维生素与辅酶第六章

第四章维生素和辅酶,主要介绍各种维生素的结构、性质和功能，维生素与辅酶的关系。,维生素又称维他命（VITAMIN），是人类的特殊营养素，用来维持人体正常生命活动所必需的一类有机化合物。,一、维生素的概念和类别,它们既不构成身体组织，也不供给热量。其营养价值一般是通过组成辅酶或辅基的形式，参与体内的物质和能量代谢，是代谢、维持生理功能所不可缺少的营养素。,第一节维生素概论,二、分类,维生素,脂溶性维生素：A、D、E、K,水溶性维生素：B族（B1、B2、B3、B5、B6、B7、B11、B12）和维生素C,第二节脂溶性维生素脂溶性维生素（指溶于脂肪及脂溶剂如、苯、乙醚、和氯仿等）脂溶性维生素包括维生素A（视黄醇）、D（钙化醇）、E（生育酚）、K凝血维生素。,一、维生素A抗干眼病维生素,1、结构,维生素A原（-胡罗卜素）,2、功能,（1）维持上皮组织的正常结构和功能若缺乏，皮肤及粘膜上皮组织的结构和功能角化，如眼角膜干燥抗干眼病维生素,（2）维持正常视觉（明视觉和暗视党）,暗视觉的生化基础,暗视觉中的感光物质视紫红质,杆状细胞中含有感光物质视紫红质,视循环,无用物质,二、维生素D,1结构,维生素D都是类固醇化合物，具有抗佝偻病作用，故称为抗佝偻病维生素。维生素D家族成员中最重要的成员是D2和D3。维生素D均为不同的维生素D原经紫外照射后的衍生物。植物不含维生素D，但维生素D原在动、植物体内都存在。植物中的麦角醇为维生素D2原，经紫外照射后可转变为维生素D2，又名麦角钙化醇；人和动物皮下含的7-脱氢胆固醇为维生素D3原，在紫外照射后转变成维生素D3，又名胆钙化醇。,食物,25-羟胆钙化醇,1,25-二羟胆钙化醇,胆钙化醇（维生素D3）,肝,羟化,肾,羟化,维生素D的通式,2功能,维生素D的主要功能是调节钙、磷代谢，可促使小肠吸收钙，使血钙浓度增加，也可促使小肠吸收磷，使血磷浓度升高，维持血钙和血磷的水平，从而维持牙齿和骨骼的正常生长就发育。维生素D在体内发挥作用主要是通过促进钙的吸收进而调节多种生理功能。研究证明，维生素D3能诱导许多动物的肠黏膜产生一种专一的钙结合蛋白（CaBP），增加动物肠粘膜对钙离子的通透性，促进钙在肠内的吸收。维生素D缺乏可致佝偻病、手足搐搦症、骨软化病、骨质疏松症。,三、维生素E族（又称生育酚、育酚）,1结构,6-羟苯骈二氢吡喃衍生物,2性质,维生素E对氧十分敏感，极易被氧化而保护其他物质不被氧化，是动物和人体中最有效的抗氧化剂。,3功能,（1）抗不育,（2）保护肌肉,（3）维持红细胞的正常形态和功能,缺乏维生素E，会导致动脉粥洋硬化，血浓性贫血，癌症，白内障等其他老年腿行性病变疾病；形成疤痕；会使牙齿发黄；引发近视；引起残障、弱智儿；女性不孕或习惯性流产；引起男性性功能低下；前列腺肥大；等等。,四、维生素K族,维生素K族有K1、K2、K3、K4。,K1、K2是天然存在的。,K3、K4是人工合成的。,1结构,2功能,促进血液凝固，所以维生素K也称凝血维生素。,vitK的作用是促使肝脏合成凝血酶原，调节另外3种凝血因子的合成。,另外，其它凝血因子7、9、10的合成也依赖于vitK,第三节水溶性维生素和辅酶,（一）B族维生素维生素B1、B2、PP、B6、泛酸、生物素、叶酸及B12等,1维生素B1（硫胺素thiamine）抗脚气病维生素，抗神经炎维生素。,一类能溶于水的有机营养分子。其中包括在酶的催化中起着重要作用的B族维生素、硫辛酸和抗坏血酸（维生素C）。,维生素B1缺乏所引起的多发性神经炎，患者的周围神经末梢有发炎和退化现象，并伴有四肢麻木、肌肉萎缩、心力衰竭、下肢水肿等症状。1819世纪脚气病在中国、日本，尤其在东南亚一带广为流行，当时每年约有几十万人死于脚气病。中国古代医书中早有治疗脚气病的记载，中国名医孙思邈已知用谷皮治疗脚气病。,硫胺素+ATPTPP+AMP,（1）结构,（2）功能,B1的辅酶形式TPP，是丙酮酸脱羧酶和-酮戊二酸脱羧酶的辅酶，参与-酮酸的氧化脱羧。另外还是转酮酶的辅酶，参与糖代谢。,促进年幼动物的生长发育（抑制胆碱酯酶活性）,保护神经系统,如米糠和麸皮中含量很丰富，在酵母菌中含量也极丰富。瘦肉、白菜和芹菜中含量也较丰富。,2维生素B2（核黄素riboflavin）,（1）结构,1，5位有活泼的双键，易起氧化还原反应，有氧化型和还原型两种形式，传递氢。,（2）功能,维生素B2是FMN和FAD的组成成分，FMN和FAD是脱氢酶的辅酶。黄素辅酶与许多不同的电子受体和供体一起，通过3种不同的氧化还原状态参与电子转移反应，在细胞的物质与能量代谢的氧化还原过程中发挥传递电子与氢的功能，促进糖、脂肪和蛋白质的代谢。广泛参与体内各种氧化还原反应，因此能促进糖、脂肪和蛋白质的代谢，对维持皮肤、粘膜和视觉的正常技能均有一定的作用。当缺乏时，就影响机体的生物氧化，使代谢发生障碍。其病变多表现为口、眼和外生殖器部位的炎症，如口角炎、唇炎、舌炎、眼结膜炎和阴囊炎等。,3泛酸，遍多酸pantothenicacid和辅酶A,（1）结构,泛酸具制造抗体功能，在维护头发、皮肤及血液健康方面亦扮演重要角色；可喜的是，几乎所有食物都含泛酸，缺乏的问题不需多虑,（2）功能,泛酸是CoA的组成成分，CoA是生物体内转酰基酶的辅酶（主要作为转乙酰基酶的辅酶），参与转酰基作用。,4维生素B5（也称维生素pp、抗癞皮病维生素包括烟酰胺nicotinamide、烟酸）,（1）结构,维生素B5是吡啶的衍生物,吡啶-3-羧酸nicotinicacid,吡啶-3-酰胺nicotinamide,（2）功能,维生素PP是NAD和NADP的组成成分，NAD和NADP是许多脱氢酶的辅酶，参与递氢。,Ox型,Red型,Ox型,Red型,NAD+NADH+H+,(NAD)(NADH2),NADP+NADPH+H+,(NADP)(NADPH2),5维生素B6（吡哆素）,（1）结构,吡哆醛,吡哆醇,吡哆胺,(PLP),(PMP),（2）功能,PLP和PMP主要作为氨基酸转氨酶、氨基酸脱羧酶、氨基酸消旋酶的辅酶。,6维生素B7（生物素biotin）,（1）结构,（2）功能,生物素作为多种羧化酶的辅酶，起CO2载体的作用。它与酶蛋白活性部位的某个赖氨酸残基的-氨基以酰胺键结合生成-N-生物素酰L-赖氨酸，生物素是许多需ATP的羧化反应中羧基的载体，羧基暂时与生物素双环系统上的一个氮原子结合，如在丙酮酸羧化酶催化丙酮酸羧化成草酰乙酸的反应中。动物缺乏生物素引起皮肤疾患和脱毛。,7维生素B11（叶酸folicacid）,（1）结构,（2）功能,叶酸在5、6、7、8位加上四个氢，生成四氢叶酸（FH4），四氢叶酸是一碳单位的载体，传递一碳单位。,8维生素B12（氰钴胺素cyanocobalamin）,（1）结构,B12的咕啉核心,氰钴胺素cyanocobalamin,（2）功能,主要的辅酶形式是5脱氧腺苷钴胺素,另一种辅酶形式是甲基钴胺素,B12辅酶的功能,分子内重排,核苷酸还原成脱氧核苷酸（在某些细菌中）,甲基转移,B12还可促使红血球的生成和成熟，缺乏B12得恶性贫血。,（二）维生素C（抗坏血酸ascorbicacid）,1结构,Ascorbicacid(vitaminC),或,2性质,3功能,（1）参与体内的氧化一还原反应,（2）维生素C是羟化酶的辅酶，参与体内的多种羟化作用。如促进胶原蛋白和粘多糖的合成，维持细胞间质的完整，促进伤口愈合。缺乏维生素C引起毛细血管出血，造成坏血病。,（3）在某些代谢中起作用,（4）解毒作用,（5）增强机体抗病力,（三）硫辛酸,Ox型,Red型,硫辛酸（6,8-二硫辛酸）,功能:在机体代谢中，作为酰基载体。功能基团是-SH。,丙酮酸氧化脱羧反应,丙酮酸脱羧酶Mg2+,硫辛酸乙酰转移酶,二氢硫辛酸脱氢酶,丙酮酸+CoA-SH+NAD+乙酰CoA+CO2+NADH+H+,水溶性维生素总结维生素B1。保持循环、消化、神经和肌内正常功能；调整胃肠道的功能；构成脱羧酶的辅酶，参加糖的代谢；能预防脚气病。维生素B2。又叫核黄素。核典素是体内许多重要辅酶类的组成成分，这些酶能在体内物质代谢过程中传递氢，它还是蛋白质、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。泛酸。抗应激、抗寒冷、抗感染、防止某些抗生素的毒性，消除术后腹胀。维生素B6。在蛋白质代谢中起重要作用。治疗神经衰弱、眩晕、动脉粥样硬化等。维生素B12。抗脂肪肝，促进维生素A在肝中的贮存；促进细胞发育成熟和机体代谢；治疗恶性贫血。维生素PP(烟酸)。在细胞生理氧化过程中起传递