第十章 辅酶B12.ppt

1、第10章B12补酶催化剂及其相关化学，第1节概述了第2节cco键的形成和断裂第3节氧化还原反应第4节重排反应第5节甲基重排反应，在生物系中，一般金属蛋白和金属酶活性中心的金属络离子与生物配体之间的作用主要依赖于金属络离子和配位原子(X=N，o，s，p )，而， 利用作为金属的有机键的M-C键来耦合金属络离子的例子在生物系中很少见，其一个例子是辅助酶催化剂B12，已知在钴络离子的周围除了CoN配位键以外还有CoC键。 辅助酶催化剂B12本身不是蛋白质分子，但是是使很多酶催化剂发生催化反应所需的辅助酶催化剂。 维生素B12能有效治疗恶性贫血，引起人们的注意。 维生素B12是重要的含钴生物配位化合物

2、。 存在于细菌和很多生物体内的动物组织中的维生素B12，一部分从食物中摄取，一部分从肠道中的细菌合成。 人体本身不能合成维生素B12。 第一节中，金属钴的主要生理机能、钴也是人体必需的微量元素体，正常成人体内总含量仅为1.11.5毫克。 在各种组织器官中肝脏含量最高。 钴的重要生理机能是刺激造血系统，加速造血，参与造血过程。 促进肠道对铁元素的吸收，促进铁元素进入骨髓参与造血。 钴盐增加了血色素的含量，促进了血色素细胞球的生成。 人体单纯缺钴的表达迄今尚未发现，很难估计钴的推荐量。 钴缺乏：目前发现钴缺乏与血压升高和心血管病发生有一定关系。 钴过剩：摄取量过剩会引起中毒，如使用钴盐(氯化钴)，

3、会出现皮肤潮红、胸骨后痛、恶心、呕吐、耳鸣及神经性耳聋，还会出现血红细胞增多症，导致重症病例缺氧噻菌灵、昏睡、死亡。 维生素B12及其诱导体的结构、组成：胆碱环(corrin)4个吡咯环、6个双键、8个甲基化学基、7个酰胺取代化学基中的3个乙酰胺、3个丙酰胺、1个N-取代丙酰胺)核糖核苷酸部分， 即二甲基苯并咪唑核苷酸钴络离子：钴胺(cobalamin )，所有第五配体为二甲基苯并咪唑核苷酸的维生素B12 :第六配体也称为CN-，氰基钴胺水合钴胺：第六配体也称为水在生物体内作为辅助酶催化剂发挥作用的钴胺被分离为腺嘌呤核苷钴胺(辅助酶催化剂B12 )和腺嘌呤核苷钴胺(辅助酶催化剂B12 )这3种

4、的苯并咪唑钴胺； 二甲基苯并咪唑钴胺； MeB12和AdoB12都具有CoC键，是自然段中少见的有机金属化合物。 特征： Porphyin:平面性、刚性强，结构稳定Corrin:的所有原子都不在一个平面上，刚性小，结构容易改变。卟啉、绿、紫红、绿霉素B12、绿霉素B12、绿霉素、绿霉素的晶体结构是植物性食物中很少含有的维生素B12，而作为素食主义的维生素B12则是相当少的此外，维生素B12也是唯一含有矿元素的维生素，由于含有钴而呈现红色，也被称为红色的维生素，是少量的有色维生素。 【主要食物来源】动物肝脏、肾脏、牛肉、猪肉、鸡肉、鱼类、贝类、鸡蛋、牛奶、奶酪、乳制品、维生素B12、Lobste

5、r、Chicken、Steak、【维生素因此，植酸B12促进蛋白质的生物合成，不足时影响婴儿子的生长发育。 保护叶酸在细胞球内的转移和储藏。维生素B12不足，会导致人血红细胞叶酸含量低，储藏在肝脏的叶酸降低，这与维生素B12不足，从同型半胱氨酸向甲劳氏紫的甲基化学基转变变得困难有关，甲基化学基聚集到细胞球内，损害四氢叶酸的细胞球储藏。 辅酶催化剂B12的主要功能：参与碳代谢，促进核酸与蛋白质合成，叶酸贮藏，硫醇活化，骨磷脂复合物形成，血红细胞发育与成熟。Enzyme reaction、reductionribonucleotidereductase (核苷酸还原酶催化剂)、Rearrangem

6、ent Glutamate mutase (谷氨酸位移酶催化剂) Diol dehydratase (二醇脱水酶催化剂) 与methyltransfermethioninesynthetase (甲基劳氏紫合成酶催化剂)、第二一般的金属酶或金属蛋白的金属-氮、金属-氧等配位键不同，金属-碳键是键，是在金属和碳之间形成的共价键，一般金属-碳键不稳定，容易分解， 辅助酶催化剂B12等不仅稳定存在，而且在催化反应过程中容易断裂，因此，辅助酶催化剂B12及其相关反应的研究对无机化学、金属有机化学具有挑战性，C-Co键的形成、C-Co键的形成与钴络离子的价态有关，C-Co键的形成取决于以下三个反应Co(

7、II )是d7组型，当与碳自由基反应时，d轨道中的一个电子转移到s轨道或p轨道，d6s1或d6p1电子被放置，该单电子可以与碳自由基形成稳定的cco共价键。 上述3种反应中，由于容易发生Co(I )与碳正络离子的反应，因此用于含有C-Co的化合物的制备、合成。 常用方法是首先将需要烷基化的Co(III )种用硼氢化金属钍等还原剂还原为Co(I )，与烷基化试剂反应得到所需的cco化合物。 在这个过程中，可以观测到溶液的颜色变化。 红色、绿色的红色，在生物系中，辅助酶催化剂B12所涉及的酶催化反应过程也同样地与C-Co键的形成相关，首先从Co(III )的状态到Co(I )的状态从NADH或FA

8、D等电子供体被供给电子，由钴胺还原酶催化剂分两个阶段完成。 之后进行烷基化反应，需要在镁和锰等二价金属络离子的存在下完成顺顺利利，因此，酶催化反应中的C-Co键的形成是多个酶催化剂、亚因子等协同作用的结果。 cco键的断裂，从能量关系来看，cco键的断裂发生均裂反应在能量上是有利的。 辅助酶催化剂B12等包含C-Co键类的配合物对光不稳定，容易在光照射下引起C-Co键的均匀的裂纹反应。 即使在加热的条件下，也会发生cco键的均裂反应。 即使在强亲核试剂和亲电剂的存在下，也发生cco键的异裂反应。 Ribonucleotide reductase (核苷酸还原酶催化剂)根据该酶催化剂将核糖体核苷

9、还原成2脱氧核糖核苷，这是生物合成DNA的速度决定步骤。 二磷酸核苷和三磷酸核苷都是这种酶催化剂的基质，酶催化剂到还原和云同步上的蛋白链两个半胱氨酸的巯基化学基被氧化成二硫化合物，然后被其他还原剂等还原成巯基化学基。 根据参与催化反应的金属络离子辅助因子的种类，核苷酸还原酶催化剂可以分为4种，本节介绍以B12为辅助的类型II。、第三节辅助酶催化剂B12所涉及的氧化还原反应、naturestructuralbiology9、293-300(2002 )、ribonucleotidereductasereactionmechanism、 取代化学基x与邻接碳原子间交换、谷氨酸位移酶催化剂(Glutamate mutase )、二醇脱水酶催化剂(Diol dehydratase )、二醇脱水(Glutamate mutase )、Propane Diol Dehydratase， 第五节辅助酶催化剂B12