維生素與輔酶(2)課件

1、1 Chapter11 Chapter11 維生素與輔酶維生素與輔酶 O HO R2 R1 R3 2 （一）維生素的定義（一）維生素的定義 維生素是機(jī)體維持正常生命活動(dòng)所必不可少的一類有維生素是機(jī)體維持正常生命活動(dòng)所必不可少的一類有 機(jī)物質(zhì)。機(jī)物質(zhì)。需要量極微，主要由外界供給；需要量極微，主要由外界供給； 不是細(xì)胞組成成分，也不是供能物質(zhì)，而是參與物質(zhì)不是細(xì)胞組成成分，也不是供能物質(zhì)，而是參與物質(zhì) 代謝的調(diào)節(jié)；代謝的調(diào)節(jié)； 維生素一般習(xí)慣分為脂溶性和水溶性兩大類。其中脂維生素一般習(xí)慣分為脂溶性和水溶性兩大類。其中脂 溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的調(diào)節(jié)作用，而水溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的

2、調(diào)節(jié)作用，而水 溶性維生素是通過轉(zhuǎn)變成輔酶對(duì)代謝起調(diào)節(jié)作用。溶性維生素是通過轉(zhuǎn)變成輔酶對(duì)代謝起調(diào)節(jié)作用。 一、維生素概論一、維生素概論 Chapter11 Chapter11 維生素與輔酶維生素與輔酶 （二）維生素的發(fā)現(xiàn)（二）維生素的發(fā)現(xiàn)（433頁）頁） （三）維生素和輔酶的關(guān)系（三）維生素和輔酶的關(guān)系（434頁）頁） 3 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 維生素維生素C： 羥化酶的輔酶羥化酶的輔酶 壞血病壞血病 缺乏癥缺乏癥 維生素維生素B族：族： 維生素維生素B1B1：-酮酸脫氫酶的輔酶酮酸脫氫酶的輔酶 腳氣病腳氣病 維生素維生素B2B2：黃酶的輔基：黃酶的輔基 口角糜爛、口腔

3、潰瘍口角糜爛、口腔潰瘍 維生素維生素B6B6：氨基酸轉(zhuǎn)氨酶和脫羧酶的輔酶：氨基酸轉(zhuǎn)氨酶和脫羧酶的輔酶 維生素維生素PPPP：不需氧脫氫酶的輔酶：不需氧脫氫酶的輔酶 癩皮病癩皮病 生物素：生物素： 羧化酶的輔酶羧化酶的輔酶 維生素維生素B12B12和葉酸：一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶和葉酸：一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶 惡性細(xì)胞貧血惡性細(xì)胞貧血 Chapter11 Chapter11 維生素與輔酶維生素與輔酶 4 n某些小分子有機(jī)化合物與酶蛋白結(jié)合在一某些小分子有機(jī)化合物與酶蛋白結(jié)合在一 起并協(xié)同實(shí)施催化作用，這類分子被稱為起并協(xié)同實(shí)施催化作用，這類分子被稱為 輔酶（或輔基）。輔酶（或輔基）。 n輔酶是一類具有

4、特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的化輔酶是一類具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的化 合物。參與的酶促反應(yīng)主要為氧化合物。參與的酶促反應(yīng)主要為氧化- -還原反還原反 應(yīng)或基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。應(yīng)或基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)。 n大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性 B B 族維生族維生 素。許多維生素的生理功能與輔酶的作用素。許多維生素的生理功能與輔酶的作用 密切相關(guān)。密切相關(guān)。 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 Chapter11 Chapter11 維生素與輔酶維生素與輔酶 5 (1) (1) 維生素維生素PPPP n 煙酸和煙酰胺，在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)檩o酶煙酸和煙酰胺，在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)檩o酶I I和輔酶和輔酶IIII

5、。 n能維持神經(jīng)組織的健康。缺乏時(shí)表現(xiàn)出神經(jīng)營能維持神經(jīng)組織的健康。缺乏時(shí)表現(xiàn)出神經(jīng)營 養(yǎng)障礙，出現(xiàn)皮炎。養(yǎng)障礙，出現(xiàn)皮炎。 N COOH N CONH2 Chapter11 Chapter11 維生素與輔酶維生素與輔酶 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 6 (1) (1) 維生素維生素PPPP和和NADNAD+ + 和和NADPNADP+ + n NADNAD+ + ( (煙酰胺煙酰胺- -腺嘌呤二核苷酸，又稱為輔腺嘌呤二核苷酸，又稱為輔 酶酶I) I) 和和NADPNADP+ +( (煙酰胺煙酰胺- -腺嘌呤磷酸二核苷酸腺嘌呤磷酸二核苷酸, , 又稱為輔酶又稱為輔酶II )II

6、 )是維生素?zé)燉０返难苌?，是維生素?zé)燉０返难苌铮?O CH2OPOPOCH2 OHOH O O O-O- N+ CONH2 O OHOH(OPO3H2) N N NH2 N N 功能：功能：是多種重要脫氫酶的輔酶。是多種重要脫氫酶的輔酶。 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 7 (2)(2)核黃素（核黃素（VB2)VB2) n核黃素核黃素( (維生素維生素B2)B2)由核糖醇和由核糖醇和6 6，7-7-二甲基異咯嗪兩二甲基異咯嗪兩 部分組成。部分組成。 n缺乏時(shí)組織呼吸減弱，代謝強(qiáng)度降低。主要癥狀為口缺乏時(shí)組織呼吸減弱，代謝強(qiáng)度降低。主要癥狀為口 腔發(fā)炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。腔

7、發(fā)炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。 N C C NH N N O O CH2CHCHCHCH2OPOH OHOHOHO OH CH3 CH3 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 8 (2)(2)核黃素和核黃素和 FADFAD和和FMNFMN nFAD(FAD(黃素黃素- -腺嘌呤二核苷酸腺嘌呤二核苷酸) )和和FMN(FMN(黃素單核苷黃素單核苷 酸酸) )是核黃素是核黃素( (維生素維生素B2)B2)的衍生物，的衍生物， CH3 CH3 N C C NH N N O O CH2CHCHCHCH2OPO OHOHOHO OH O CH2 OHOH N N NH2 N N FMN FAD 功

8、能功能：在脫氫酶催化的氧化在脫氫酶催化的氧化- - 還原反應(yīng)中，起著電子和質(zhì)子還原反應(yīng)中，起著電子和質(zhì)子 的傳遞體作用。的傳遞體作用。 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 9 (3) (3) 泛酸和輔酶泛酸和輔酶A(CoA)A(CoA) n維生素維生素(B3)-(B3)-泛酸是由泛酸是由 ， - -二羥基二羥基- - - -二甲基丁二甲基丁 酸和一分子酸和一分子 - - 丙氨酸縮合而成丙氨酸縮合而成。 CH2C CH3 CH3 CH OH C O NHCH2CH2C OH COOH O 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 10 (3) (3) 泛酸和輔酶泛酸和輔酶A(CoA

9、)A(CoA) n輔酶輔酶A A是生物體內(nèi)代謝反應(yīng)中乙?；傅妮o酶，是生物體內(nèi)代謝反應(yīng)中乙?；傅妮o酶， 它的前體是維生素它的前體是維生素(B3)(B3)泛酸。泛酸。 CH2C CH3 CH3 CH OH C O NHCH2CH2CNHCH2CH2SH O O OOHP O OH HO N N NH2 N N O P O OOH POO OH CH2 功能：是傳遞?；?，是形成代謝功能：是傳遞?；?，是形成代謝 中間產(chǎn)物的重要輔酶。中間產(chǎn)物的重要輔酶。 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 11 (4) (4) 葉酸和四氫葉酸葉酸和四氫葉酸(FH(FH4 4或或THFA)THFA) n四氫

10、葉酸是合成酶的輔酶，其前體是葉酸四氫葉酸是合成酶的輔酶，其前體是葉酸( (又稱為蝶酰又稱為蝶酰 谷氨酸，維生素谷氨酸，維生素B11)B11)。 N N H2N OH N N H H CH2 H H H NHC O NHCHCOOH CH2 CH2 COOH n四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團(tuán)，如四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團(tuán)，如-CH-CH3 3, -CH, -CH2 2-, -, -CHO -CHO 等的載體，參與多種生物合成過程。等的載體，參與多種生物合成過程。 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 12 (5) (5) 硫胺素硫胺素 n硫胺素硫胺素( (維生素維生素B1)B1)

11、在體內(nèi)以在體內(nèi)以焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP)形形 式存在式存在。缺乏時(shí)表現(xiàn)出多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、。缺乏時(shí)表現(xiàn)出多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、 心力衰竭、四肢無力、下肢水腫。心力衰竭、四肢無力、下肢水腫。 Cl- N+ S CH3 CH2CH2OH N N NH2 H3C CH2 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 13 (5) (5) 硫胺素和焦磷酸硫胺素硫胺素和焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP) n焦磷酸硫胺素是脫羧酶的輔酶，它的前體是硫胺焦磷酸硫胺素是脫羧酶的輔酶，它的前體是硫胺 素素( (維生素維生素B1)B1)。 N N NH2 H3C CH2N+ S CH3 C

12、H2CH2OPO O P OH OH O OH Cl- 功能：是催化酮酸的脫羧反應(yīng)功能：是催化酮酸的脫羧反應(yīng) 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 14 (6)(6)吡哆素吡哆素 n吡多素吡多素( (維生素維生素B6B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺) )。 N H3C HO CH2NH2 CH2OH N H3C HO CHO CH2OH 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 15 (6)(6)吡哆素和磷酸吡哆素吡哆素和磷酸吡哆素 n磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。它的磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。它的 N H3C HO CHO

13、CH2OPOH O OH N H3C HO CH2NH2 CH2OPOH O OH 磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺 n磷酸吡多素是轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，轉(zhuǎn)氨酶通過磷酸吡多醛和磷酸吡多素是轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，轉(zhuǎn)氨酶通過磷酸吡多醛和 磷酸吡多胺的相互轉(zhuǎn)換，起轉(zhuǎn)移氨基的作用。磷酸吡多胺的相互轉(zhuǎn)換，起轉(zhuǎn)移氨基的作用。 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 16 (7) (7) 生物素生物素 n生物素是羧化酶的輔酶，它本身就是一種生物素是羧化酶的輔酶，它本身就是一種B B族維生素族維生素B7B7。 HNNH C O CHH2C S (CH2)4COOH 生物素的功能是作為生物素的功能是作為COCO2 2的遞體，在生物

14、合成中起傳遞和的遞體，在生物合成中起傳遞和 固定固定COCO2 2的作用。的作用。 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 17 (8) (8) 維生素維生素B B12 12輔酶 輔酶 n維生素維生素B B12 12又稱為鈷胺素。維生素 又稱為鈷胺素。維生素B B12 12分子 分子 中與中與Co+Co+相連的相連的CNCN基被基被5-5-脫氧腺苷所取脫氧腺苷所取 代，形成維生素代，形成維生素B B12 12輔酶。 輔酶。 n維生素維生素B B12 12輔酶的主要功能是作為變位酶 輔酶的主要功能是作為變位酶 的輔酶，催化底物分子內(nèi)基團(tuán)的輔酶，催化底物分子內(nèi)基團(tuán)( (主要為甲主要為甲 基基

15、) )的變位反應(yīng)。的變位反應(yīng)。 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 18 （9 9）硫辛酸）硫辛酸 n硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。硫辛酸是硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。硫辛酸是 6,8-6,8-二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸（氧化二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸（氧化 型）和二氫硫辛酸（還原型）型）和二氫硫辛酸（還原型）. . SCH SCH CH2 CH2CH2CH2CH2COOH 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 19 (10) (10) 輔酶輔酶Q(CoQ)Q(CoQ) n輔酶輔酶Q Q又稱為泛醌，廣泛存在與動(dòng)物和細(xì)菌的又稱為泛醌，廣泛存在與動(dòng)物和細(xì)菌的 線粒體

16、中，其結(jié)構(gòu)為：線粒體中，其結(jié)構(gòu)為： O O CH3O CH3O CH3 (CH2CH CCH2)nH CH3 n=6-10 n輔酶輔酶Q Q的活性部分是它的醌環(huán)結(jié)構(gòu)，主要功能是的活性部分是它的醌環(huán)結(jié)構(gòu)，主要功能是 作為線粒體呼吸鏈氧化作為線粒體呼吸鏈氧化- -還原酶的輔酶，在酶與還原酶的輔酶，在酶與 底物分子之間傳遞電子。底物分子之間傳遞電子。 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 20 維生素維生素C C n在體內(nèi)參在體內(nèi)參 與氧化還與氧化還 原反應(yīng)，原反應(yīng)， 羥化反應(yīng)。羥化反應(yīng)。 人體不能人體不能 合成合成。 C C C C C CH2OH O HO HO H HOH O O C

17、C O O O HHO H CH2OH C C C 二、水溶性維生素與輔酶二、水溶性維生素與輔酶 21 三、脂溶性維生素三、脂溶性維生素 n維生素維生素A,D,E,KA,D,E,K均溶于脂類溶劑，不溶均溶于脂類溶劑，不溶 于水，在食物中通常與脂肪一起存在，于水，在食物中通常與脂肪一起存在， 吸收它們，需要脂肪和膽汁酸。吸收它們，需要脂肪和膽汁酸。 Chapter11 Chapter11 維生素與輔酶維生素與輔酶 維生素維生素A： 抗夜盲、維持上皮的正常發(fā)育、促抗夜盲、維持上皮的正常發(fā)育、促 進(jìn)幼兒生長發(fā)育進(jìn)幼兒生長發(fā)育 維生素維生素D： 抗佝僂病的作用抗佝僂病的作用 維生素維生素E： 抗氧化和

18、抗不育的作用抗氧化和抗不育的作用 維生素維生素K： 凝血作用凝血作用 22 1 1，維生素，維生素A A n維生素維生素A A分分A1, A2A1, A2兩種，是不飽和一元醇兩種，是不飽和一元醇 類。維生素類。維生素A1A1又稱為視黃醇，又稱為視黃醇，A2A2稱為脫稱為脫 氫視黃醇。氫視黃醇。 CH2OH CH2OH A1 A2 三、脂溶性維生素三、脂溶性維生素 23 2,2,維生素維生素D D n維生素D是固醇類化合物，主要有D2,D3, D4, D5。其中D2,D3活性最高。 麥角固醇 7-脫氫膽固醇 22-雙氫麥角固醇 7-脫氫谷固醇 維生素D2 維生素D3 維生素D4 維生素D5 三、

19、脂溶性維生素三、脂溶性維生素 24 維生素維生素D D的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) n在生物體內(nèi)，在生物體內(nèi)，D2D2和和 D3D3本身不具有生物本身不具有生物 活性。它們?cè)诟闻K活性。它們?cè)诟闻K 和腎臟中進(jìn)行羥化和腎臟中進(jìn)行羥化 后，形成后，形成1 1，25-25-二二 羥基維生素羥基維生素D D。其中。其中 1 1，25-25-二羥基維生二羥基維生 素素D3D3是生物活性最是生物活性最 強(qiáng)的。強(qiáng)的。HO R 25 3 3，維生素，維生素E E n又叫做生育酚，目前發(fā)現(xiàn)的有6種，其中 ，四種有生理活性。 O HO R2 R1 R3 三、脂溶性維生素三、脂溶性維生素 26 4 4，維生素，維生素K K n維生素

20、K有3種，K1,K2,K3。其中K3是人工 合成的。維生素K是2-甲基萘醌的衍生物。 O O O O CH2CHC(CH3)CH2CH25CHC(CH3)2 三、脂溶性維生素三、脂溶性維生素 27 四，四， 酶分子中的金屬離子酶分子中的金屬離子 n根據(jù)金屬離子與酶蛋白結(jié)合程度，可分為兩類：根據(jù)金屬離子與酶蛋白結(jié)合程度，可分為兩類： 金屬酶和金屬激酶。金屬酶和金屬激酶。 n在金屬酶中在金屬酶中, ,酶蛋白與金屬離子結(jié)合緊密。如酶蛋白與金屬離子結(jié)合緊密。如 FeFe2+ 2+/ Fe / Fe3+ 3+ 、 、CuCu+ +/Cu/Cu3 3+ +、ZnZn2+ 2+ 、 、MnMn2+ 2+、 、CoCo2 2+ + 等。等。 n金屬酶中的金屬離子作為酶的輔助因子，在酶金屬酶中的金屬離子作為酶的輔助因子，在酶 促反應(yīng)中傳遞電子，原子或功能團(tuán)促反應(yīng)中傳遞電子，原子或功能團(tuán)。 Chapter11 Chapter11