生物化学第五章维生素和辅酶

1、生物化学第五章维生素和辅酶一、维生素的概述一、维生素的概述 （一）发现记（一）发现记(1906(1906年英国年英国) )纯化饲料纯化饲料矿物质、矿物质、蛋白质、蛋白质、脂肪、核脂肪、核酸、糖酸、糖 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动物合成某些维生素的功能维生素的功能退化，必须依退化，必须依靠植物和微生靠植物和微生物提供，一旦物提供，一旦缺乏：病缺乏：病/死死（二）概念（二）概念维生素维生素( (vitamin) ) 人类必需的一类营养素人类必需的一类营养素 是维持机体正常生理功能所必需、机体是维持机体正常生理功能所必需、机体 自身又不能合成或合成量不足，必需靠

2、自身又不能合成或合成量不足，必需靠 外界供给的一类微量低分子有机化合物。外界供给的一类微量低分子有机化合物。 不是能量物质，也不是结构物质不是能量物质，也不是结构物质 （三）（三） 维生素的分类维生素的分类 依据溶解性分为：依据溶解性分为： 水溶性：水溶性： VB族、族、VC 脂溶性：脂溶性： VA 、 VD、 VE、 VK功能：功能：水溶性水溶性V辅酶，辅酶， 参与酶催化反应中底物基团的转移参与酶催化反应中底物基团的转移脂溶性脂溶性V调控某些生物机能调控某些生物机能 二、水溶性维生素二、水溶性维生素（一）（一） VB1( 硫胺素）（硫胺素）（P441)存在形式：存在形式：（硫胺素焦磷酸）（硫

3、胺素焦磷酸）由由ATP提供提供功能功能脱羧酶辅酶脱羧酶辅酶将底物移入将底物移入/出脱羧酶活性出脱羧酶活性中心中心+ +丙酮酸脱羧酶缺乏病：脚气病缺乏病：脚气病 消化不良（抑制胆碱酯酶）消化不良（抑制胆碱酯酶）多存在于多存在于种皮、瘦肉、白菜中种皮、瘦肉、白菜中VB1在酸性溶液中稳定，耐热，在以下在酸性溶液中稳定，耐热，在以下，120不被破坏。不被破坏。H化学结构化学结构？键相连键相连核苷键核苷键VB2传递传递存在形式存在形式 黄素单核苷酸黄素单核苷酸 FMN 黄素腺嘌呤黄素腺嘌呤 二核苷酸二核苷酸 FAD(P445)氧化态 还原态 FMN + 2e + 2H+ FMNH2 FAD + 2e +

4、 2H+ FADH2 二甲基异咯嗪上二甲基异咯嗪上的的N1N1、N5N5载运载运H H补充物牛奶、蔬菜广泛存在，酵母、肝、肾、蛋、奶、大豆中丰富(三三) 泛酸泛酸/遍多酸遍多酸(VB3) 化学结构化学结构OHCH2CH3CCH3CHOHCONHCH2CH2OHOC泛泛解解酸酸丙丙氨氨酸酸VB3B3 存在方式存在方式 辅酶辅酶A（CoASH）巯基乙胺巯基乙胺酰胺键磷酸二酯键泛酸泛酸3，3-二甲基二甲基- 2、4-二羟基二羟基丁酸丁酸 OH1VB33.5-ADP(P447)功能功能酰基转移酶辅酶酰基转移酶辅酶，传递，传递酰基酰基在脂类与糖类代谢中起重要的作用在脂类与糖类代谢中起重要的作用H2O脂酰

5、脂酰CoA广泛存在，蜂王浆中含量最多。广泛存在，蜂王浆中含量最多。辅酶辅酶A广泛被作各种疾病的重要辅助广泛被作各种疾病的重要辅助药物。药物。（四）（四） PP（烟酰胺（烟酰胺/尼克酰胺尼克酰胺） 化学结构化学结构 存在方式存在方式烟酰胺腺嘌呤二核苷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶（辅酶I） NAD+烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 （辅酶辅酶）NADP+NCNH2O烟酰胺磷酸磷酸NMPAMPOO(P443) 功能：功能：脱氢酶辅酶脱氢酶辅酶传递传递酶活酶活性中性中心心+ +底物可自身合成，不缺乏可自身合成，不缺乏+H+在脱氢酶的活性中心辅助在脱氢酶的活性中心辅助H传递传递NAD(P

6、)H脱氢酶脱氢酶活性活性中心中心底物底物 NAD(P)+NAD(P)H将将H传递出去传递出去（五）（五） VB6又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺NCH2OHCH2OHHOH3C 吡哆醇(pyridoxol)NCH2OHCHOHOH3C 吡哆醛(pyridoxal)NCH2OHCH2NH2HOH3C 吡哆胺(pyridoxamine)(P449)NCH2OCHOHOH3CP（磷酸吡哆醛，（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ATPADP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ATPADP激酶ATPAD

7、P +NCH3OHCH2OPO3H2COH磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛CHCOOHR1NH2氨基酸氨基酸H2O+H2OSchiffs碱碱转氨基作用机制转氨基作用机制（醛亚胺）（醛亚胺）NCH3OHCH2OPO3H2CH2NH2磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 -酮酸酮酸+CHCOOHR1OH2O+H2O分子重排分子重排Schiffs碱异构体碱异构体功能：功能：作为辅酶参加多种代谢反应，包括脱羧、转作为辅酶参加多种代谢反应，包括脱羧、转氨、氨基酸内消旋、氨、氨基酸内消旋、Trp代谢（包括代谢（包括Trp nicotinamide，烟碱）、含硫氨基酸的脱硫、，烟碱）、含硫氨基酸的脱硫、羟基氨基酸的代谢和氨基酸的脱水等

8、。羟基氨基酸的代谢和氨基酸的脱水等。分布广泛分布广泛食物中富含，肠道细菌可以合成供人食物中富含，肠道细菌可以合成供人体需要。体需要。（六）生物素（六）生物素（VB7 ）为含硫维生素，其结构可视为由尿素与硫为含硫维生素，其结构可视为由尿素与硫戊烷环结合而成，并有一个戊烷环结合而成，并有一个C5酸枝链。酸枝链。HNNHCO尿素部分尿素部分HCCHH2CCHS硫戊烷环部分硫戊烷环部分(CH2)4COOHC5酸根部分酸根部分生物素（生物素（biotin）尿素环上的尿素环上的一个一个N可与可与CO2结合结合(P454)生物素是细长针状的晶体，熔点生物素是细长针状的晶体，熔点232，耐热和酸碱，微溶于水。

9、耐热和酸碱，微溶于水。功能：生物素是多种羧化酶的辅酶，功能：生物素是多种羧化酶的辅酶， 在在CO2固定反应中起重要作用。固定反应中起重要作用。（七）（七）VB11（叶酸造血维生素）（叶酸造血维生素） 化学结构化学结构 NNNNNH2OHCH2NHCONHCHCOOHCH2CH2COOH123456789102-氨基氨基-4-羟基羟基-6-亚甲基蝶呤亚甲基蝶呤对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸叶酸叶酸蝶酰谷氨酸蝶酰谷氨酸蝶酸蝶酸(P456) 存在形式存在形式四氢叶酸（辅酶四氢叶酸（辅酶F、CoF）NNNNNH2OHCH2NHCO12345678910谷氨酸谷氨酸NNNNNH2OHCH2NHHH

10、HHCO四氢叶酸四氢叶酸5678F4，THF 含一个碳原子的基团含一个碳原子的基团功能：一碳单位脱除酶的辅酶功能：一碳单位脱除酶的辅酶 传递一碳基团传递一碳基团NNN+NNH2OHCH2NCH2HHHCO传递亚甲基传递亚甲基谷氨酸谷氨酸NNN+NNH2OHCH2NHCH3HHHCO谷氨酸谷氨酸传递甲基传递甲基谷氨酸谷氨酸NNN+NNH2OHCH2NCHHHHCO传递甲川基传递甲川基 叶酸参与嘌呤、嘧啶的合成，间接影叶酸参与嘌呤、嘧啶的合成，间接影响蛋白质合成。响蛋白质合成。 磺胺类药物可竞争性地抑制细菌叶酸磺胺类药物可竞争性地抑制细菌叶酸的合成，导致繁殖中断。的合成，导致繁殖中断。（八（八 ）

11、 VB12及其辅酶及其辅酶维生素维生素B12是含钴的化合物，是含钴的化合物，又称钴胺素又称钴胺素(cyanocobalamine)(P450)氰钴胺素咕啉环二甲基苯并咪唑核苷酸5脱氧腺苷5脱氧腺苷钴胺素甲基钴胺素功能：功能：1.1.促进某些化合物的异构作用。促进某些化合物的异构作用。2.2. 促进甲基转移作用。促进甲基转移作用。3.3. 维持维持SHSH的还原型状态。的还原型状态。4.4. 促进核酸和蛋白质的生物合成促进核酸和蛋白质的生物合成。5.5. 维持造血机构的正常运转。维持造血机构的正常运转。6.6. 促进上皮组织细胞的新生。促进上皮组织细胞的新生。4.4. 髓磷脂的生物合成减少，损害

12、神经系统髓磷脂的生物合成减少，损害神经系统缺乏症：缺乏症：1. 1. 儿童及幼龄动物发育不良。儿童及幼龄动物发育不良。2. 2. 消化道上皮组织细胞失常。消化道上皮组织细胞失常。3. 3. 造血器官功能失常，导致恶性贫血造血器官功能失常，导致恶性贫血。（九）（九）硫辛酸硫辛酸 辛：八辛：八 H2C-CH2-HC（CH2）4 COOH | | SH SH(P459) H2C-CH2-HC（CH2）4 COOH SS 酰基的载体酰基的载体 坏血坏血/ /病病 毛细管脆弱、易碎毛细管脆弱、易碎 表现为牙龈发炎出血，皮肤出现小血斑、表现为牙龈发炎出血，皮肤出现小血斑、防治坏血病防治坏血病抗坏血酸抗坏血

13、酸 化学结构化学结构酸性多羟基化合物酸性多羟基化合物（十）（十） D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸L-葡萄糖酸葡萄糖酸L-古洛内酯古洛内酯L-古洛内酯氧化酶古洛内酯氧化酶3-氧氧-L-古洛内酯古洛内酯L-抗坏血酸抗坏血酸1 1，4 4内脂内脂14还原还原人、猴、豚人、猴、豚鼠体内缺乏鼠体内缺乏只能通过食物获取只能通过食物获取？反应反应(P461)功能功能 1. 1. 抗坏血病（保护细胞膜）抗坏血病（保护细胞膜） 2. 2. 氢传递体氢传递体 还原态还原态 氧化态氧化态 3.脯氨酸羟基化酶的辅酶脯氨酸羟基化酶的辅酶 4.酶的激活剂酶的激活剂？如何传递？如何传递三、脂溶性维生素三、脂溶性维生素（一） VA

14、动物饮食中吸收，或植物中的动物饮食中吸收，或植物中的-胡萝卜素转化而来胡萝卜素转化而来化学结构：化学结构： 不饱和一元醇不饱和一元醇 (脂类中萜类衍生物）CH3CH3CH3CHCHCH3CHCHCHCH3CH2OHCH3CH3CH3CHCHCH3CHCHCHCH3CH2OHVV（化学组成）（化学组成）3甲基环己甲基环己(二二)烯烯+2甲基甲基-壬壬-四烯醇四烯醇(P434)弱光弱光存在形式：存在形式： 视紫红质（含视黄醛的糖蛋白）视紫红质（含视黄醛的糖蛋白）棒状细胞细胞膜上视紫红质的电脑模拟图CH3CH3CH3CHCHCH3CHCHCHCH3CHO功能功能 暗视野下感光暗视野下感光视紫红质视紫

15、红质全反式全反式视黄醛视黄醛全反型维生素全反型维生素A11-顺型顺型视黄醛视黄醛暗暗处处NADH+E111-顺型维生素顺型维生素ANADH+E1E2 视黄醛异构酶 醇脱氢酶（二）（二） V VD D固醇衍生物固醇衍生物OHCH3CH3CHCH3CH2CH2CH2CHCH3CH3人体皮肤中的7-脱氢胆固醇VD3功能功能 1.OHCH2CH3CHCH3CH2CH2CH2CHCH3CH3VD 紫外线紫外线230300nm(P437) 缺乏：佝偻病、严重蛀牙、缺乏：佝偻病、严重蛀牙、 软骨病、老年性骨质疏松症软骨病、老年性骨质疏松症多喝奶制品！2.帮助吸收帮助吸收VA烟雾会遮断制造烟雾会遮断制造VD的太阳光；的太阳光； 强烈日晒灼伤后，强烈日晒灼伤后，皮肤停止制造皮肤停止制造VD。（三）（三） VE（生育酚）（生育酚）功能：影响生殖功能：影响生殖 抗氧化养颜，保护生物膜抗氧化养颜，保护生物膜 促进血红素合成促进血红素合成缺乏：死胎、细胞异型缺乏：死胎、细胞异型134561248910812CH3OHCH3CH3OCH3CH3CH3CH3CH3713一种典型的生育酚一种典型的生育酚化学结构化学结构？植物性食物中含量丰富植物性食物中含量丰富很少缺乏很少缺乏(P438)VK3（四）（四） VK（凝血维生素）（凝血维生素） 化学结构化学