维生素和辅酶

维生素,5.1 维生素的概念和分类,发现记(1906年英国-Nobel),牛奶中存在需要量极少，但生存必需的食物辅助因子维生素,动物合成某些维生素的功能退化，必须依靠植物和微生物提供，一旦缺乏：病/死,说明？,16世纪，意大利伟大的航海家哥伦布 大西洋船员坏血病患病船员荒岛存活柠檬汁1405年 郑和下西洋无坏血病记录豆子豆芽糙米绿茶,维生素是维持机体正常生命活动不可缺少的一类小分子有机化合物。 这类物质在机体内不能合成，或合成的量不能满足机体的需要，故必须从食物中摄取。,维生素,生理功能对物质代谢过程起着重要的调节作用。机体缺少某中维生素时，可使物质代谢过程发生障碍，因而使生物不能正常生长，以至发生不同的维生素缺乏病。维生素对物质代谢过程很重要，因为多数的维生素作为辅酶或辅基的组成成分，参与体内的代谢过程。,维生素按溶解性质将其分为脂溶性和水溶性两大类。,维生素的分类,脂溶性维生素：维生素A、维生素D、维生 素E、维生素K等。 水溶性维生素：维生素B1、维生素B2、维生素PP、维生素B6、泛酸、生物素、叶酸、维生素B12和维生素C等。,5.2 脂溶性维生素,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。,维生素A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。-胡萝卜素是维生素A的前体,故称其为维生素A原。,视黄醛的醛基可与视蛋白内赖氨酸的-氨基通过形成Schiff碱而结合成视紫红质。人视网膜的视杆细胞中含有视紫红质,它可在傍晚或暗处视物时起作用。视觉过程中维生素A的变化见图。,富含维生素A的食物,鱼肝油、动物肝脏、胡萝卜、蔬菜、蛋类、牛奶、奶制品、奶油、水果,维生素D维生素D又称抗佝偻病维生素。有几种,均为类固醇衍生物,其中以D2和D3结构相似,D2比D3仅多一个甲基和一个双键。其中D2,D3活性最高。,维生素D的主要功能：调节钙,磷代谢,维持血液中钙和磷浓度正常,促使骨骼正常发育。维生素D的来源：人可从动物性食物(肝,奶,蛋黄)中摄取维生素D3，不足需要。人体内可由胆固醇转变成7-脱氢胆固醇,再经日光或紫外线照射后转变为维生素D3。植物性食物中所含的麦角固醇也可经紫外线照射后转变为维生素D2。,维生素D在体内的活性形式是1,25-二羟基胆钙化(甾)醇,简写为1，25-（OH）2D3。维生素D3促进Ca2+的吸收：由维生素D3在肝脏被羟基化为25-OHD3后运至肾脏再被羟基化为1，25-(OH)2D3，其进入肠后促进Ca2+的运输，进入骨时有钙的吸收和沉积。,维生素E又叫做生育酚，目前发现的有8种，其中，四种有生理活性。-生育酚效价最高。其结构如下：,维生素E主要存在于植物性食品中，在棉子油、玉米油、花生油、芝麻油及菠菜、莴苣叶、甘薯等食物中含量较多。,生物功能：1、维生素E具有抗氧化剂的功能，可使细胞膜上不饱和脂肪酸免于氧化而破坏。2、维生素E还可以保护巯基不被氧化，而保持某些酶的活性。3、维生素E有抗衰老、防治肿瘤等作用。,4.3 水溶性维生素,一、维生素B族,维生素B1的化学结构含有嘧啶环和噻唑环。,1. 维生素B1（硫胺素）,维生素B1在体内经硫胺素激酶催化，可与ATP作用转变成焦磷酸硫胺素（TPP）。氧化脱羧反应的辅酶，所以又称为羧化辅酶。,维生素B1与糖代谢有密切关系。 当维生素B1缺乏时易得脚气病。,脚气病是因维生素B1严重缺乏而引起的多发性神经炎。因丙酮酸脱羧作用受阻，组织和血液中的乳酸大增，湿性脚气病还伴有下腿水肿。 这些症状主要是由于缺少维生素B1，不能形成足够的焦磷酸硫胺素，糖的分解代谢受阻所引起的。,2. 维生素B2（核黄素）,维生素B2是一种含有核糖醇基的黄色物质，故又称核黄素。,核糖醇基,异咯嗪,在生物体内VB2以黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的形式存在。,FMN和FAD是多种氧化还原酶（黄素蛋白）的辅基，一般与酶蛋白结合较紧，不易分开。,FMN和FAD是氢的载体 在生物氧化过程中，FMN和FAD通过分子中异咯嗪环上的1位和10位氮原子的加氢和脱氢、把氢从底物传递给受体。,式中R表示FMN或FAD分子的其余部分.,维生素(B3)-泛酸是由，-二羟基-二甲基丁酸和一分子- 丙氨酸缩合而成。,3. 维生素B3（泛酸、遍多酸）,辅酶A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它的前体是维生素(B3)泛酸（+ATP）。,功能：是传递酰基，是形成代谢中间产物的重要辅酶,4. 维生素PP,包括尼克酸（又称烟酸）和尼克酰胺（又称烟酰胺）。,NAD+ (烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶I) 和NADP+(烟酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸,又称为辅酶II )是维生素烟酰胺的衍生物.,生物功能：1、NAD和NADP是多种脱氢酶的辅酶。,2、NAD和NADP在代谢反应中起递氢作用。,例如：,5. 维生素B6 (吡多素),包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺在体内这三种物质可以互相转化。,维生素B6在体内经磷酸化作用转变为相应的磷酸酯，它们之间也可相互转变。,VB6是氨基酸转氨作用、脱羧作用和消旋作用的辅酶。在转氨酶的催化下、磷酸吡哆醛可作为氨基的载体，参与氨基酸和酮酸的转氨作用。以上反应所产生的磷酸吡哆胺，在另一酮酸存在时，按上式的逆反应，又形成磷酸吡哆醛。,总反应：,磷酸吡哆醛还催化氨基酸脱羧作用和消旋作用。,6. 维生素B7 (生物素),尿素部分,硫戊环烷部分,C5酸根部分,生物素的功能是作为CO2的递体，在生物合成中起传递和固定CO2的作用 。,7.叶酸和叶酸辅酶 叶酸是由蝶呤啶,对氨基苯甲酸与L-谷氨酸连接而成。,作为辅酶的是叶酸加氢的还原产物5,6,7,8四氢叶酸(THFA或FH4)。,四氢叶酸的生物功能： 四氢叶酸是转一碳基团酶系的辅酶,可参与多种反应。它是甲基,亚甲基，甲酰基,次甲基，亚胺甲基等的载体,因而可形成各种四氢叶酸的衍生物。,8. 维生素B12 (钴胺素),维生素B12分子中含有金属元素钴,故又称钴胺素。其结构非常复杂. 肝脏（加热、水解后才能吸收。）,甲基钴胺素作为辅酶参与转甲基作用。,二、维生素C(抗坏血酸),因维生素C能防治坏血病,故又称抗坏血酸,Vc的生理功能： （1）通过它本身的氧化和还原在生物氧化过程中作为氢的载体。 （2）Vc是脯氨酸羟基化酶的辅酶。因为胶原蛋白中含有较多的羟脯氨酸,所以抗坏血酸可促进胶原蛋白的合成。 （3）Vc能使这些酶分子中的巯基处于还原状态,从而维持其催化活性。,硫辛酸 硫