Biochemistry B(5)辅酶和维生素.ppt

请做好,Chapter6辅酶和维生素,维生素是维持生物正常生命过程所必需的一类小分子有机物，需要量很少，但对维持健康十分重要。,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）。,维生素的历史,药王孙思邈已知用谷皮治疗脚气病。,1896年荷兰医生埃克曼从生病的鸡上获得启示，最早分离出的维生素（VitB1）是一种胺类（amine），将维生素取名为Vitamine（生命胺，最初中译为维他命），但并非所有的维生素都含氨基，改为Vitamin（V）。,6、7世纪前，我国已有脚气病和雀目症的记载。,维生素缺乏症,缺乏VitD，牙齿松动，脚呈弓形，软骨病，佝偻病等。缺乏VitA，眼内水分少、干涩怕光，皮肤干而粗燥，皮肤无故发痒。缺乏VitC，皮有青紫斑，流鼻血，伤口不易愈合等。,维生素缺乏症,缺乏VitB6，兴奋不安、反射亢进和周围神经炎，导致头痛，脾气急躁，困倦，易激动和精神抑郁。缺乏VitB12，导致舌炎、腹泻和巨幼细胞性贫血，常伴有感觉迟钝、肢体运动失调等神经症状。缺乏VitB1，引发脚气病、神经炎并累及心脏，并使人脾气暴躁，困倦乏力，神经过敏，喜怒无常。,维生素过多症,长期大量使用VitA和VitD会引起中毒；VitB1用量过多会引起周围神经痛觉缺失；长期大量使用VitB12会引起红细胞过多；,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B5核黄素B2泛酸B3硫胺素B1维生素B6生物素B7四氢叶酸B11维生素B12硫辛酸维生素C,水溶性维生素,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（nicotinicacid）,尼克酰胺（nicotinamide）,6.1尼克酸（维生素PP、VitB5）,理化性质：,均为吡啶的3-羧酸衍生物；尼克酰胺的副作用较小（如引起面部、颈部发赤发痒和烧灼感），多用于医疗及营养上；无色晶体，熔点分别为236和129131；较稳定，不被光、空气及热破坏；与溴化氰产生黄绿色化合物，定量基础；溶于水及酒精。,吡啶,1.以NAD+或NADP+形式作为脱氢酶的辅酶，起递氢体的作用。,+2H,1,4,-2H,功能：,功能：,2.维持神经组织的健康。尼克酰胺维护中枢及交感神经系统，缺乏，则常产生神经损害和精神紊乱。3.促进微生物生长。4.尼克酸使血管扩张，使皮肤发赤发痒，尼克酰胺无此作用。大剂量尼克酸有降低血浆胆固醇和脂肪的作用。,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,VitB5的辅酶形式辅酶、辅酶,辅酶：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamideadeninedinucleotide，NAD+）辅酶：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamideadeninedinucleotidephosphate，NADP+）,2NAD+2H2NADH2NADP+2H2NADPH,NAD+,NADP+,辅酶尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸,辅酶尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,3-磷酸甘油醛脱氢酶,2NAD+2H2NADH,糖酵解中的脱氢酶的辅酶,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。,6.2核黄素（维生素B2）,桔黄色针状结晶，味苦；微溶于水，溶于水呈绿色荧光；在碱性溶液中光照极易破坏；贮于褐色容器，避光保存；肉、蛋、奶、鱼类等含量丰富。,核黄素,维生素B2的生理功能和缺乏症,作为递氢辅酶，参与生物氧化作用。缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口腔发炎，眼角膜和口角血管增生，引起白内障、眼角膜炎、舌炎和阴囊炎等。孕期和哺乳期的女性应大量补充，长期处在精神紧张、压力大环境的人，应当增加用量。,维生素B2缺乏症,女性尤其容易缺乏,氧化还原反应,VitB2的辅酶形式FAD和FMN,FAD(黄素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黄素单核苷酸)是核黄素(维生素B2)的衍生物。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。,VitB2+ATPFMN+ADP,+,FMN，flavinmononucleotide,FMN+ATPFAD+PPi,+ATP,FAD，flavinadeninedinucleotide,ATP,TCA中的脱氢酶的辅酶,苹果酸脱氢酶,异柠檬酸脱氢酶,琥珀酸脱氢酶,-酮戊二酸脱氢酶复合物,请你判断？,辅酶即NAD+,FMN,6.3泛酸（维生素B3）,泛酸又称维生素B3、遍多酸。由，-二羟基-二甲基丁酸和一分子-丙氨酸缩合而成。泛酸为淡黄色粘性油状物，溶于水和醋酸，不溶于氯仿和苯，在中性溶液中对湿热、氧化和还原都稳定。,泛酸,维生素B3的生理功能和缺乏症,泛酸以CoA形式参加代谢，是酰基的载体，是体内酰化酶的辅酶，对糖、脂、蛋白质代谢过程中的乙酰基转移有重要作用。成人每天需要量为510mg，一般膳食的泛酸含量丰富。大白鼠缺乏泛酸，毛发边灰白，自行脱落，毛与皮的色素形成可能与泛酸有关。,泛酸的辅酶形式是辅酶A，乙酰化酶的辅酶，参与酰基转移反应，作为酰基载体，是重要辅酶。,VitB3的辅酶形式辅酶A,腺苷-3,5-二磷酸,VitB3辅酶A乙酰辅酶A,泛酸（维生素B3）,脂肪酸代谢中生成脂酰coA,6.4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；自然界中分布广泛，特殊香气，微苦；维生素B1盐酸盐为无色结晶，溶于水；容易被破坏，酸性中稳定，中性和碱性中易被氧化；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和TPP,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）。,硫胺素,焦磷酸硫胺素,维生素B1,硫胺素(维生素B1)在体内以焦磷酸硫胺素(TPP)形式存在。,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,VitB1严重缺乏而引起的多发性神经炎。患者的周围神经末梢及臂神经丛均有发炎和退化现象，伴有心界扩大、心肌受累、四肢麻木、肌肉瘦弱、烦躁易怒和食欲不振等症状。同时因丙酮酸脱羧作用受阻，组织和血液中乳酸量大增，湿性脚气病还伴有下肢水肿。,脚气病,香港脚足癣,缺乏VitB1，周围神经的结构和功能受损，中枢神经系统同样受害。神经系统（特别是大脑）所需能量，基本由血糖氧化供给。糖代谢受阻，神经组织就发生反常现象。,注意,VitB1的辅酶形式硫胺素焦磷酸,焦磷酸硫胺素是脱羧酶的辅酶，它的前体是硫胺素(维生素B1)。催化酮酸的脱羧反应。,6.5维生素B6,维生素B6又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺。吡哆素为无色晶体，易溶于水及乙醇，在酸液中稳定，在碱液中易被破坏，对光不稳定，吡哆醇耐热，吡哆醛和吡哆胺不耐高温。,吡哆素+FeCl3红色产物,吡哆素+重氮化对一氨基苯磺酸橘红色产物,吡哆素+2，6-二氯醌氯亚胺蓝色产物,功能：,作为辅酶参加多种代谢反应，包括脱羧、转氨、氨基酸内消旋、Trp代谢（包括Trpnicotinamide）、含硫氨基酸的脱硫、羟基氨基酸的代谢和氨基酸脱水等。,导致皮肤中枢神经系统造血机构的损害。,VitB6缺乏症,VitB6的辅酶形式磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺,磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡多素是转氨酶的辅酶，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。,（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,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,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,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,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。,6.7四氢叶酸（维生素B11）,叶酸（folicacid）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。,叶酸,四氢叶酸,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。,叶酸的辅酶形式四氢叶酸（THFA）,THFA是转一碳基团酶系的辅酶。主要的生理功能：GlySer参与嘌呤环的合成dUMPTMP高半胱氨酸Cys一碳单位一般结合在THFA的N5或N10上,6.8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。,微生素B12为深红色晶体，熔点甚高，溶于水、乙醇和丙酮，不溶于氯仿。微生素B12晶体及水溶液都相当稳定，但酸、碱、日光、氧化和还原都使之破坏，有光活性。在自然界中只有微生物能合成维生素B12。,维生素B12的功能,1.促进某些化合物的异构作用。2.促进甲基转移作用。3.维持SH的还原型状态。4.促进核酸和蛋白质的生物合成。5.维持造血机构的正常运转。6.促进上皮组织细胞的新生。,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,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。,维生素B族,6.9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,6.10维生素C,维生素C能防治坏血病，又称抗坏血酸(ascorbicacid)。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,维生素C,抗坏血酸为无色晶体，熔点192，味酸，溶于水及乙醇。不耐热，易被光及空气氧化。抗坏血酸可还原2，6-二氯靛酚使之褪色，亦可与2，4-二硝基苯肼结合成有色的腙，定性或定量测定。,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,维生素A维生素D维生素K维生素E,脂溶性维生素,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A2Al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,小丑鱼,锦鲤,维生素A在体内的活性形式包括视黄醇、视黄醛。维生素A1一般为黄色粘性油体，纯体可结晶为黄色三棱晶体，熔点63。维生素A2尚未制成晶体。维生素A不溶于水，而溶于油脂和乙醇。,视黄醇,VitA,易氧化，在无氧条件下，相当耐热。易被紫外光所破坏。在氯仿和乙醇溶液中，维生素A1的吸收峰在328nm，维生素A2的吸收峰在345nm及350nm。维生素A除了促进年幼动物生长外，其主要功能为维持上皮组织的健康及正常视觉，还有助于动物生殖和泌乳。在视觉过程中维生素A的变化。,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。,干眼病：眼睑被白色乳酪状渗出物封住,VitA缺乏症,在儿童还偶有因缺乏A引起眼角膜和结膜变质，牙釉和骨质发育不全。大人、小孩长期缺乏维生素A都会导致泪腺分泌障碍产生干眼病（眼结膜炎）。动物缺乏维生素A，生殖和泌乳也不正常，易发生流产和缺奶。视紫红质不足，对暗光适应能力减弱，发生夜盲症。,胡萝卜，我要胡萝卜。,6.12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功能,调节钙、磷代谢，维持血液正常的钙、磷浓度，从而促进钙化，使牙齿、骨骼发育正常。,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。,机体只能从胆汁排出过多的维生素D，维生素D如摄食过量则会中毒。早期症状为：乏力、疲倦、恶心、头痛、腹泻等。较严重时引起软组织（包括血管、心肌、肺、肾、皮肤等）的钙化，导致重大病患。,VitD过量症,6.12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。,维生素E结构,、-生育酚,维生素E为淡黄色无嗅无味油状物，不溶于水而溶于油脂。不易被酸、碱和热破坏，无氧条件下热至200也稳定。极易被氧化。易被紫外光破坏。在259nm有吸收峰。,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。,6.13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。维生素K1为黄色油状物。维生素K2为黄色晶体。溶于油脂及有机溶剂，如乙醚、丙酮等。耐热，但易被光破坏。,维生素K结构,VitK功能,维生素K的主要作用是促进血液凝固，因维生素K是促进肝脏合成凝血酶原的重要因素。,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，或因肠道疾病妨碍维生素K