第三章 维生素vitamin和辅酶coenzyme4.1.概述4.1.1.概念 人和动.

1、Chapter 4 vitamin & coenzyme 第三章 维生素vitamin和辅酶coenzyme概念 人和动物维持正常生长所必需的、极少量的低分子有机物，它不是组织的原料，也不是能量的来源，仅仅调节控制代谢作用，人不能合成任何一种维生素，不同种类的动物可以合成一部分维生素。命名以拉丁字母命名：如VA、VB、VC、VD、VE、VK等；以结构命名：如硫胺素=VB1；以功能命名：如VC=抗坏血酸；Chapter 4 vitamin & coenzyme 分类 按溶解性质分为水溶性和脂溶性两大类。water-soluble vitamin & coenzyme 溶于水，分离提取较为困难，进

2、入体内后多余的维生素及其代谢产物随尿排出体外，体内贮量有限，机体容易发生缺乏症,在肝脏中贮存量较多。硫胺素thiamine，VB1.化学结构和性质 VB1又称抗神经炎维生素（又名抗脚气病维生素），由含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环组成，故称硫氨素。Chapter 4 vitamin & coenzyme VB1对热稳定，干热至100亦不分解，水中加热至100能缓慢分解。酸性溶液能延缓分解，碱溶液中极不稳定，容易分解。 氧化后形成脱氢硫胺素（硫色素），在紫外光照射时产生蓝色荧光，可定量分析。.硫胺素焦磷酸thiamine pyrophosphate，TPP TPP在常作羰基（醛或酮）合成酶的辅酶，特

3、别是-酮酸的脱羧和-羟酮的形成和裂解，都依赖于TPP作辅酶的酶。.生理功能及缺乏病athiaminosis 计量单位有ug和IU两个：1IU=3ug；Chapter 4 vitamin & coenzyme 成人的需要量为1.12.1mg/人天。 缺乏VB1时，丙酮酸不能氧化，造成神经组织中丙酮酸和乳酸的堆积，能量供应减少，影响神经及心肌的代谢和机能。人则出现脚气病，动物出现多发性神经炎。表现为食欲不振、消化不良。 食品中大米含VB11.7mg/500g；猪肝2.0mg/500g；谷类、豆类VB1含也丰富。.拮抗物 吡啶硫胺素与VB1相似，饲料中如吡啶硫胺素含量多可引起VB1缺乏症，注射大量V

4、B1可治疗。在植物中含天然VB1拮抗物，如牛马吃了多量蕨类植物后，中毒表现为VB1缺乏症。仅根、茎叶分化的孢子植物，如浮萍、地木耳等也如此。Chapter 4 vitamin & coenzyme riboflavin，VB2.结构和性质 VB2由核醇与6,7-二甲基异咯嗪组成，呈桔黄色，分子中有核醇，又名核黄素。 VB2在酸性溶液中稳定、耐热，被碱和光线破坏。.黄素辅酶 黄素辅酶形成方式为：VB2+ATPFMN+ADPFMN+ATPFAD+PPi 作脱氢酶的辅酶，在异咯嗪环的第1，10位氮上加氢及脱氢。Chapter 4 vitamin & coenzyme .生理功能和缺乏症aflavin

5、osis 黄素辅酶广泛参与体内的各种代谢反应，维持皮肤、粘膜和视觉的正常机能。 反刍动物无缺乏症，肠内的细菌可合成VB2以满足动物需要。 动物常引起胸部脱毛、唇炎、口角炎、角膜炎、呼吸心跳减弱等。 成人每天需要1.31.7mg，肝可贮存10天的用量，多余的从尿中排出。缺乏时患口舌炎，眼血管扩多（红眼症状）。 食品中动物肝含量多，约21.1mg/kg，发芽的谷物中含量也多。Chapter 4 vitamin & coenzyme pantothenic acidVB3.结构及性质 又名遍多酸，-丙氨酸的衍生物，黄色粘稠的油状，对氧化剂和还原剂稳定，有水时加热稳定，但干热及在酸性或碱性介质时加热则

6、易被破坏。 广泛存在于麸皮、米糠、胡萝卜、苜蓿、油粕中，通过扩散被动物肠道吸收。.辅酶A（coenzyme A）泛酸+半胱氨酸+ATPCO2+Pi+CoA CoA是酰化作用的辅酶，在糖、脂肪、蛋白质的代谢中巯基与酰基形成硫酯，传递酰基。Chapter 4 vitamin & coenzyme .缺乏症因为广泛存在，缺乏症极少。鸡：羽毛生长差，皮肤发炎、脊髓退化。狗：血糖下降，心脏跳动及呼吸加速，肝肾变性。维生素PP，VB5.结构与性质 维生素PP是吡啶衍生物，结构最简单，临床常用烟酰胺，副作用小。 白色针状晶体，性质稳定，对酸、碱、光、热、氧化剂均稳定。与溴化氢结合产生黄绿色荧光，可比色。动物

7、可由色氨酸合成一部分，但不能满足需要。Chapter 4 vitamin & coenzyme .辅酶（NAD）和辅酶（NADP） 它们作为体内许多脱氢酶的辅酶，在氧化还原反应中起传递氢，在烟酰胺的吡啶环的1位N原子上传递电子，4位C原子传递H。.生理功能及缺乏病 成人每天需要1221mg，但若达到38g/d时就损伤肝脏。人的缺乏症是糙皮病（皮肤干裂），伴随口炎、角膜炎。糙米含量丰富，达25mg/kg，草食动物肠内的微生物可以合成VPP，不发生缺乏症。 动物比较上发生VPP缺乏症，仅长期喂玉米的猪会发生缺乏症，发生口炎，皮肤覆盖一层黑色痂皮。Chapter 4 vitamin & coenzy

8、me 吡哆素pyridoxam，VB6.结构及性质 白色晶体，吡哆醇在酸或碱中较稳定， 热稳定，但易受光破坏，但吡哆醛、吡哆胺在高温易被破坏。 动物体内多为吡哆醛和吡哆胺，食品中三者均有。.辅酶 磷酸吡哆醛pyridoxal-5-phosphate，PLP：为氨基酸代谢中转氨酶的辅酶，以此酶的活力可以测定肝功能。 磷酸吡哆胺pyridoxamide-5-phosphate，PMP：为谷氨酸、酪氨酸、精氨酸脱羧酶的辅酶。Chapter 4 vitamin & coenzyme .生理功能和缺乏症 在生物体内VB6参与氨基酸的代谢，加强氨基酸的转运，促进蛋白质的合成，家畜家禽在育肥期间不可缺少，否

9、则生长缓慢，甚至停止生长。成人很少有缺乏症，每天约需要2mg。生物素，biotin，维生素H，VB7.结构及性质 VB7是尿素与噻吩相结合的骈环，并带有戊酸侧链。白色针状晶体，溶于热水和稀碱，常温下相当稳定，但高温及氧化剂易破坏。 蛋清中有抗生物素蛋白，与VB7结合紧密而使VB7无活性。Chapter 4 vitamin & coenzyme .羧化辅酶 生物素的羧基与酶蛋白中的赖氨酸的氨基结合形成羧基化辅酶，固定CO2，以传递能量，如在脂肪酸合成时乙酰CoA转变为丙二酸单酰CoA，丙二酸单酰CoA转变为甲基丙二酸单酰CoA等反应中固定CO2。.生理功能和缺乏症 动物肠内微生物可合成CO2，因

10、此没有缺乏症。 成人每天需要0.150.30mg，缺乏时发生皮炎和毛发脱落。在豆类食品，奶、蛋中含量丰富。Chapter 4 vitamin & coenzyme 叶酸folic acid，VB9 .结构及性质 黄色结晶，微溶于水，溶于乙醇和碱性溶液，其钠盐在水中溶解度大。VB9在中性及碱性溶液中对热稳定，但在酸性溶液中加热则分解，易被光破坏。室温储存也易损失。.叶酸辅酶 植物绿叶中以蝶酰多谷氨酸形式存在，在动物肠前部水解为谷氨酸和叶酸，在肠壁、肝、骨髓转化为四氢叶酸（5、6、7、8各结合一个氢，tetrahydrofolic acid，THFA），贮于肝中，很少排出体外。Chapter 4

11、vitamin & coenzyme THFA的5、10位N原子可结合一碳基团，是传递一碳基团的载体。一碳基团包括甲基、羟甲基、甲酰基、亚甲基（又称甲叉基-CH2-）、次甲基（又称甲川基）、亚氨甲基等，一碳基团的转移与嘌呤、嘧啶的合成及氨基酸代谢有密切关系。.生理功能及缺乏病 食品和家畜饲料中叶酸较丰富，一般不致出现缺乏症，成人每天需要0.20.5mg。人和动物长期服用抑菌药物会出现缺乏症，表现为舌炎、胃肠疾病、贫血、停止生长和白细胞减少。 Chapter 4 vitamin & coenzyme cobalamin，VB12 .结构和性质 VB12是含钴的卟啉大分子，又称钴维生素。VB12有

12、多种形式，如氰钴胺素（cyanocobalamin）、羟钴胺素（Hydroxocobalamin，B12常用形式）、甲钴胺素（methylcobalamin，钴胺素辅酶），5-脱氧腺苷钴胺素（deoxyadenosylcobalamin，B12辅酶）等。 粉红色结晶，在弱酸性溶液中稳定。在pH4.55.0的溶液中长期放置，不改变其活性，在pH3以下及9以上极易分解；在pH4.07.0溶液中高压灭菌只有很少的损失。日光、氧化剂或还原剂易破坏VB12。Chapter 4 vitamin & coenzyme . B12辅酶 羟钴胺素和5-脱氧腺苷钴胺素作为辅酶，在体内主要转运甲基等一碳基团。与叶酸

13、的作用是相互联系。 体内叶酸约80以N5-甲基四氢叶酸状态存在，它由N5,N10-亚甲四氢叶酸还原而成。 VB12还参与以下反应：二硫键还原为硫基；合成蛋白质时氨甚酸的活化；甲基丙二酸单酰CoA转变为琥珀酰CoA；-甲基天冬氨酸转变为谷氨酸；甲酸还原为甲基；核糖核苷酸还原为脱氧核糖核苷酸等。 VB12最重要的是参予核酸和蛋白质的合成，促进了细胞的发育和成熟。Chapter 4 vitamin & coenzyme .生理功能及缺乏病 VB12在胃中被胃粘膜壁细胞分泌的糖蛋白保护，不被肠内酶和细菌破坏，但糖蛋白不进入血液。 反刍动物瘤胃中的微生物能合成相当多量的VB12，当瘤胃微生物进入真胃被消

14、化时，微生物的VB12即可供动物利用。非反刍的草食动物，其大肠中微生物合成的VB12，也供应给动物一部分。 成人每天需要0.2mg，缺乏时，引起恶性贫血（红细胞生成减少）。 在动物中，缺乏症表现为胆碱合成受阻，引起卵磷脂缺乏，肝中脂肪难以运出，牛羊出现干瘦病，鸡产蛋量下降，动物幼体生长缓慢。 Chapter 4 vitamin & coenzyme 抗坏血酸ascorbic acid，VC .化学结构与性质 无色无味的片状晶体，水溶液酸性，在弱酸中稳定，在碱性、中性、加热、金属离子存在时破坏。 己糖的衍生物，其分子中第2位及第3位上的两个相邻的烯醇式羟基易解离出氢离子，有强还原性，极易被氧化剂

15、所破坏。 灵长类不能合成VC，其它动物可合成。蔬菜、水果中含有丰富的VC。Chapter 4 vitamin & coenzyme .生理功能及缺乏症.参与细胞间质的生成 维生素C是合成胶原和粘多糖等细胞间质所必需，当VC缺乏时出现坏血病scurvy。毛细血管的细胞间质减少，变得脆弱，通透性增大，易引起皮下、肌肉、肠胃道粘膜出血，软骨、骨、牙齿、肌肉及其他组织的细胞间质减少，使骨、牙齿容易折断或脱落、创口溃疡不易愈合。.解毒作用 重金属和体内含活性巯基的酶类结合，使酶失活。VC能使体内氧化型谷胱甘肽（G-S-S-G）转变为还原型谷胱甘肽（G-SH），还原型谷胱甘肽与重金属离子结合而排出体外。C

16、hapter 4 vitamin & coenzyme .参与体内氧化还原反应 维生素C可脱氢成为脱氢抗坏血酸，反应可逆，在体内参加生物氧化反应。.参加体内其他代谢反应 在叶酸转变为四氢叶酸过程、酪氨酸代谢过程及肾上腺皮质激素合成过程中部需VC存在。.促进Fe3+转化为Fe2+，有利于Fe2+的吸收，故临床上治疗营养性缺铁贫血时常用维生素C作辅助药物。Chapter 4 vitamin & coenzyme 硫辛酸Lipoic acid 硫辛酸又称6,8-二硫辛酸，不溶于水而溶于脂溶剂，可列为脂溶性维生素。它能加氢成为还原型硫辛酸，反应可逆。硫辛酸存在于丙酮酸脱氢酶和-酮戊二酸氧化脱氢酶中，在

17、这两个多酶体系中偶联酰基转移和电子转移的功能。 硫辛酸是一些微生物的生长因素，但是否是动物的维生素一直没有获得实验证据。辅酶Q，泛醌uniqinone 广泛存在于动物和细菌的线粒体，作线粒体呼吸链氧化-还原酶的辅酶，在酶与底物间传递电子和氢。 人体总含量为0.51.5克。Chapter 4 vitamin & coenzyme fat-soluble vitamin 不溶于水，在食物中和脂共同存在，当肠道对脂吸收不好时，使脂溶性维生素减少，引起缺乏症。维生素A 又名视黄醇retinol，抗干眼醇axerophthol，抗干眼维生素antixerophthalmic vitamin，通常以视黄醇

18、酯存在，醛的形式称为视黄醛（retinal或retinaldehyde）。.结构与性质 VA1：C20H30O，广泛存在与动物肝、血液、视网膜，被称为视黄醇。熔点64。 VA2：C20H28O，存在于淡水鱼类，1719，其活性只有VA1的一半。Chapter 4 vitamin & coenzyme 淡黄色晶体或淡黄色油状液体。食物中的VA在小肠粘膜细胞内与脂肪酸结合成酯后掺入乳糜微粒，通过淋巴液转运，被肝脏摄取，在肝脏的储脂细胞贮藏，应机体需要向血中释放。血浆中的维生素A与特异的转运蛋白视黄醇结合蛋白（retinol-binding protein，RBP）结合被转运。 胡萝卜素carote

19、ne可转化为VA，理论上一分子-胡萝卜素可转化为2分子VA，一分子-胡萝卜素和-胡萝卜素只能转化为1分子的VA，实际转化上1mg-胡萝卜素转化为VA的量为：牛、马0.12mgVA；猪0.15 mgVA；鸡0.50 mgVA；在人的食品中，规定1mg VA1=6 mg VA1=12 mg VA1其它胡萝卜素。Chapter 4 vitamin & coenzyme .功能与缺乏症 VA的计量单位：1ug VAA，每人每天约需26003300I.U.。.干眼病xerophthalmia VA保持上皮组织完整和膜结构的通透性，促进粘多糖合成。缺乏时发生干眼病，泪腺上皮细胞角质化，停止分泌眼泪，眼睛干

20、燥，不停眨眼而面带哭相，患者感眼干、红热、摩擦和砂粒状异物感。.夜盲症nitht B1indness 杆细胞，对弱光敏感，对颜色不敏感，视紫红质在光中分解，在暗中再合成。Chapter 4 vitamin & coenzyme 维生素D 为类甾醇衍生物，又称钙化醇calciferol，有抗佝偻病作用，故称为抗佝偻病维生素antirachitic vitamin。.结构与性质麦角固醇（紫外）VD2 发生在植物中，为草食性动物VD的主要来源。7-脱氢胆固醇（紫外）VD3 动物产生VD的主要方式。人类通过太阳作用于皮肤产生VD，因此VD严格说不是一种维生素。 无色晶体，在中性和碱性溶液中耐高温和氧化

21、，130时90分钟不破坏。但酸性易被分解。Chapter 4 vitamin & coenzyme .功能与缺乏症 参加调节钙和磷的代谢。计量单位：1ug=4I.U.，成人每天约需要440I.U.。 缺乏时表现缺钙，即 佝偻病Rickets：幼体发生驼背，不牢靠，牙、骨等生长缓慢。 软骨病Rickets：成体发生骨钙被动用，骨质密度低，易骨折。 怀孕和哺乳的雌性未接触阳光，加上奶钙的动用易患。Chapter 4 vitamin & coenzyme 维生素E 又称生育酚tocopherol，主要存在于植物油中，尤以麦胚油、大豆油、玉米油和葵花籽油中含量丰富，豆类及蔬菜中含量也多。呈黄色油状，无氧时耐热220，100以下酸、碱均稳定，但易被氧化，故常作抗氧化剂。 VE易氧化而保护其他物质不