生物化学简明教程 第7章 维生素与辅酶（课堂PPT）

第五章,维生素和辅酶,1,维生素（Vitamin）,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，人和动物不能合成它们，必须从食物中摄取不作为主要的结构和能量物质，而是作为某些代谢酶的辅酶或某些特殊功能而参与机体代谢过程的调节（1）构成辅酶的成分：多数水溶性维生素（2）本身为辅酶：少数水溶性维生素（例如B7/B12）（3）特殊生理机能：脂溶性维生素脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用，而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起调节作用。,2,分类脂溶性维生素：VA、VD、VE、VK水溶性维生素：维生素B混合体、VC等维生素B混合体：B1、B2、PP、B6、泛酸、生物素、叶酸、B12、对氨基苯甲酸、胆碱及肌醇缺乏原因（1）维生素摄入量不足（2）维生素的吸收障碍（3）需要量增加（4）食物以外的维生素供给不足,3,7.1脂溶性维生素,VA、VD、VE、VK不溶于水，而溶于脂肪及脂溶剂（如苯、乙醚、氯仿）消化道内的吸收与脂质有关，体内的储存肝,4,7.1.1维生素A,抗干眼病维生素化学本质：含-白芷酮环的多聚异戊二烯复合物主要类型：A1（视黄醇）、A2（脱氢视黄醇）活性形式：视黄醇、视黄醛、视黄酸维生素A原：-胡萝卜素食物来源：菠菜、番茄、胡萝卜和动物肝脏、奶制品、鱼肝油,5,6,存在形式：视紫红质（含视黄醛的糖蛋白）,视黄醛,棒状细胞细胞膜上视紫红质的电脑模拟图,视紫红质,作用：形成视紫红质；与视觉与感光有关，维持上皮组织的结构完整；促进生长发育,7,7.1.2维生素D,抗佝偻病维生素/钙化醇化学本质：类固醇激素主要类型：D2（麦角钙化醇）、D3（胆钙化醇）维生素D3原：7-脱氢胆固醇维生素D2原：麦角固醇活性形式：1,25-二羟维生素D3食物来源：鱼肝油、动物肝、蛋为主要来源,8,维生素D2*为(CH2)3时是维生素D3,9,紫外线230300nm,人体皮肤中的7-脱氢胆固醇,维生素D3,生理功能：（1）促进钙磷吸收（2）促进成骨作用,10,7.1.3维生素E,抗不育维生素或生育酚化学本质：苯骈二吡喃衍生物主要类型：、食物来源：豆类、蔬菜、植物油等-生育酚活性最高,11,生理功能（1）与生殖功能有关（2）最重要的天然抗氧化剂：避免脂质过氧化物产生（3）促进血红素合成：提高ALA合成酶和ALA脱水酶活性,12,13,7.1.4维生素K,凝血维生素化学本质：2-甲基-1,4-萘醌的衍生物主要类型：K1（绿叶）和K2（肠道）来源：绿叶蔬菜、肠道细菌合成,14,15,生理功能促进肝合成凝血酶原及凝血因子VII、IX和X,16,7.2水溶性维生素,VB1、VB2、泛酸、VPP、VB6、生物素、叶酸、VB12、硫辛酸和VC易溶于水，故易随尿液、汗液排出体内不易存储，必需经常从食物中摄取,17,7.2.1维生素B1,抗脚气病维生素或硫胺素化学本质：嘧啶环噻唑环活性形式：焦磷酸硫胺素（TPP）焦磷酸硫胺素是脱羧酶的辅酶在酸性溶液中稳定，耐热，在pH3.5以下，120不被破坏。多存在于种皮、瘦肉、白菜中,18,由ATP提供,19,TPP在代谢中的功能（1）是酮酸氧化脱羧酶系的辅酶（2）作为转酮醇酶的辅酶参与磷酸戊糖途径（3）在神经传导中起一定作用，参与乙酰胆碱合成,20,生化作用：TPP噻唑环上S与N之间的C原子活泼,释出H形成亲核基团-TPP负离子，其可攻击-酮酸上的羰基促使-酮酸脱羧释放CO2缺乏症：（1）由于TPP与糖代谢密切相关。（2）神经特别是大脑平时正常情况下以葡萄糖为唯一燃料分子（3）机体缺乏VB1，血、尿和神经组织中丙酮酸含量升高（4）神经组织能量供应不足出现许多临床症状称为脚气病,21,7.2.2维生素B2,核黄素化学本质：核醇6,7-二甲基异咯嗪活性形式：黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）存在于酵母、动物肝、肾、蛋黄、奶与大豆,22,23,FMN（黄素单核苷酸）,24,FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）,25,FAD和FMN在脱氢酶催化的氧化-还原反应中，起着电子和质子的传递体作用,26,生化作用氧化还原酶的辅酶，参与递氢异咯嗪环上1位和5位N原子与活泼的双键相连，可接受底物脱下来的氢原子。缺乏症组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口腔发炎，舌炎、角膜炎、皮炎等,27,7.2.3泛酸（维生素B2）,遍多酸化学本质：-丙氨酸二羟二甲基丁酸活性形式：酰基载体蛋白（ACP）和辅酶存在于酵母、小麦、花生、豌豆、动物肝和肾等生物或生物器官中,28,29,活性基为-SH,30,7.2.4维生素PP,抗癞皮病维生素化学本质：吡啶衍生物主要类型：尼克酸及尼克酰胺活性形式：尼克酰胺二核苷酸（NAD）和尼克酰胺二核苷酸磷酸（NADP）存在于酵母、花生、谷类植物、大豆、动物肝中，在人体内可由色氨酸生成缺乏时表现出神经营养障碍，出现皮炎。,31,32,33,34,烟酰胺在生理条件吡啶氮为5价，能接受电子成为3价氮，其对侧的碳可加氢还原，底物分子脱氢时，一次脱下一对氢（2H+和2e-）NAD+或NADP+接受1个H+和2个e-，另一个H+游离存在于溶液中。,35,7.2.5维生素B6,抗皮炎维生素化学本质：吡啶衍生物主要类型：吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺活性形式：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺存在于谷类外皮中,36,37,磷酸吡哆素主要包括：磷酸吡哆醛，磷酸吡哆胺,磷酸吡哆素是转氨酶、脱羧酶、消旋酶的辅酶，转氨酶通过磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互转换，起转移氨基的作用。生理功能（1）参与AA的转氨作用，脱羧作用（2）氨基酸的消旋作用,38,39,7.2.6生物素（维生素B7）,维生素H化学本质：噻吩与尿素相结合的骈环戊酸主要类型：生物素（蛋黄）和生物素（肝）活性形式：生物素细长针状的晶体，熔点232，耐热和酸碱，微溶于水。存在于酵母、谷类、豆类、鱼类、肝、肾、蛋黄、坚果中,40,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。,尿素环上的一个N可与CO2结合,生物素是羧化酶的辅酶，羧化酶的功能是作为CO2的递体，在生物合成中起传递和固定CO2的作用。,41,42,43,44,长期使用抗生素可抑制肠道细菌生长，也可能造成生物素的缺乏，主要症状是疲乏、恶心、呕吐、食欲不振、皮炎及神经过敏等,45,7.2.7叶酸（维生素B11）,蝶酰谷氨酸化学本质：蝶呤啶对氨基苯甲酸L-谷氨酸活性形式：四氢叶酸存在于绿色植物的叶片中,46,47,48,49,叶酸在小肠上段易被吸收，在十二指肠及空肠上皮粘膜细胞含叶酸还原酶（辅酶为NADPH），在该酶的作用下可转变成叶酸的活性型四氢叶酸生理功能FH4是体内一碳单位转移酶的辅酶，分子内部N5、N10两个氮原子能携带一碳基团。一碳基团在体内参加多种物质的合成，如嘌呤、胸腺嘧啶核苷酸等物质的从头合成。缺乏症当叶酸缺乏时，DNA合成必然受到抑制，骨髓幼红细胞DNA合成减少，细胞分裂速度降低，细胞体积变大，造成巨幼红细胞贫血。,50,7.2.8维生素B12,抗恶性贫血维生素或钴胺素化学本质：咕啉衍生物活性形式：甲基钴胺素，5-脱氧腺苷钴胺素目前所知唯一含有金属元素的维生素存在于动物食品中，肉类和肝中含量丰富,51,维生素B12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辅酶维生素B12辅酶的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。,52,缺乏症缺乏B12辅酶表现为恶性贫血及其他疾病肝、鱼、肉蛋奶等都富含B12辅酶，人体肠道中细菌也能合成，故一般人不缺乏维生素B12的特异性吸收与胃粘膜分泌的一种糖蛋白（称为内在因子）和内在因子受体有关有人因缺乏内在因子而致维生素B12缺乏，需用注射维生素B12治疗缺乏症,53,7.2.9硫辛酸,化学本质：6,8-二硫辛酸活性形式：硫辛酸、二氢硫辛酸不属于维生素的辅酶存在于在酵母与动物肝中,54,硫辛酸（氧化型）,硫辛酸（还原型）,55,一种酰基载体，存在于丙酮酸脱氢酶系和-酮戊二酸脱氢酶系,生理功能硫辛酸有抗脂肪肝和降低血胆固醇的作用。另外，它很容易进行氧化还原反应，故可保护巯基酶免受重金属离子的毒害。,56,7.2.10维生素C,L-抗坏血酸化学本质：6碳多羟基脂肪酸活性形式：L抗坏血酸和L脱氢抗坏血酸主要类型：抗坏血酸和脱氢抗坏血酸绝大多数的动物都能在体内由D-葡糖醛酸合成，人、猴、豚鼠以及一些鸟类和鱼类不能在体内合成，需体外摄取存在于蔬菜和新鲜水果中,57,L-抗坏血酸,脱氢抗坏血酸,58,人、猴、豚鼠体内缺乏,59,氢传递体,60,VC广泛存在于