生物化学 维生素与辅酶

生物化学维生素与辅酶第1页，课件共57页，创作于2023年2月

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“雀目症”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。第2页，课件共57页，创作于2023年2月肝、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。第3页，课件共57页，创作于2023年2月维生素水溶性维生素脂溶性维生素：维生素B族（B1、B2、泛酸、维生素PP、B6、生物素、叶酸，B12）和维生素C等。：维生素A、D、E、K等第4页，课件共57页，创作于2023年2月第一节

脂溶性维生素Lipid-solubleVitamins第5页，课件共57页，创作于2023年2月共同特点﹡均为非极性疏水的异戊二烯衍生物﹡不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂﹡在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收﹡吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输

种类VitA,VitD,VitE,VitK第6页，课件共57页，创作于2023年2月一、维生素A（抗干眼病维生素）﹡天然形式：A1（视黄醇）A2（3-脱氢视黄醇）﹡活性形式：视黄醇、视黄醛、视黄酸﹡维生素A原：β-胡萝卜素（一）化学本质与性质视黄醇第7页，课件共57页，创作于2023年2月维生素A只存在于动物性食物中，包括A1和A2两种。A1即视黄醇，主要存在于咸水鱼的肝脏；A2即3-脱氢视黄醇，主要存在于淡水鱼肝脏。在高等植物和动物中普遍存在的β-胡萝卜素可转变为维生素A。CH2OH3-脱氢视黄醇第8页，课件共57页，创作于2023年2月CH2OHCHO第9页，课件共57页，创作于2023年2月维生素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，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。在乙醇溶液中，维生素A1与三氯化鏑作用产生的蓝色溶液在620nm处有一特殊吸收光带，维生素A2在693nm和697nm各有一吸收光带。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。第10页，课件共57页，创作于2023年2月（二）生化作用

1.生化作用＊构成视觉细胞内感光物质（见后图）＊参与糖蛋白的合成，维持上皮组织的分化与健全＊其他作用，如影响细胞的分化2.缺乏症夜盲症，干眼病，皮肤干燥等3.过量

导致骨质脱钙、骨脆性增加、生长受抑、长骨变粗及骨关节疼痛；皮肤干燥、发痒、鳞皮、皮疹、脱皮、脱发、指（趾）甲易脆；易激动、疲乏、头痛、恶心、呕吐、肌肉无力、坐立不安。食欲降低、腹痛、腹泻、肝脾肿大、黄疸；血液中血红蛋白和钾减少，凝血时间延长，易于出血。第11页，课件共57页，创作于2023年2月视紫红质视蛋白11-顺视黄醛全反视黄醛暗处光(视网膜)异构酶11-顺视黄醇全反视黄醇(肝)异构酶视黄醛还原酶视紫红质的合成、分解与视黄醛的关系第12页，课件共57页，创作于2023年2月二、维生素D（抗佝偻病维生素）﹡种类：VitD2（麦角钙化醇）VitD3（胆钙化醇）﹡VitD2原：麦角固醇VitD3原：7-脱氢胆固醇麦角固醇→VitD2胆固醇→7-脱氢胆固醇→VitD3阳光及紫外线作用下（一）化学本质和性质维生素D第13页，课件共57页，创作于2023年2月VitD3的活性形式：1,25-(OH)2-VitD3促进小肠和骨骼吸收钙第14页，课件共57页，创作于2023年2月维生素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。只在动物体内含有维生素D，鱼肝油中含量最丰富。动、植物组织中含有能转化为维生素D的固醇类物质，经紫外光照射可转变为维生素D。目前尚不能用人工方法合成，只能用紫外光照射维生素D元的方法来制造。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。第15页，课件共57页，创作于2023年2月肝25-羟化酶

维生素D3（胆钙化醇）25-羟维生素D3（25-羟胆钙化醇）肾,骨,胎盘中的1α-羟化酶1,25-二羟维生素D3（1,25-二羟胆钙化醇）﹡在体内的转变24,25-二羟维生素D3（24,25-二羟胆钙化醇）肾,骨,胎盘、软骨中的24-羟化酶第16页，课件共57页，创作于2023年2月1.生化作用作用于小肠粘膜、肾及肾小管，促进钙磷吸收，有利于新骨的形成、钙化。2.缺乏症儿童——佝偻病成人——软骨病（二）生化作用3.过量(最高摄入量为20μg/日)

引起中毒。中毒的症状是异常口渴，眼睛发炎，皮肤搔痒，厌食、嗜睡、呕吐、腹泻、尿频以及钙在血管壁、肝脏、肺部、肾脏、胃中的异常沉淀，关节疼痛和弥漫性骨质脱矿化。第17页，课件共57页，创作于2023年2月三、维生素E（一）化学本质与性质﹡种类：生育酚，生育三烯酚﹡易自身氧化，故能保护其他物质。第18页，课件共57页，创作于2023年2月维生素E又称生育酚或抗不育维生素，已知有8种，其中4种（α、β、γ、δ-生育酚）较为重要，α-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。成年人营养补充维生素每日参考用量：维生素E为14mg。

βCH3HγHCH3aCH3CH3δHHR1R2第19页，课件共57页，创作于2023年2月（二）生化作用1.生化作用：

⑴抗氧化作用⑵维持生殖机能⑶促进血红素代谢2.缺乏维生素E：会导致动脉粥样硬化，血浓性贫血，癌症，白内障等其他老年腿行性病变疾病；形成疤痕；会使牙齿发黄；引发近视；引起残障、弱智儿；引起男性性功能低下；前列腺肥大等等。

3.过量：引起反胃，胃肠气胀，腹泻和心脏急速跳动的不良反应。

第20页，课件共57页，创作于2023年2月四、维生素K（凝血维生素）（一）化学本质及性质天然形式：K1、K2（脂溶性）人工合成：K3、K4（水溶性）第21页，课件共57页，创作于2023年2月维生素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。第22页，课件共57页，创作于2023年2月（二）生化作用及缺乏症生化作用维持体内凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的正常水平，参与凝血作用2.缺乏表现:新生儿出血疾病、成人不正常凝血、低凝血酶原症。一般成年人一天约自食物中摄取每公斤体重1mcg~2mcg的量便足够。

双羟香豆素第23页，课件共57页，创作于2023年2月第二节

水溶性维生素Water-solubleVitamins第24页，课件共57页，创作于2023年2月共同特点﹡易溶于水，故易随尿液排出。﹡体内不易储存，必须经常从食物中摄取。概述种类B族维生素和维生素C

第25页，课件共57页，创作于2023年2月一、维生素B1﹡维生素B1又名硫胺素(thiamine)﹡体内活性形式为焦磷酸硫胺素(TPP)（一）化学本质及性质第26页，课件共57页，创作于2023年2月

焦磷酸硫胺素(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+ATPMg2+硫胺素激酶TPP+AMP硫胺素第27页，课件共57页，创作于2023年2月﹡TPP是α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶，也是转酮醇酶的辅酶。﹡在神经传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性。（二）生化作用1.生化作用丙酮酸脱羧酶+TPP转酮醇酶第28页，课件共57页，创作于2023年2月2.缺乏症（成人的建议每日摄取量是1．0～1．5mg。妊娠、哺乳期每天摄取1．5～1．6mg）﹡脚气病，末梢神经炎3.过量多余的分量完全排出体外，不会贮留在人体中。每天服用超过5～10g时，偶尔会出现发抖、疱疹（herpes）、浮肿、神经质、心跳增快及过敏等的副作用。第29页，课件共57页，创作于2023年2月二、维生素B2（一）化学本质及性质﹡维生素B2又名核黄素(riboflavin)﹡体内活性形式为黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)第30页，课件共57页，创作于2023年2月维生素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。H2C—C—C—C—CHOHOHOHOHHHHH1′2′3′4′5′NNNCCONHOCH3CH31234578910核糖醇基异咯嗪基维生素B2为橘黄色的针状晶体，味苦，微溶于水，极易溶于碱性溶液，对光和碱不稳定第31页，课件共57页，创作于2023年2月H2C—C—C—C—CH2OHOHOHOHHHHNNNCCONHOCH3CH3-O—P=OOO-FMN，flavinmononucleotideOH2COHOH1′2′3′4′5′NNNNHHH9-O—P=OOFAD，flavinadeninedinucleotideVB2+ATP→FMN+ADPFMN+ATP→FAD+PPi第32页，课件共57页，创作于2023年2月（二）生化作用1.生化作用：FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。FMN和FAD黄色；FMNH2和FADH2无色紫外吸收FMN和FAD：260nm、375nm、450nmFMNH2和FADH2

：260nm2.缺乏症（成人的建议每日摄取量是1.7mg）口角炎，唇炎，阴囊炎等。3.过量引起搔痒、麻痹、灼热感、刺痛等。RCH2CH2CO-SCOA+[FAD]→RCH=CHCO-SCOA+[FADH2](酰基辅酶A脱氢酶)

第33页，课件共57页，创作于2023年2月三、维生素B5（维生素PP）﹡维生素PP包括尼克酸(nicotinicacid)尼克酰胺(nicotinamide)﹡体内活性形式尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)（一）化学本质及性质第34页，课件共57页，创作于2023年2月维生素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。NCOOH

尼克酸（nicotinicacid）NCONH2

尼克酰胺（nicotinamide）尼克酸及尼克酰胺为无色晶体，前者熔点为236℃，后者熔点为129~131℃，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。第35页，课件共57页，创作于2023年2月NAD+：R为HNADP+：R为尼克酰胺第36页，课件共57页，创作于2023年2月1.生化作用﹡NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。紫外吸收：NAD+和NADP+260nmNADH和NADPH260nm340nm（二）生化作用及缺乏症2.缺乏症﹡癞皮病第37页，课件共57页，创作于2023年2月四、维生素B6（一）化学本质及性质﹡维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺﹡体内活性形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺第38页，课件共57页，创作于2023年2月吡哆素为无色晶体，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→蓝色产物第39页，课件共57页，创作于2023年2月第40页，课件共57页，创作于2023年2月（二）生化作用1.生化作用磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶，也是-氨基-酮戊酸合酶（ALA合酶）的辅酶。第41页，课件共57页，创作于2023年2月胺（磷酸吡哆醛为辅酶PLP）第42页，课件共57页，创作于2023年2月2.缺乏症食欲不振、食物利用率低、失重、呕吐、下痢等毛病。严重缺乏会有粉刺、贫血、关节炎、小孩痉挛、忧郁、头痛、掉发、易发炎、学习障碍、衰弱等。

第43页，课件共57页，创作于2023年2月五、维生素B7（生物素）广布于动物及植物组织，它与酶蛋白活性部位的某个赖氨酸残基的ε-氨基以酰胺键结合生成ε-N-生物素酰L-赖氨酸，亦称生物胞素。卵蛋白质含有能与生物素紧密结合的抗生物素蛋白。如大量食用生鸡蛋，因妨碍生物素的吸收，可导致人类生物素缺乏症。与羧基结合生成羧基生物素与赖氨酸残基ε-氨基结合成生物胞素第44页，课件共57页，创作于2023年2月（二）生化作用1.生化作用生物素(biotin)是多种羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的辅酶，参与CO2的羧化过程。乙酰CoA+HCO3-

+ATP丙二酸单酰CoA乙酰CoA羧化酶第45页，课件共57页，创作于2023年2月2.缺乏症

头皮屑多，容易掉发，少年白发、肤色暗沉、面色发青，皮肤炎、忧郁、郁闷、失眠、容易打瞌睡等神经症状。

第46页，课件共57页，创作于2023年2月六、维生素B11（叶酸）（一）化学本质及性质﹡叶酸(folicacid)又称蝶酰谷氨酸﹡体内活性形式为四氢叶酸(FH4)﹡参与核酸的嘧啶和嘌呤的合成微溶于水，对热、光线、酸性溶液均不稳定，在中性及碱性溶液中对热稳定第47页，课件共57页，创作于2023年2月叶酸二氢叶酸还原酶NADPH+H+NADP+二氢叶酸二氢叶酸还原酶NADPH+H+NADP+四氢叶酸5,6,7,8-四氢叶酸叶酸第48页，课件共57页，创作于2023年2月（二）生化作用1.生化作用FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。2.缺乏症脱氧胸苷酸，嘌呤核苷酸的形式及氨基酸的互变受阻，细胞内DNA合成减少，细胞的分裂成熟发生障碍，引起巨幼红细胞性贫血。3.过量影响锌的吸收，而导致锌缺乏，使胎儿发育迟缓，低出生体重儿增加。一碳单位：指某些氨基酸分解代谢过程中产生含有一个碳原子的基团，包括甲基、亚甲基、甲烯基、甲炔基、甲酚基及亚氨甲基等。不能在生物体内以游离形式存在，必须以四氢叶酸为载体。第49页，课件共57页，创作于2023年2月七、维生素B12（一）化学本质及性质﹡维生素B12又称钴胺素(coholamine)﹡体内活性形式为甲基钴胺素5-脱氧腺苷钴胺素几乎不含于植物性食物的维生素B12，是素食者最容易缺乏的维生素，也是红血球生成不可缺少的重要元素，如果严重缺乏，将导致恶性贫血！

第50页，课件共57页，创作于2023年2月维生素B12是含钴的化合物，又称钴胺素(cyanocobalamine)。维生素B12的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