COOH,C5酸根部分,生物素（bioton）,尿素环上的一个N可与CO2结合,生物素（维生素B7、维生素H ）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,(CH2)4COOH,C5酸根部分,生物素（bioton）,尿素环上的一个N可与CO2结合,硫戊烷环部分,6.6 生物素（维生素B7）,生物素功能,生物素是催化羧基转移反应和依赖ATP的羧化 反应的酶的辅助因子，在CO2固定反应中起重 要作用。 生物素通过酰胺键与酶的活性 部位中一个Lys残基的-氨基 共价连接， 生物素酰-赖氨酸部分称生物胞素。,人体一般不会发生生物素缺乏。 大白鼠严重缺乏时，后脚瘫痪，广泛的皮肤病、脱毛和神经过敏。 人类缺少生物素可能导致皮炎、肌肉疼痛、感觉过敏、怠倦、厌食、轻度贫血等。 经常食用生蛋清会导致生物素缺乏 （抗生物素蛋白）。,生物素缺乏症,7. 四氢叶酸（维生素B11）,叶酸（folic acid）即维生素B11，也称蝶酰谷氨酸，由蝶呤啶、对氨基苯甲酸与L-谷氨酸连接而成。 叶酸为鲜黄色物质，微溶于水，在水溶液中易被光破坏。 在植物绿叶中含量丰富故名。在动物组织中以肝脏含叶酸最丰富。,四氢叶酸（FH4或THFA）,叶酸在体内须转变成THFA才有生理活性。 小肠粘膜、肝及骨髓等组织含有叶酸还原酶，在NADPH和维生素C的参与下，在叶酸的5、6、7、8位置，可被还原成THFA 。 THFA的N5 和N10位可与多种一碳单位结合作为它们的载体。 若叶酸缺乏，则红细胞的发育受到影响，造成巨红细胞性贫血症。,7. 维生素B12,是含钴的化合物，又称钴胺素(cyanocobalamine)。 其发现是多年研究恶性贫血症（即巨初红细胞症）的结果。 最初发现服用全肝可控制恶性贫血症状，在1948年从肝脏中分离出一种具有控制恶性贫血效果的红色晶体物质，定名为维生素B12。,C63H88O14N14RCo,维生素B12是含三价钴的 多环系化合物，其经验式 为C63H88O14N14RCo。 其结构式经多次修正， 至1963年确定。1973年 完成人工合成。,VitB12的辅酶形式腺苷钴胺素和甲钴胺素,VitB12的辅酶形式是两种不稳定的化合物：腺苷钴胺素和甲钴胺素。 主要功能是作为变位酶的辅酶，催化底物分子内基团(主要为甲基)的变位反应。,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，不能正常产生红血细胞，导致恶性贫血。 4. 髓磷脂的生物合成减少，引起神经系统的损害，表现症状为手足麻木、刺痛、体位不易维持平衡、肌肉动作不协调、忧郁易怒、思想迟缓和健忘等。,维生素B12的缺乏症,9. 硫辛酸,硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶。硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有两种形式，即硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型）。 酰基转移功能。,硫辛酸,10. 维生素C,维生素C能防治坏血病，又称抗坏血酸(ascorbic acid)。 豚鼠和灵长类（包括人）不能合成。 坏血病症状：皮肤损伤，牙龈出血等。,-2H,+2H,还原型,氧化型,1. 维持酶分子的-SH，保持体内 各种含巯基酶的活性 2. 清除自由基，阻断致癌物N-亚硝基化合物合成 3. 促进各种支持组织及细胞间粘合物的形成 4. 脯氨酸羟化酶的辅酶 5. 维持谷胱甘肽还原状态，使之结合重金属，解毒,维生素C功能,维生素C与谷胱甘肽氧化还原反应的关系,维生素C缺乏症,皮肤粗糙 坏血病 毛细血管易出血 创伤不易愈合 齿、骨发育不全或退化,6.11 维生素A,维生素 A又称抗干眼病维生素。 天然的维生素 A有两种形式: A1及 A2 Al又称视黄醇（retinol） A2又称3-脱氢视黄醇,视黄醇,3-脱氢视黄醇,A1主要存在于海水鱼的肝脏 A2主要存在于淡水鱼的肝脏 在高等植物和动物中普遍存在的 -胡萝卜素可转变为 维生素A,-胡萝卜素向维生素A的转变以及维生素A在体内的功能,VitA缺乏症,上皮组织结构改变， 呈角质化。 皮肤干燥，成磷状。 呼吸道表皮组织改变， 易受病菌侵袭。 肠胃黏膜表皮受损而引起腹泻。,12. 维生素D,具有抗佝偻病作用，又称抗佝偻病维生素。 已确知有4种，即维生素D2、D3、D4、D5， 均为类固醇衍生物，其中D2和D3较为重要。 维生素D为无色晶体，不溶于水而溶于油脂及脂溶剂。 相当稳定，不易被酸、碱或氧化破坏。,只在动物体内含有VitD，鱼肝油中 含量最丰富。 天然的VitD有两种， 麦角钙化醇(D2)和胆钙化醇(D3)。 植物油或酵母中含麦角固醇，经UV激活转化为VitD2。 动物皮下的7-脱氢胆固醇，经UV照射转化为VitD3， 故麦角固醇和7-脱氢胆固醇常 被称作VitD原。 目前尚不能用人工方法合成，只能 用紫外光照射VitD元的方法来制造。,VitD缺乏症,维生素D摄食不足，不能维持钙平衡，儿童骨骼发育不良，产生佝偻病。 患者骨质软弱，膝关节发育不全，两腿形成内曲或外曲畸形。 成人则产生骨骼脱钙作用； 孕妇和授乳妇人的脱钙作用严重时导致骨质疏松症，患者骨骼易折，牙齿易脱落。,13. 维生素E,维生素E又称生育酚或抗不育维生素。 已知有8种，其中4种（、-生育酚）较为重要，-生育酚的效价最高。 动物组织的维生素E都是从食物中取得的。,VitE缺乏症,生殖系统的上皮细胞毁坏， 雄性睾丸退化，不产生精子， 雌性流产或胎儿被溶化吸收。 肌肉（包括心肌）萎缩， 形态改变，代谢反常。 血胆固醇水平增高，红细胞破坏，发生贫血。 维生素E摄食过量无毒性。,14. 维生素K,维生素K是一类能促进血液凝固的萘醌衍生物。 1929年，H. Dam发现。有K1、K2、K3三种，K1、K2为天然产物，K3为人工合成品。,VitK缺乏症,动物缺乏维生素K，血凝时间延长。 成人一般不易缺乏维生素K。 有维生素K缺乏病状的人，必伴有其他生理功能不正常的情况，如胆管阻塞，或因肠道疾病 妨碍