生物化學(xué)第五章維生素和輔酶

1、生物化學(xué)第五章維生素和輔酶一、維生素的概述一、維生素的概述 （一）發(fā)現(xiàn)記（一）發(fā)現(xiàn)記(1906(1906年英國年英國) )純化飼料純化飼料礦物質(zhì)、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂肪、核脂肪、核酸、糖酸、糖 牛奶中存在需要量極少，但生存必需的食物輔助因子維生素動物合成某些動物合成某些維生素的功能維生素的功能退化，必須依退化，必須依靠植物和微生靠植物和微生物提供，一旦物提供，一旦缺乏：病缺乏：病/死死（二）概念（二）概念維生素維生素( (vitamin) ) 人類必需的一類營養(yǎng)素人類必需的一類營養(yǎng)素 是維持機(jī)體正常生理功能所必需、機(jī)體是維持機(jī)體正常生理功能所必需、機(jī)體 自身又不能合成或合成量不足，必需靠

2、自身又不能合成或合成量不足，必需靠 外界供給的一類微量低分子有機(jī)化合物。外界供給的一類微量低分子有機(jī)化合物。 不是能量物質(zhì)，也不是結(jié)構(gòu)物質(zhì)不是能量物質(zhì)，也不是結(jié)構(gòu)物質(zhì) （三）（三） 維生素的分類維生素的分類 依據(jù)溶解性分為：依據(jù)溶解性分為： 水溶性：水溶性： VB族、族、VC 脂溶性：脂溶性： VA 、 VD、 VE、 VK功能：功能：水溶性水溶性V輔酶，輔酶， 參與酶催化反應(yīng)中底物基團(tuán)的轉(zhuǎn)移參與酶催化反應(yīng)中底物基團(tuán)的轉(zhuǎn)移脂溶性脂溶性V調(diào)控某些生物機(jī)能調(diào)控某些生物機(jī)能 二、水溶性維生素二、水溶性維生素（一）（一） VB1( 硫胺素）（硫胺素）（P441)存在形式：存在形式：（硫胺素焦磷酸）（硫

3、胺素焦磷酸）由由ATP提供提供功能功能脫羧酶輔酶脫羧酶輔酶將底物移入將底物移入/出脫羧酶活性出脫羧酶活性中心中心+ +丙酮酸脫羧酶缺乏?。耗_氣病缺乏?。耗_氣病 消化不良（抑制膽堿酯酶）消化不良（抑制膽堿酯酶）多存在于多存在于種皮、瘦肉、白菜中種皮、瘦肉、白菜中VB1在酸性溶液中穩(wěn)定，耐熱，在以下在酸性溶液中穩(wěn)定，耐熱，在以下，120不被破壞。不被破壞。H化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)？鍵相連鍵相連核苷鍵核苷鍵VB2傳遞傳遞存在形式存在形式 黃素單核苷酸黃素單核苷酸 FMN 黃素腺嘌呤黃素腺嘌呤 二核苷酸二核苷酸 FAD(P445)氧化態(tài) 還原態(tài) FMN + 2e + 2H+ FMNH2 FAD + 2e +

4、 2H+ FADH2 二甲基異咯嗪上二甲基異咯嗪上的的N1N1、N5N5載運(yùn)載運(yùn)H H補(bǔ)充物牛奶、蔬菜廣泛存在，酵母、肝、腎、蛋、奶、大豆中豐富(三三) 泛酸泛酸/遍多酸遍多酸(VB3) 化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)OHCH2CH3CCH3CHOHCONHCH2CH2OHOC泛泛解解酸酸丙丙氨氨酸酸VB3B3 存在方式存在方式 輔酶輔酶A（CoASH）巰基乙胺巰基乙胺酰胺鍵磷酸二酯鍵泛酸泛酸3，3-二甲基二甲基- 2、4-二羥基二羥基丁酸丁酸 OH1VB33.5-ADP(P447)功能功能?；D(zhuǎn)移酶輔酶?；D(zhuǎn)移酶輔酶，傳遞，傳遞?；；谥惻c糖類代謝中起重要的作用在脂類與糖類代謝中起重要的作用H2O脂酰

5、脂酰CoA廣泛存在，蜂王漿中含量最多。廣泛存在，蜂王漿中含量最多。輔酶輔酶A廣泛被作各種疾病的重要輔助廣泛被作各種疾病的重要輔助藥物。藥物。（四）（四） PP（煙酰胺（煙酰胺/尼克酰胺尼克酰胺） 化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu) 存在方式存在方式煙酰胺腺嘌呤二核苷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（輔酶（輔酶I） NAD+煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 （輔酶輔酶）NADP+NCNH2O煙酰胺磷酸磷酸NMPAMPOO(P443) 功能：功能：脫氫酶輔酶脫氫酶輔酶傳遞傳遞酶活酶活性中性中心心+ +底物可自身合成，不缺乏可自身合成，不缺乏+H+在脫氫酶的活性中心輔助在脫氫酶的活性中心輔助H傳遞傳遞NAD(P

6、)H脫氫酶脫氫酶活性活性中心中心底物底物 NAD(P)+NAD(P)H將將H傳遞出去傳遞出去（五）（五） VB6又稱吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺又稱吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺NCH2OHCH2OHHOH3C 吡哆醇(pyridoxol)NCH2OHCHOHOH3C 吡哆醛(pyridoxal)NCH2OHCH2NH2HOH3C 吡哆胺(pyridoxamine)(P449)NCH2OCHOHOH3CP（磷酸吡哆醛，（磷酸吡哆醛，PLP）吡哆醇吡哆醇氧化酶吡哆醛吡哆胺吡哆胺轉(zhuǎn)氨酶ATPADP磷酸吡哆醇磷酸吡哆醇 氧化酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺 轉(zhuǎn)氨酶磷酸吡哆胺ATPADP激酶ATPAD

7、P +NCH3OHCH2OPO3H2COH磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛CHCOOHR1NH2氨基酸氨基酸H2O+H2OSchiffs堿堿轉(zhuǎn)氨基作用機(jī)制轉(zhuǎn)氨基作用機(jī)制（醛亞胺）（醛亞胺）NCH3OHCH2OPO3H2CH2NH2磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 -酮酸酮酸+CHCOOHR1OH2O+H2O分子重排分子重排Schiffs堿異構(gòu)體堿異構(gòu)體功能：功能：作為輔酶參加多種代謝反應(yīng)，包括脫羧、轉(zhuǎn)作為輔酶參加多種代謝反應(yīng)，包括脫羧、轉(zhuǎn)氨、氨基酸內(nèi)消旋、氨、氨基酸內(nèi)消旋、Trp代謝（包括代謝（包括Trp nicotinamide，煙堿）、含硫氨基酸的脫硫、，煙堿）、含硫氨基酸的脫硫、羥基氨基酸的代謝和氨基酸的脫水等

8、。羥基氨基酸的代謝和氨基酸的脫水等。分布廣泛分布廣泛食物中富含，腸道細(xì)菌可以合成供人食物中富含，腸道細(xì)菌可以合成供人體需要。體需要。（六）生物素（六）生物素（VB7 ）為含硫維生素，其結(jié)構(gòu)可視為由尿素與硫?yàn)楹蚓S生素，其結(jié)構(gòu)可視為由尿素與硫戊烷環(huán)結(jié)合而成，并有一個戊烷環(huán)結(jié)合而成，并有一個C5酸枝鏈。酸枝鏈。HNNHCO尿素部分尿素部分HCCHH2CCHS硫戊烷環(huán)部分硫戊烷環(huán)部分(CH2)4COOHC5酸根部分酸根部分生物素（生物素（biotin）尿素環(huán)上的尿素環(huán)上的一個一個N可與可與CO2結(jié)合結(jié)合(P454)生物素是細(xì)長針狀的晶體，熔點(diǎn)生物素是細(xì)長針狀的晶體，熔點(diǎn)232，耐熱和酸堿，微溶于水。

9、耐熱和酸堿，微溶于水。功能：生物素是多種羧化酶的輔酶，功能：生物素是多種羧化酶的輔酶， 在在CO2固定反應(yīng)中起重要作用。固定反應(yīng)中起重要作用。（七）（七）VB11（葉酸造血維生素）（葉酸造血維生素） 化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu) NNNNNH2OHCH2NHCONHCHCOOHCH2CH2COOH123456789102-氨基氨基-4-羥基羥基-6-亞甲基蝶呤亞甲基蝶呤對氨基苯甲酸對氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸葉酸葉酸蝶酰谷氨酸蝶酰谷氨酸蝶酸蝶酸(P456) 存在形式存在形式四氫葉酸（輔酶四氫葉酸（輔酶F、CoF）NNNNNH2OHCH2NHCO12345678910谷氨酸谷氨酸NNNNNH2OHCH2NHHH

10、HHCO四氫葉酸四氫葉酸5678F4，THF 含一個碳原子的基團(tuán)含一個碳原子的基團(tuán)功能：一碳單位脫除酶的輔酶功能：一碳單位脫除酶的輔酶 傳遞一碳基團(tuán)傳遞一碳基團(tuán)NNN+NNH2OHCH2NCH2HHHCO傳遞亞甲基傳遞亞甲基谷氨酸谷氨酸NNN+NNH2OHCH2NHCH3HHHCO谷氨酸谷氨酸傳遞甲基傳遞甲基谷氨酸谷氨酸NNN+NNH2OHCH2NCHHHHCO傳遞甲川基傳遞甲川基 葉酸參與嘌呤、嘧啶的合成，間接影葉酸參與嘌呤、嘧啶的合成，間接影響蛋白質(zhì)合成。響蛋白質(zhì)合成。 磺胺類藥物可競爭性地抑制細(xì)菌葉酸磺胺類藥物可競爭性地抑制細(xì)菌葉酸的合成，導(dǎo)致繁殖中斷。的合成，導(dǎo)致繁殖中斷。（八（八 ）

11、 VB12及其輔酶及其輔酶維生素維生素B12是含鈷的化合物，是含鈷的化合物，又稱鈷胺素又稱鈷胺素(cyanocobalamine)(P450)氰鈷胺素咕啉環(huán)二甲基苯并咪唑核苷酸5脫氧腺苷5脫氧腺苷鈷胺素甲基鈷胺素功能：功能：1.1.促進(jìn)某些化合物的異構(gòu)作用。促進(jìn)某些化合物的異構(gòu)作用。2.2. 促進(jìn)甲基轉(zhuǎn)移作用。促進(jìn)甲基轉(zhuǎn)移作用。3.3. 維持維持SHSH的還原型狀態(tài)。的還原型狀態(tài)。4.4. 促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)的生物合成促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)的生物合成。5.5. 維持造血機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。維持造血機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。6.6. 促進(jìn)上皮組織細(xì)胞的新生。促進(jìn)上皮組織細(xì)胞的新生。4.4. 髓磷脂的生物合成減少，損害

12、神經(jīng)系統(tǒng)髓磷脂的生物合成減少，損害神經(jīng)系統(tǒng)缺乏癥：缺乏癥：1. 1. 兒童及幼齡動物發(fā)育不良。兒童及幼齡動物發(fā)育不良。2. 2. 消化道上皮組織細(xì)胞失常。消化道上皮組織細(xì)胞失常。3. 3. 造血器官功能失常，導(dǎo)致惡性貧血造血器官功能失常，導(dǎo)致惡性貧血。（九）（九）硫辛酸硫辛酸 辛：八辛：八 H2C-CH2-HC（CH2）4 COOH | | SH SH(P459) H2C-CH2-HC（CH2）4 COOH SS ?；妮d體?；妮d體 壞血壞血/ /病病 毛細(xì)管脆弱、易碎毛細(xì)管脆弱、易碎 表現(xiàn)為牙齦發(fā)炎出血，皮膚出現(xiàn)小血斑、表現(xiàn)為牙齦發(fā)炎出血，皮膚出現(xiàn)小血斑、防治壞血病防治壞血病抗壞血酸抗壞血

13、酸 化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)酸性多羥基化合物酸性多羥基化合物（十）（十） D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸L-葡萄糖酸葡萄糖酸L-古洛內(nèi)酯古洛內(nèi)酯L-古洛內(nèi)酯氧化酶古洛內(nèi)酯氧化酶3-氧氧-L-古洛內(nèi)酯古洛內(nèi)酯L-抗壞血酸抗壞血酸1 1，4 4內(nèi)脂內(nèi)脂14還原還原人、猴、豚人、猴、豚鼠體內(nèi)缺乏鼠體內(nèi)缺乏只能通過食物獲取只能通過食物獲?。糠磻?yīng)反應(yīng)(P461)功能功能 1. 1. 抗壞血?。ūＷo(hù)細(xì)胞膜）抗壞血?。ūＷo(hù)細(xì)胞膜） 2. 2. 氫傳遞體氫傳遞體 還原態(tài)還原態(tài) 氧化態(tài)氧化態(tài) 3.脯氨酸羥基化酶的輔酶脯氨酸羥基化酶的輔酶 4.酶的激活劑酶的激活劑？如何傳遞？如何傳遞三、脂溶性維生素三、脂溶性維生素（一） VA

14、動物飲食中吸收，或植物中的動物飲食中吸收，或植物中的-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化而來胡蘿卜素轉(zhuǎn)化而來化學(xué)結(jié)構(gòu)：化學(xué)結(jié)構(gòu)： 不飽和一元醇不飽和一元醇 (脂類中萜類衍生物）CH3CH3CH3CHCHCH3CHCHCHCH3CH2OHCH3CH3CH3CHCHCH3CHCHCHCH3CH2OHVV（化學(xué)組成）（化學(xué)組成）3甲基環(huán)己甲基環(huán)己(二二)烯烯+2甲基甲基-壬壬-四烯醇四烯醇(P434)弱光弱光存在形式：存在形式： 視紫紅質(zhì)（含視黃醛的糖蛋白）視紫紅質(zhì)（含視黃醛的糖蛋白）棒狀細(xì)胞細(xì)胞膜上視紫紅質(zhì)的電腦模擬圖CH3CH3CH3CHCHCH3CHCHCHCH3CHO功能功能 暗視野下感光暗視野下感光視紫紅質(zhì)視紫

15、紅質(zhì)全反式全反式視黃醛視黃醛全反型維生素全反型維生素A11-順型順型視黃醛視黃醛暗暗處處NADH+E111-順型維生素順型維生素ANADH+E1E2 視黃醛異構(gòu)酶 醇脫氫酶（二）（二） V VD D固醇衍生物固醇衍生物OHCH3CH3CHCH3CH2CH2CH2CHCH3CH3人體皮膚中的7-脫氫膽固醇VD3功能功能 1.OHCH2CH3CHCH3CH2CH2CH2CHCH3CH3VD 紫外線紫外線230300nm(P437) 缺乏：佝僂病、嚴(yán)重蛀牙、缺乏：佝僂病、嚴(yán)重蛀牙、 軟骨病、老年性骨質(zhì)疏松癥軟骨病、老年性骨質(zhì)疏松癥多喝奶制品！2.幫助吸收幫助吸收VA煙霧會遮斷制造煙霧會遮斷制造VD的太陽光；的太陽光； 強(qiáng)烈日曬灼傷后，強(qiáng)烈日曬灼傷后，皮膚停止制造皮膚停止制造VD。（三）（三） VE（生育酚）（生育酚）功能：影響生殖功能：影響生殖 抗氧化養(yǎng)顏，保護(hù)生物膜抗氧化養(yǎng)顏，保護(hù)生物膜 促進(jìn)血紅素合成促進(jìn)血紅素合成缺乏：死胎、細(xì)胞異型缺乏：死胎、細(xì)胞異型134561248910812CH3OHCH3CH3OCH3CH3CH3CH3CH3713一種典型的生育酚一種典型的生育酚化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)？植物性食物中含量豐富植物性食物中含量豐富很少缺乏很少缺乏(P438)VK3（四）（四） VK（凝血維生素）（凝血維生素） 化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)