第七章 维生素和辅酶.ppt

第七章,维生素和辅酶,本章内容,概述脂溶性维生素水溶性维生素,一、概述1）、维生素（Vitamin，Vit)的概念：维生素是生物生长和代谢必需的微量小分子有机化合物。2）、对维生素的需要量：小、变、适量,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）。,最早分离出的维生素（维生素B1）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，我国已有脚气病和的记载。,生物对维生素的需要情况取决于：1.在代谢过程中是否需要；2.自身能否合成。,肝、胆疾病可阻碍维生素的吸收。,长期口服抗生素可抑制肠道菌生长，引起Vk、生物素、叶酸、泛酸等的缺乏。,妊娠、哺乳、强体力劳动、高温操作，维生素B1和B2的需要量相应增加。,医疗上用维生素防治维生素不足而引起的疾病。,长期大量使用维生素A和维生素D会引起中毒；维生素B1用量过多会引起周围神经痛觉缺失；长期大量使用维生素B12会引起红细胞过多；口服维生素C过多可破坏膳食中维生素B12而引起贫血。,维生素缺乏的原因,1、维生素摄入量不足2、吸收不良3、肠道细菌生长抑制4、需要量增加5、食物储存及烹调不当6、药物因素,合成维生素与天然维生素的比较？中国人最易缺少的五种维生素？何时、如何摄取维生素？维生素的保存？,3）、Vit的主要功能：,一、概念,功能各异，主要作为辅酶或辅基的组分。3、Vit的分类：根据溶解性分1）脂溶性Vit：A、D、E、K、等；2）水溶性Vit：VB（B1、B2、烟酸烟酰B6、泛酸、生物素、叶酸、B12）和VC,维生素原:在人和动物体内能转化为维生素的物质.,同效维生素:化学结构和维生素相似,并有维生素生物活性的物质.维生素含量的表示方法:1)微克,毫克2)国际单位(IU),二、脂溶性维生素,（一）维生素A（又称抗干眼病维生素）1、化学本质：为不饱和一元醇，化学名为视黄醇（retinol)，有2种。化学性质活泼、易被空气氧化、被紫外破坏。,2、生理功能：,1）维持正常视觉2）防止上皮组织干燥；3）促进幼儿生长发育等作用。,3、分布及来源：,动物肝、胡萝卜、韭菜、菠菜、玉米等含量较多。1分子-胡萝卜素可转化成2分子VA4、注意：过多引起中毒，多见婴幼儿。,二、脂溶性维生素,（二）维生素D（抗佝偻病维生素、钙化醇）,1、化学本质：为类固醇衍生物，含环戊烷多氢菲结构。VD有几种，重要的有VD2、VD3两种。,二、脂溶性维生素,VitD3的形成,万物生长靠太阳,2、生理功能：,促进成骨作用；调节钙、磷代谢；维持钙、磷恒定。缺乏：钙、磷吸收障碍，骨、牙不能正常发育，佝偻病(软骨病)。3、分布及来源：鱼肝油、肝、蛋黄、乳中含量较多。,二、脂溶性维生素,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。,（三）维生素E（生育酚、生育维生素）,1、化学本质：系酚类化合物。天然有8种，化学结构大同小异，根据甲基的数目、位置的不同分类，其中、4种较重要。易被紫外光破坏。,二、脂溶性维生素,2、生理功能：,1）与动物生殖机能有关；2）抗氧化剂。3、分布及来源：麦胚油、玉米油、等植物油；豆类及绿色蔬菜。,（四）维生素K（凝血维生素）,1、化学本质：已发现4种，均为萘醌的衍生物。天然有2种：,二、脂溶性维生素,VitK与凝血酶原,2、生理功能：加速血液凝固；促进肝脏合成凝血酶原（凝血因子）缺乏：贫血、凝血时间长。3、分布及来源：绿色植物、动物肝、微生物代谢产生。,新生婴儿肠内无菌，不能合成维生素K，身体本身又无贮存，故易因维生素K的缺乏而出血，应当在出身前增加母体的维生素K含量。,大剂量维生素K可引起动物贫血、脾肿大和肝肾伤害。对皮肤和呼吸道有强烈刺激，有时还引起溶血。,三、水溶性维生素（一）维生素B1(硫胺素或抗脚气病维生素),1、化学本质：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）。,1,2,4,5,1,2,4,焦磷酸硫胺素（TPP）羧化辅酶,硫胺素+ATP,Mg2+,硫胺素激酶,TPP+AMP,2、生理功能：,是脱羧酶辅酶，在糖代谢中起重要作用。缺乏：脚气病、神经病变等。,因维生素B1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,缺乏维生素B1不仅周围神经的结构和功能受损，中枢神经系统也同样受害。因为神经系统（特别的大脑）所需的能量，基本由血糖氧化供给，当糖代谢受阻时，神经组织也就发生反常现象。,维生素B1盐酸盐为无色结晶，溶于水，在酸性溶液中稳定，在中性和碱性溶液中易被氧化。在烹调条件下损失。有特殊香气，微苦。,3、分布及来源：,酵母中含维生素B1最多，其他食物中含量多不高。五谷类多集中在胚芽及皮层中。瘦肉、核果和蛋类的含量也较多。酵母、细菌和高等植物能合成维生素B1。,（二）维生素B2和黄素辅酶(FMN、FAD),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。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,7,8,9,10,核糖醇基,异咯嗪基,1、化学本质：维生素B2为橘黄色的针状晶体，味苦，微溶于水，极易溶于碱性溶液。在酸性溶液中稳定、耐热；易被紫外光、碱破坏。牛奶,三、水溶性维生素,在体内存在形式,黄素单核苷酸（flavinmononucleotide,FMN）黄素腺嘌呤二核苷酸（flavinadeninedinucleotide,FAD）,2、生理功能：,是多种氧化还原酶（黄素蛋白）的辅基。作为递氢辅基，参与生物氧化作用。对维持皮肤、黏膜和视觉的正常机能有一定作用。,缺乏：,口角炎、舌炎、结膜炎、脂溢性皮炎、视觉模糊等。维生素B2每人每天需要量：儿童0.6mg，成人1.6mg。动物体内不能合成维生素B2。过量则排出。3、分布及来源：动物肝、酵母中较多；蛋、绿色蔬菜中均有。,三、水溶性维生素,维生素缺乏,（三）泛酸（遍多酸维生素B3）和辅酶A,泛酸（pantothenicacid)旧称VB3，亦称遍多酸。对热、还原剂极稳定。,三、水溶性维生素,是辅酶A(CoenzymeA,CoA-SH)的组分。,1、化学本质：,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。,2、生理功能：,CoA-SH在代谢中作为酰基载体。功能部位在-SH上，常以HSCoA表示。如携带乙酰基：CH3CO-SCoA乙酰辅酶A。,三、水溶性维生素,乙酰辅酶A在代谢中起重要的纽带作用。,3、分布及来源：,生物界广泛存在，蔬菜、肝、蛋中丰富；肠道菌可合成。成人每天需要量为5-10mg，一般膳食的泛酸含量丰富，同时肠内细菌也能合成。大白鼠缺乏泛酸，毛发边灰白，并自行脱落，毛与皮的色素形成可能与泛酸有关。,（四）维生素PP和辅酶、辅酶,维生素PP过去称抗赖皮病维生素或维生素B5，包括尼克酸（烟酸）和尼克酰胺。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），医疗及营养上多用尼克酰胺。尼克酰胺为维生素B5的化学名。,尼克酸（nicotinicacid）,尼克酰胺（nicotinamide）,1、辅酶：含烟酰胺的辅酶有两种：,1）烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamideadeninedinucleotide）简称NAD或Co；,2）烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamideadeninedinucleotidephosphate）简称NADP或Co。,2、化学本质：,尼克酸及尼克酰胺为无色晶体，前者熔点为236，后者熔点为129131，是维生素中较稳定的，不被光、空气及热破坏。溶于水及酒精。与溴化氰作用产生黄绿色化合物，可作为定量基础。,3、生理功能：,1）NAD和NADP是多种酶的辅酶，a、其作为H的载体：MH2+NAD(P)+M+NAD(P)H+H+（氧化态）（还原态）,三、水溶性维生素,b、起偶联反应的作用：,2）作为药物：,治糙皮病；烟酸可扩张血管；膳食中长期缺乏维生素PP所引起的疾病为对称性皮炎，又叫赖皮病(pellagra)。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与精神紊乱，两手及其裸露部位呈现对称性皮炎。中枢神经方面的症状为头痛、头昏、易刺激、抑郁等。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）。,三、水溶性维生素,4、分布及来源：,分布广泛，肉类、谷物、花生和酵母中含量丰富。人体可利用Trp合成烟酰胺。,（五）维生素B6和磷酸吡哆醛,维生素B6又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺在体内可相互转化。,吡哆醇(pyridoxol),吡哆醛(pyridoxal),吡哆胺(pyridoxamine),三种物质在体内均以磷酸酯形式存在，可互相转变，参加代谢的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。,（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,1、化学本质：,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,2、生理功能：,1）磷酸吡哆醛在aa代谢中作为辅酶：a、作为转氨酶的辅酶，作氨基载体；b、催化脱羧和消旋作用；,三、水溶性维生素,治呕吐、动脉粥样硬化症、粒细胞减少症等。3、分布及来源：蛋黄、肝、酵母、肉、鱼、肾中丰富。,2）作为药物：,(六)生物素,生物素（维生素B7）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,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（CO2的固定）结合,1、化学本质：,生物素是细长针状的晶体，熔点232，耐热和耐酸、碱，微溶于水。,2、生理功能：,作为羧化酶的辅酶，在体内参与CO2的固定或脱羧反应。缺乏症：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。微生物3、分布及来源：蔬菜、蛋、肝、肾中丰富，肠道菌可合成。,（七）叶酸和叶酸辅酶,1、化学本质：由喋呤啶、对氨基苯甲酸（PABA）与L-Glu连接而成。在体内四氢叶酸.后者又称辅酶F（FH4）。,三、水溶性维生素,叶酸为鲜黄色物质，微溶于水，在水溶液中易被光破坏。,叶酸的5、6、7、8位置，在NADPH2存在下，可被还原成四氢叶酸（FH4或THFA）。四氢叶酸的N5和N10位可与多种一碳(基团)单位结合作为它们的载体。,2、生理功能：,FH4是转移一碳基团（如甲酰基、羟甲基等）酶系的辅酶，是一碳基团的载体，促进正常血细胞形成。,三、水溶性维生素,缺乏：,引起贫血症、白细胞减少症、3、叶酸与抗代谢药：1）结构中有与磺胺药结构相似的PABA，故磺胺药在细菌合成叶酸中起竞争性抑制作用，从而抑制细菌生长繁殖。2）设计叶酸类抗代谢物作为抗肿瘤药物。,3、分布及来源：,牛肝、牛肉、大豆、苹果、菠菜。,（八）维生素B12及其辅酶,1、化学本质：VB12又称钴胺素（cyanocobalamine),由咕啉环围绕钴离子形成。,三、水溶性维生素,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，。,2、生理功能：,是几种变位酶的辅酶；甲基钴胺素参与甲基的转移和形成。缺乏：引起恶性贫血，患者尿中有大量丙二酰CoA和丙酸。维生素B12的吸收需要一种胃壁细胞分泌的糖蛋白（称为内因子），两者结合后才能被小肠吸收。恶性贫血患者的胃液中常缺乏内因子，须注射维生素B12治疗。3、分布及来源：动物肝、肉、鱼、蛋奶中含量丰富。,(九)维生素C,维生素C能防治坏血病，又称抗坏血酸(ascorbicacid)。为多羟基酸性