生化第三版考研课件 第11章_维生素与辅酶

1、第11章 维生素和辅酶 (Vitamin Cozymase),二学时, 一、维生素概论 二、脂溶性维生素 三、水溶性维生素 四、作为辅酶的金属离子,一、维生素概论,（一）维生素的概念,维生素是参与生物生长发育和代谢必需的一类微量有机物质。这类物质由于体内不能合成或合成量不足，所以需要量虽少，每日mg以ug或计算，但必须由食物提供。 维生素缺乏症 维生素的命名,维生素是按照发现的次序来命名的。一般为维生素+A或B等，再加1.2.3等,机体缺乏维生素时，物质代谢发生障碍，这种由于维生素缺乏引起的疾病称维生素缺乏症,正常成年人对维生素的需求量,VA 0.81.6 mg VB1 12 mg VB2 1

2、2 mg 泛酸 35 mg VB6 23 mg VPP 1020 mg 生物素 0.2 mg 叶酸 0.4 mg VB12 26 g VD 1020 g VC 60100 g,（二）维生素的发现,唐代孙思邈用肝治夜盲症，用谷皮治脚气病。 1897年荷兰医生C. Eijkman证明米糠可治脚气病。 1906年英国的 F. G. Hopkins 发现大鼠喂纯化饲料 （包括蛋白质、脂肪、糖类、和矿质）和水，就不能存活；添加微量牛奶就能正常生长。牛奶中存在的营养辅助因素也就是维生素。 他们两人因发现维生素而获诺贝尔奖。,维生素,脂溶性维生素：A、D、E、K,水溶性维生素： B1、B2、PP、B6、泛酸

3、、生物素、叶酸、B12和维生素C,（三）维生素的分类与辅酶的关系,脂溶性维生素与水溶性维生素的比较,维生素 辅酶 功能 1. B1(硫胺素) TPP 醛基转移、 -酮酸脱羧 2. B2(核黄素 ) FMN、FAD 氧化还原反应、 氢转移 3. PP 尼克酸（酰胺） NAD+、NADP+ 氧化还原反应、 氢转移 4. 泛酸（遍多酸） CoASH 酰基转移 5. B6 吡哆醇（醛、酸） 磷酸吡哆醇（醛） 转氨、脱羧、消旋 6. 叶酸 FH4(THFA) 传递一碳基团 7. 生物素 羧化辅酶 8. C（抗坏血酸） 氧化还原作用 9. 硫辛酸 酰基转移、氧化还原反应 10. B12（氰钴氨素） 分子重

4、排、甲基化,水溶性维生素的辅酶(辅基)形式及酶反应中的主要功能,主要脂溶性维生素的辅酶形式及主要功能,维生素 辅酶 功能 缺乏症 1. 维生素A 1顺视黄醛视循环 夜盲症 2. 维生素D，二羟胆钙甾醇调节钙、磷代谢 软骨病 佝偻病 3. 维生素E 保护膜脂质，抗氧化剂 4. 维生素K参与氧化还原反应 羧化反应的辅助因子,二、脂溶性维生素,（一）维生素 A （二）维生素 D （三）维生素 E （四）维生素 K,均为异戊二烯衍生物。不溶于水，溶于脂肪及脂溶剂。在食物中与脂肪共存，伴随脂类的吸收而吸收。与脂蛋白或特殊的结合蛋白结合被运输可在体内储存，长期摄入过多会引起中毒。,(一)、维生素A（视黄醇

5、）,1、维生素A分A1, A2两种，是不饱和一元醇类。维生素A1又称为视黄醇，A2称为脱氢视黄醇。,视黄醇,视黄醛,2、-胡萝卜素又称维生素A原 植物中-胡萝卜素进入动物体后，受肠壁中的酶（加氧酶、醇脱氢酶）的作用而转变成VitA,-胡萝卜素向维生素A的转变以及维生素A在体内的功能,3、主要生理功能：维生素A是构成视觉细胞内感光物质的成分,视紫红质,视蛋白,11-顺视黄醛,全反视黄醛,暗处,光,杆细胞的视循环,视紫红质不足，对暗光适应能力减弱，发生夜盲症。,4、来源及缺乏症(夜盲症 ) 维生素A存在于动物性食物,如肝脏,乳制品和蛋黄 植物性食品如绿色蔬菜 ,胡萝卜和玉米等,维生素A缺乏，引起夜

6、盲症，还可使上皮组织干燥、增生、角化，泪腺上皮受影响后分泌减少，产生干眼病，维生素A还促进儿童生长发育。过多摄入会引起中毒,二、维生素D（抗佝偻病维生素）,1、维生素D是类固醇衍生物，主要有D2 、D3 、D4 、 D5。其中D2、D3活性最高，结构相似。 D2 麦角钙化醇 D3 胆钙化醇,UV,自发转变,维生素D3,肝,肾,1，25维生素D3,前维生素D3,7脱氢胆固醇,25羟维生素D3（胆钙化醇）,VD3的生成,调节钙、磷代谢，维持血液正常的钙、磷浓度，从而促进钙化，使牙齿、骨骼发育正常。,2、功能：,3、来源和缺乏症,维生素 D 主要含于肝奶和蛋黄中，以鱼肝油含量最为丰富。 4、 缺乏症

7、： 成人 骨软化病 儿童 佝偻病,三、维生素E,1、又叫做生育酚，目前发现的有8种，其中，四种有生理活性。 -生育酚效价最高。,6-羟苯骈二氢吡喃衍生物,2、生理功能,1) 维持动物的生殖功能（抗动物不育症） 2) 保护红细胞膜上不饱和脂肪酸免于氧化而被破坏,防止红细胞破裂而造成溶血 3）保护巯基不被氧化。 4）维E极易氧化而保护其他物质不被氧化,是动物和人体中最有效的氧化剂,3、来源和缺乏症,分布广泛，植物组织中存在较多，麦胚油、玉米油、花生油中含量多，豆类、蔬菜中含量丰富。,动物缺乏维生素E时其生殖器官受损甚至不育，人类尚未发现因缺乏维生素E而导致不育。临床上用于习惯性流产和先兆流产的防治

8、。 4、缺乏症: 贫血或血小板增多症,四、维生素K（凝血维生素）,维生素K族有K1、K2、K3、K4 。,K1、K2是天然存在的。,K3、K4是人工合成的。,1结构,维生素K作为辅酶参与的酶促反应,2功能,促进血液凝固，所以维生素K也称凝血维生素。,3.来源和缺乏症,肝、鱼、肉、蔬菜等都富含Vit K。 另一方面,人和哺乳动物肠道中的大肠杆菌可以合成 成人一般不缺乏, 缺乏维生素K时，凝血时间延长，严重时发生皮下、肌肉和胃肠道出血。,三、水溶性维生素, （一）维生素B1和硫胺素焦磷酸 （二）维生素B2和黄素辅酶 （三）维生素PP和烟酰胺辅酶 （四）泛酸和辅酶A （五）维生素B6和磷酸吡哆醛、磷

9、酸吡哆胺 （六）维生素B12及其辅酶 （七）生物素 （八）叶酸和四氢叶酸 （九）硫辛酸 （十）维生素C,溶于水，均可由尿排出体外。体内很少储存，不会发生中毒。必须经常从食物中摄取。,1、别名：硫胺素、抗脚气病维生素,抗神经炎维生素 2、来源：酵母中含量最多，谷类种子的外皮 与胚芽（麸皮、米糠）；瘦猪肉、动物心脏、肝脏的含量较为丰富。,(一)、维生素B1和硫胺素焦磷酸 （最早发现的维生素）,3、硫胺素(Vit B1)结构式 嘧啶环 噻唑环,4、辅酶形式：焦磷酸硫胺素(TPP),C2,5、功能, B1的辅酶形式TPP，是丙酮酸脱氢酶和-酮戊二酸脱氢酶的辅酶，参与-酮酸的氧化脱 羧。另外还是转酮酶的

10、辅酶，参与糖代谢,丙酮酸脱羧酶的辅酶,乙酰乳酸合成酶的辅酶,乙酰乳酸,6、缺乏症：脚气病、神经炎症,（1） 由于维生素B1与糖代谢关系密切，所以当B1缺乏时，糖代谢的中间产物-酮酸氧化受阻而积累，使机体特别是神经组织的能量来源发生障碍，出现烦躁易怒、肢端麻木、肌肉萎缩、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿等症状，临床上称为脚气病。,胆碱乙酰化酶,乙酰胆碱酯酶,胆碱,乙酰胆碱,（2）肠胃蠕动缓慢、消化液分泌减少、食欲缺乏和消化不良,1、别名: 尼克（烟）酸和尼克（烟）酰胺 2、来源： 动物肝脏、瘦肉、豆类及花生中含量丰富，在体内可由Trp转变成维生素PP,(二)、 VitPP和烟酰胺辅酶,维生素B3（也

11、称维生素pp、抗癞皮病维生素),3、结构,维生素B3是吡啶的衍生物,吡啶-3-羧酸 nicotinic acid 尼克酸,吡啶-3-酰胺 Nicotinamide 尼克酰胺,4、辅酶形式: NAD+ 和NADP+,NAD+:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,辅酶I NADP+:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,辅酶,5、功能：作为脱氢酶的辅酶，参与氧化还原反应，在催化底物时通过氧化态与还原态的互变而传递氢,NAD+ + 2H = NADH + H+ NADP+ + 2H = NADPH + H+,烟酰胺辅酶参与催化的6类反应,6、VitPP缺乏症,能维持神经组织的健康。缺乏时表现出神经营养障碍，出现皮炎（癞皮病）

12、。,(三)维生素B2（核黄素riboflavin）和黄素辅酶,1、结构,核黄素,1,2,3,4,5,1,2,3,4,8,7,9,10,核糖醇基,异咯嗪基,5,2、功能,维生素B2是FMN和FAD的组成成分，FMN和FAD是脱氢酶的辅酶。,FMN: 黄素单核苷酸 FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸,FMN,FAD广泛参与体内各种氧化还原反应,因此它能促进糖,脂肪和蛋白质的代谢,对维持皮肤,粘膜和视觉的正常机能均有一定的作用.,VB2,H,二甲基异咯嗪,VitB2,FAD + 2H = FADH2 FMN + 2H = FMNH2,3、缺乏症： 口腔发炎，舌炎、角膜炎、皮炎等，但不会引起严重病症。,4、来

13、源： 广泛存在于动植物中,在酵母,肝,肾,蛋黄,奶及大豆中含量丰富,所有植物和微生都能合成核黄素。,(四)、 泛酸和辅酶A(CoA-SH),1） VitB5，别名：遍多酸，1919年发现 “pantothenic acid”-无所不在 2）来源： 动植物细胞内都有，分布广,在酵母,肝,肾,蛋,小麦,米糠,花生和豌豆中含量丰富,在蜂王浆含量最多.,a），-二羟基-， -二甲基丁酸和一分子-丙氨酸缩合而成。,3、化学结构：,b）与巯基乙胺、核苷酸形成辅酶A (CoA-SH),结构：,泛酸,丙氨酸,辅酶： 辅酶A（CoASH）,3,5-ADP,3,5,巯基乙胺,酰胺键,磷酸二酯键,泛酸,3,3-二甲

14、基- 2,4-二羟基丁酸,4、功能,B5是CoA的组成成分，CoA是生物体内转酰基酶的辅酶（主要作为转乙酰基酶的辅酶），参与转酰基作用。,在临床上为重要辅助药物，常与ATP、细胞色素C合用于许多疾病治疗。人类极少发生泛酸缺乏病。,(五)、维生素B6和磷酸吡哆醛,磷酸吡哆胺,1、结构,吡哆醛,吡哆醇,吡哆胺,2、辅酶形式：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺,功能：参与氨基酸的转氨、脱羧和消旋作用，是AA转氨酶、脱羧酶、消旋酶的辅酶 转氨酶通过磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互转换，起转移氨基的作用。,3、缺乏症 极少发生缺乏症。 治疗婴儿昏厥和妊娠呕吐 缺乏VitB6会导致皮肤、中枢神经和造血机能损害。,4、来源

15、：蛋黄、肉、鱼、谷类和卷心菜,肠道细菌可以合成,尿素,塞吩环,(CH2)4COOH,戊酸,生物素（bioton）,1、结构,(六)、 生物素（维生素H、VitB7 ）,生物素与酶蛋白中赖氨酸的连接,2、功能,B7作为多种羧化酶的辅酶，起CO2载体的作用。,生物素分布广泛。但生鸡蛋清中含有一种抗生物素蛋白，能与生物素结合成无活性又不易被吸收的结合蛋白。长期食用生鸡蛋可致生物素缺乏病，出现抑郁、贫血、食欲不振、恶心呕吐、毛发脱落等。,3、来源 肠道细菌可以合成生物素，一般不会出现生物素缺乏症。 在肝,肾,蛋黄,酵母,蔬菜和谷类中都含有,七、 叶酸和四氢叶酸,1、结构,2-氨基4-羟基6-甲基喋呤,

16、PABA,L-谷氨酸,2、功能,叶酸在5、6、7、8位加上四个氢，生成四氢叶酸（FH4），四氢叶酸是一碳单位的载体，传递一碳单位。在核酸和蛋白质合成中极其重要。,叶酸还原成四氢叶酸,二氢叶酸,四氢叶酸,四氢叶酸携带各种一碳单位的形式,叶酸类似物,可抑制二氢叶酸还原酶，它们是抗肿瘤药物,3、缺乏症 由于叶酸参与嘌呤、嘧啶的合成，进而间接影响到蛋白质的合成，一旦缺乏会影响细胞合成。如巨红细胞性贫血病。 除了恶性贫血外，还可能引起舌炎、肠胃病等。 广泛存在于肝,酵母及蔬菜中,人类肠道细菌也能合成叶酸,一般不易发生缺乏症.,1、结构,B12的咕啉核心,八、 维生素B12和B12辅酶,维生素B12及其辅

17、酶形式的结构式,5脱氧腺苷钴胺素,甲基钴胺素,5-脱氧腺苷,维生素B12辅酶,分子内重排,核苷酸还原成脱氧核苷酸,2、功能, 甲基转移,B12还可促使红血球的生成和成熟，缺乏B12得恶性贫血。,临床上常用维生素B12和叶酸合用治疗贫血。,3、来源,动物性食品, 特别是肉类和肝类,人和动物肠道细菌都能合成 一般情况下不会缺乏,又名抗坏血酸，是含有内酯结构的酸性多羟基化合物，其分子中第2位和第3位碳原子上的两个烯醇式羟基极易解离质子，因而其水溶液有较强的酸性。此外，维生素C可脱氢而被氧化成氧化型维生素C，此反应是可逆的。 辅酶羟化酶。 缺乏症：坏血病,九、VitC（抗坏血酸）,还原型维生素C和氧化型维生素C的互变,维生素C的功能,参与体内的羟基化反应 胶原的合成 胆酸的形成 酪氨酸的降解 有机