維生素B1和硫胺素焦磷酸

維生素B1和硫胺素焦磷酸,艾克曼 EIJKMAN，Christiaan 18588111930115,1886年再度去巴塔維（Batavia），調(diào)查當(dāng)?shù)啬_氣病的致病原因，發(fā)現(xiàn)是由于缺乏含于米糠中的少量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所引起，為維生素的研究奠定了基礎(chǔ)。,艾克曼 EIJKMAN，Christiaan 18588111930115,1886年再度去巴塔維（Batavia），調(diào)查當(dāng)?shù)啬_氣病的致病原因，發(fā)現(xiàn)是由于缺乏含于米糠中的少量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所引起，為維生素的研究奠定了基礎(chǔ)。,1911 年, 波蘭生物化學(xué)家芬科首次從植物中分離出維生胺, 并將其命名為“抗腳氣病的維生胺”1926 年, 楊森和丹納司在試驗(yàn)中獲得維生素B1 結(jié)晶體。1936 年, 威廉姆斯確定其化學(xué)結(jié)構(gòu) 和合成方法。1959 年, 我國(guó)沈陽(yáng)化學(xué)合成藥物研究所與天津制藥廠研制成功硝酸硫胺( 維生素B1 硝酸鹽) 。1963 年, 北京醫(yī)藥工業(yè)研究院又與天津制藥廠研制成功鹽酸硫胺并投產(chǎn)。,歷史,維生素B1（vitamin B1）,硫胺素（thiamine）,抗神經(jīng)炎維生素,抗腳氣病維生素,分子式：C12H16N4OS（HCl）,分子量：300.81,3-(4-amino-2-methylpyrimidin-5-yl)methyl-5-(2-hydroxyethyl)-4-methyl-1,3-thiazol-3-ium chloride,物化性質(zhì)：,作用用途：,促進(jìn)成長(zhǎng)；幫助消化，特別是碳水化合物的消化；改善精神狀況；維持神經(jīng)組織、肌肉、心臟活動(dòng)的正常；減輕暈機(jī)、暈船；可緩解有關(guān)牙科手術(shù)后的痛苦；有助于對(duì)帶狀皰疹（herpes zoster）的治療。,這四種形式的維生素B1 都可以相互轉(zhuǎn)化：,TMPase : 硫胺素一磷酸酶; TPPase : 硫胺素焦磷酸酶; TTPase : 硫胺素三磷酸酶Pi : 無(wú)機(jī)磷酸; P - 轉(zhuǎn)移酶: 硫胺素焦磷酸激酶T: 游離維生素B1 ; TPK: 焦磷酸激酶;,pi,在動(dòng)物組織中游離的維生素B1 及其磷酸化形式均以不同數(shù)量存在, 以TPP 最為豐富, 約占維生素B1 總量的80 % , TTP 占5 % - 10 % , 其余為游離的維生素B1 和TMP。,維生素B1 主要以輔酶的形式發(fā)揮其生理功能，TPP 是維生素B1 的主要輔酶形式。,維生素B1在生物體內(nèi)可在硫胺素焦磷酸合成酶的作用下，從ATP接受一個(gè)焦磷酸基團(tuán)，形成硫胺素焦磷酸（thiamine pyrophosphate, TPP),硫胺素焦磷酸是參與-酮轉(zhuǎn)移， -酮酸的脫羧和-羥酮的形成與裂解等反應(yīng)的輔酶。,它之所以具有輔酶的功能是由于TPP 結(jié)構(gòu)中噻唑環(huán)C - 2 上的氫十分活潑，易釋放H+形成具有催化功能的得親核基團(tuán)TPP碳負(fù)離子。TPP碳負(fù)離子可作為親核試劑攻擊底物的缺電子中心，與底物形成共價(jià)中間復(fù)合物，促進(jìn)底物的化學(xué)反應(yīng)。,丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶A：,丙酮酸在有氧狀態(tài)下，進(jìn)入線粒體中，丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)，進(jìn)而氧化生成CO2和H2O，同時(shí)NADH+H+等可經(jīng)呼吸鏈傳遞，伴隨氧化磷酸化過(guò)程生成H2O和ATP。,催化氧化脫羧的酶是丙酮酸脫氫酶系(pyruvate dehydrogenase system)，此多酶復(fù)合體由丙酮酸脫氫酶（E1），二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶（E2）和二氫硫辛酰胺脫氫酶（E3）按一定比例組成，其組合比例隨生物的不同而不同。參與反應(yīng)的輔酶有硫胺素焦磷酸酯（TPP）、硫辛酸、FAD+、NAD+及CoA。 其中硫辛酸是帶有二硫鍵的八碳羧酸，通過(guò)轉(zhuǎn)乙酰酶的賴氨酸-氨基相連，形成與酶結(jié)合的硫辛酰胺而成為酶的柔性長(zhǎng)臂，可將乙酰基從酶復(fù)合體的一個(gè)活性部位轉(zhuǎn)到另一個(gè)活性部位。,三羧酸循環(huán)中糖和脂肪代謝產(chǎn)物- 酮戊二酸脫羧為琥珀酰輔酶A：,- 酮戊二酸的氧化脫羧反應(yīng)與丙酮酸相似 , 只是前者生成琥珀酰輔酶A,作為轉(zhuǎn)酮酸激酶的輔酶:,在磷酸戊糖循環(huán)中 , 焦磷酸硫胺素是轉(zhuǎn)酮反應(yīng)的輔酶1從缺乏維生素B1 的動(dòng)物上取得紅血球 , 經(jīng)過(guò)研究表明積累戊糖的這一循環(huán)受到了損傷,核酸合成中的戊糖以及脂肪酸合成中的NADPH都靠這個(gè)循環(huán)來(lái)提供 ,如果脂肪酸合成受阻 , 會(huì)影響神經(jīng)細(xì)胞膜的完整性 , 從而影響運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)能力,維生素B1的缺乏會(huì)造成什么影響？,神經(jīng)系統(tǒng),肌肉工作能力,大腦功能,心臟功能,消化系統(tǒng),對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響：,影響糖類代謝,影響脂類代謝,不能維持髓鞘的完整性,導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)病變,發(fā)生多發(fā)性神經(jīng)炎,導(dǎo)致膽固醇合成障礙,機(jī)制:,癥狀：神經(jīng)系統(tǒng)反應(yīng)( 干性腳氣病) , 包括易疲勞、煩躁、神經(jīng)炎、神經(jīng)痛.,對(duì)肌肉工作能力的影響：,使丙酮酸氧化脫羧作用發(fā)生障礙,機(jī)制：,三羧酸循環(huán)受阻,糖的有氧氧化不能正常進(jìn)行,體內(nèi)丙酮酸、乳酸堆積, 使運(yùn)動(dòng)員體內(nèi)pH 值下降,關(guān)鍵酶6 - 磷酸果糖激酶活性降低, 糖酵解功能發(fā)生障礙,使糖的無(wú)氧代謝和有氧代謝供能系統(tǒng)都遭到破壞,對(duì)大腦功能的影響：,葡萄糖是腦的重要能源物質(zhì), 維生素B1 缺乏將會(huì)引起大腦組織中糖的分解代謝速率減慢, 大腦能量供應(yīng)受阻,對(duì)其正常功能產(chǎn)生不利影響.,對(duì)心臟功能的影響：,維生素B1 與心臟功能的關(guān)系也十分密切. 實(shí)驗(yàn)表明, 短期缺乏維生素B1 的動(dòng)物, 其心肌的緊張力和彈性大為降低, 心率失常, 補(bǔ)充維生素B1 后尚可恢復(fù). 但如果長(zhǎng)期缺乏維生素B1 , 心臟損害嚴(yán)重, 最終可導(dǎo)致死亡1 當(dāng)人的膳食中缺乏維生素B1 時(shí), 常會(huì)感到胸部脹懣、氣短、血壓低、心跳加快、脈搏緩慢1X射線透視可見心臟肥大, 并常伴有小腿浮腫, 漸及全身, 還可發(fā)展為心力衰竭。,對(duì)消化系統(tǒng)的影響：,焦磷酸硫胺素能促進(jìn)重要的神經(jīng)介質(zhì)乙酰膽堿的合成, 抑制膽堿酯酶對(duì)乙酰膽堿分解, 缺乏維生素B1 時(shí), 乙酰膽堿合成減少, 同時(shí)由于膽堿酯酶活性的增強(qiáng), 乙酰膽堿的分解加速, 神經(jīng)傳導(dǎo)不良, 直接影響到消化系統(tǒng)的功能, 如胃腸蠕動(dòng)變慢, 食物通過(guò)胃腸的時(shí)間延緩, 消化酶分泌減少, 消化機(jī)能減弱, 引起食欲不振, 消化不良, 便秘等消化系統(tǒng)癥狀.,體內(nèi)分布：,正常成年人體內(nèi)維生素B1的含量約2530mg，其中約50在肌肉中。心臟、肝臟、腎臟和腦組織中含量亦較高。 維生素B1的生物半衰期為918天，如果膳食中缺乏維生素B1，在12周后人體組織中的維生素B1含量就會(huì)降低，因此，為保證維持組織中的正常含量，需要定期供給。,來(lái) 源 維生素B1 廣泛存在于天然