生物化學(xué)第四章 維生素與輔因子

1、第四章第四章 維生素與輔因子維生素與輔因子第一節(jié)第一節(jié) 維生素的概念及分類維生素的概念及分類第二節(jié)第二節(jié) 水溶性維生素與輔因子水溶性維生素與輔因子維生素的發(fā)現(xiàn)：維生素的發(fā)現(xiàn)： 人類對維生素的認(rèn)識可以追溯到公元前人類對維生素的認(rèn)識可以追溯到公元前3500年，當(dāng)時古埃及人發(fā)現(xiàn)夜盲癥可以被年，當(dāng)時古埃及人發(fā)現(xiàn)夜盲癥可以被一些食物治愈；一些食物治愈；中國唐代醫(yī)學(xué)家孫思邈也曾用動物肝防治夜中國唐代醫(yī)學(xué)家孫思邈也曾用動物肝防治夜盲癥，用谷皮湯熬粥防治腳氣病。盲癥，用谷皮湯熬粥防治腳氣病。1747年英國海軍軍醫(yī)林德發(fā)現(xiàn)在食物中添加年英國海軍軍醫(yī)林德發(fā)現(xiàn)在食物中添加柑橘類水果可以防治壞血病。柑橘類水果可以防治

2、壞血病。 1911年，波蘭化學(xué)家年，波蘭化學(xué)家C.Funk發(fā)現(xiàn)糙米中存發(fā)現(xiàn)糙米中存在能夠防治腳氣病的物質(zhì)（維生素在能夠防治腳氣病的物質(zhì)（維生素B1）是）是一種胺（一類含氮化合物）。將這種化合一種胺（一類含氮化合物）。將這種化合物叫做物叫做Vitamine，意為，意為“Vital amine”，中，中文意思就是文意思就是“生命的胺生命的胺” 。隨后發(fā)現(xiàn)，許。隨后發(fā)現(xiàn)，許多其它的維生素并不含有多其它的維生素并不含有“胺胺”結(jié)構(gòu)，但結(jié)構(gòu)，但是由于是由于Funk的叫法已經(jīng)廣泛采用，所以這的叫法已經(jīng)廣泛采用，所以這種叫法一直沿用，而僅僅將種叫法一直沿用，而僅僅將amine的最后一的最后一個個“e”去掉，

3、成為了去掉，成為了“vitamin”（維生素，（維生素，音譯為音譯為“維他命維他命”）。）。 1912年，年，S.F.Hopkins和和Funk推出維生素推出維生素缺乏假說，推測人體系統(tǒng)中如果缺乏特定缺乏假說，推測人體系統(tǒng)中如果缺乏特定的足夠量的維生素，將會引起特定的疾病。的足夠量的維生素，將會引起特定的疾病。在在20世紀(jì)初，通過提供缺乏特定成分的食世紀(jì)初，通過提供缺乏特定成分的食物給實驗動物食用的方法，科學(xué)家們成功物給實驗動物食用的方法，科學(xué)家們成功的將如今大家熟知的維生素分離并且鑒別的將如今大家熟知的維生素分離并且鑒別了出來。了出來。第一節(jié)第一節(jié) 維生素的概念及分類維生素的概念及分類一、維

4、生素的概念一、維生素的概念（一）維生素的概念：（一）維生素的概念： 參與生物生長發(fā)育和代謝所必須的一類參與生物生長發(fā)育和代謝所必須的一類微量小分子有機(jī)物質(zhì)，生物體自身不能合微量小分子有機(jī)物質(zhì)，生物體自身不能合成，必需靠食物供給；成，必需靠食物供給；（二）維生素的特點(diǎn)：維生素的特點(diǎn)： 1、生物體對維生素的需要量非常??；、生物體對維生素的需要量非常?。?例如正常人每天所需：例如正常人每天所需：維生素維生素A 0.81.6mg，維生素，維生素B1 12mg，維生素維生素B2 12mg， 泛酸泛酸35mg，維生素維生素B6 23mg， 維生素維生素B12 26mg，生物素生物素0.2mg， 葉酸葉酸0

5、.4mg，維生素維生素D 1020mg， 維生素維生素C 60100mg。 2、不是構(gòu)成機(jī)體的物質(zhì)，也不是能量物質(zhì)，在代謝、不是構(gòu)成機(jī)體的物質(zhì)，也不是能量物質(zhì)，在代謝中起調(diào)節(jié)作用；中起調(diào)節(jié)作用；維生素的生理功能維生素的生理功能調(diào)節(jié)酶活性及代謝活性調(diào)節(jié)酶活性及代謝活性；大部分的大部分的輔酶與輔基衍生于維生素輔酶與輔基衍生于維生素。維生素的重要。維生素的重要性就在于它們是體內(nèi)一些重要的代謝酶的輔酶或輔性就在于它們是體內(nèi)一些重要的代謝酶的輔酶或輔基的組成成分?；慕M成成分。 3、維持生長發(fā)育所必須的，各種生物對維生、維持生長發(fā)育所必須的，各種生物對維生素的需要情況不同；素的需要情況不同；4、絕大多數(shù)

6、不能在體內(nèi)合成，因此維生素必、絕大多數(shù)不能在體內(nèi)合成，因此維生素必須由食物供給。須由食物供給。5、缺乏時會引起機(jī)體代謝紊亂，導(dǎo)致特定的、缺乏時會引起機(jī)體代謝紊亂，導(dǎo)致特定的缺乏癥或綜合癥缺乏癥或綜合癥 ，補(bǔ)充后可恢復(fù)正常，補(bǔ)充后可恢復(fù)正常。6、有些維生素還可作為、有些維生素還可作為自由基的清除劑、風(fēng)自由基的清除劑、風(fēng)味物質(zhì)的前體、還原劑以及參與褐變反應(yīng)，味物質(zhì)的前體、還原劑以及參與褐變反應(yīng)，從而影響食品的某些屬性。從而影響食品的某些屬性。維生素原：有些有機(jī)化合物，在人體中可通維生素原：有些有機(jī)化合物，在人體中可通過一定的化學(xué)途徑而轉(zhuǎn)化為某種維生素，過一定的化學(xué)途徑而轉(zhuǎn)化為某種維生素，稱這類物質(zhì)

7、為維生素原。如胡蘿卜素可轉(zhuǎn)稱這類物質(zhì)為維生素原。如胡蘿卜素可轉(zhuǎn)化為維生素化為維生素A.同效維生素：化學(xué)結(jié)構(gòu)類似，具有同維生素同效維生素：化學(xué)結(jié)構(gòu)類似，具有同維生素一樣的效能。如生物類黃酮、?；撬帷⑷庖粯拥男?。如生物類黃酮、?；撬?、肉堿等。堿等。維生素的命名維生素的命名 1、習(xí)慣上采用拉丁字母、習(xí)慣上采用拉丁字母A、B、C、D、來命名，中文命名則相應(yīng)的采用甲、來命名，中文命名則相應(yīng)的采用甲、乙、丙、丁乙、丙、丁，這些字母并不表示發(fā)現(xiàn)該，這些字母并不表示發(fā)現(xiàn)該種維生素的歷史次序（維生素種維生素的歷史次序（維生素A除外），也除外），也不說明相鄰維生素之間存在什么關(guān)系。有不說明相鄰維生素之間存在什么

8、關(guān)系。有的維生素在發(fā)現(xiàn)時以為是一種，后來證明的維生素在發(fā)現(xiàn)時以為是一種，后來證明是多種維生素混合存在，便又在拉丁字母是多種維生素混合存在，便又在拉丁字母下方注下方注 1、2、3等數(shù)字加以區(qū)別，如等數(shù)字加以區(qū)別，如 B1、B2、B3、B6等。等。 2、根據(jù)維生素特有的生理和治療作用來命、根據(jù)維生素特有的生理和治療作用來命名名 如維生素如維生素B1稱為抗腳氣病維生素，維生素稱為抗腳氣病維生素，維生素C稱為抗壞血病維生素等。稱為抗壞血病維生素等。 3、根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)來命名、根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)來命名 如維生素如維生素B1稱為硫胺素，維生素稱為硫胺素，維生素B2稱為核稱為核黃素等；黃素等；二、維生素的分類二

9、、維生素的分類 維生素都是小分子有機(jī)化合物，其化學(xué)結(jié)維生素都是小分子有機(jī)化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)各異，有脂肪族、芳香族、脂環(huán)族、雜構(gòu)各異，有脂肪族、芳香族、脂環(huán)族、雜環(huán)和甾類化合物等。由于維生素之間在化環(huán)和甾類化合物等。由于維生素之間在化學(xué)性質(zhì)上沒有相互關(guān)聯(lián)，各種維生素化學(xué)學(xué)性質(zhì)上沒有相互關(guān)聯(lián)，各種維生素化學(xué)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)相差甚遠(yuǎn)，在生物功能方面也結(jié)構(gòu)及性質(zhì)相差甚遠(yuǎn)，在生物功能方面也各有不同，不便于進(jìn)行分類。各有不同，不便于進(jìn)行分類。 通常根據(jù)溶解度將維生素分為脂溶性和水通常根據(jù)溶解度將維生素分為脂溶性和水溶性兩大類。溶性兩大類。脂溶性維生素包括維生素脂溶性維生素包括維生素A、D、E、K等，等，它們不溶

10、于水，而溶于脂肪及脂溶劑（如它們不溶于水，而溶于脂肪及脂溶劑（如苯、乙醚及氯仿等）中，故稱為脂溶性維苯、乙醚及氯仿等）中，故稱為脂溶性維生素。在食物中，這類維生素通常和脂質(zhì)生素。在食物中，這類維生素通常和脂質(zhì)共存，其在腸道中的吸收也與脂質(zhì)密切相共存，其在腸道中的吸收也與脂質(zhì)密切相關(guān)。當(dāng)脂質(zhì)吸收不良時，脂溶性維生素的關(guān)。當(dāng)脂質(zhì)吸收不良時，脂溶性維生素的吸收也會大大減少，甚至?xí)鹑狈ΠY。吸收也會大大減少，甚至?xí)鹑狈ΠY。1、維生素、維生素A（A1、A2） 是由是由-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化的不飽和一元醇，主要胡蘿卜素轉(zhuǎn)化的不飽和一元醇，主要存存于哺乳動物及魚的肝臟中，綠色植物存存于哺乳動物及魚的肝臟中，綠

11、色植物中存在維生素中存在維生素A原，即胡蘿卜素原，即胡蘿卜素 ，包括，包括、-胡蘿卜素和玉米黃素胡蘿卜素和玉米黃素 。維生素。維生素A的首的首要作用是構(gòu)成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)，缺乏要作用是構(gòu)成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)，缺乏時易造成干眼病。時易造成干眼病。2、維生素、維生素D（D2、D3、D4、D5） 是固醇類化合物，在動植物中均存在，動是固醇類化合物，在動植物中均存在，動物的肝、腎、腦、皮膚以及蛋黃、牛奶中物的肝、腎、腦、皮膚以及蛋黃、牛奶中含量較高。其主要功能是促進(jìn)腸壁對鈣和含量較高。其主要功能是促進(jìn)腸壁對鈣和磷的吸收，調(diào)節(jié)鈣磷代謝，有助于骨酪鈣磷的吸收，調(diào)節(jié)鈣磷代謝，有助于骨酪鈣化和牙齒形成，缺乏

12、維生素化和牙齒形成，缺乏維生素D時易產(chǎn)生佝僂時易產(chǎn)生佝僂病。病。3、維生素、維生素E（、）又稱生育酚）又稱生育酚 是是苯駢二氫吡喃的衍生物，在各種植物油，苯駢二氫吡喃的衍生物，在各種植物油，如麥胚油、棉籽油、玉米油、大豆油中含如麥胚油、棉籽油、玉米油、大豆油中含量豐富。維生素量豐富。維生素E具有抗氧化作用，在某些具有抗氧化作用，在某些動物實驗中具有促進(jìn)生殖發(fā)育作用。動物實驗中具有促進(jìn)生殖發(fā)育作用。4、維生素、維生素K（K1、K2） 是是2-甲基萘醌的衍生物，廣泛分布于綠色甲基萘醌的衍生物，廣泛分布于綠色植物植物 (如苜蓿、菠菜等如苜蓿、菠菜等)及動物肝臟中，有及動物肝臟中，有促進(jìn)血液凝固的作用

13、，故維生素促進(jìn)血液凝固的作用，故維生素K又稱為凝又稱為凝血維生素。血維生素。第二節(jié)第二節(jié) 水溶性維生素與輔因子水溶性維生素與輔因子 水溶性維生素水溶性維生素 溶于水而不溶于有機(jī)溶劑的溶于水而不溶于有機(jī)溶劑的維生素稱為水溶性維生素。水溶性維生素維生素稱為水溶性維生素。水溶性維生素包括維生素包括維生素B族、維生素族、維生素C，屬于維生素，屬于維生素B族的主要有維生素族的主要有維生素B1、B2、PP、B6、泛酸、泛酸、生物素、葉酸和生物素、葉酸和B12等。這類輔酶在肝臟內(nèi)等。這類輔酶在肝臟內(nèi)含量最豐富。與脂溶性維生素不同，進(jìn)入含量最豐富。與脂溶性維生素不同，進(jìn)入人體的多余的水溶性維生素及其代謝產(chǎn)物人

14、體的多余的水溶性維生素及其代謝產(chǎn)物均自尿中排出，體內(nèi)不能多貯存。均自尿中排出，體內(nèi)不能多貯存。 水溶性維生素特別是維生素水溶性維生素特別是維生素B族在生物體內(nèi)族在生物體內(nèi)主要功能是通過作為輔酶的成分調(diào)節(jié)機(jī)體代主要功能是通過作為輔酶的成分調(diào)節(jié)機(jī)體代謝。輔酶與酶蛋白結(jié)合共同完成催化作用，謝。輔酶與酶蛋白結(jié)合共同完成催化作用，輔酶與輔基的主要生理功用：輔酶與輔基的主要生理功用： 運(yùn)載氫原子或電子運(yùn)載氫原子或電子，參與氧化還原反應(yīng)。，參與氧化還原反應(yīng)。 運(yùn)載反應(yīng)基團(tuán)運(yùn)載反應(yīng)基團(tuán)，如酰基、氨基、烷基、羧，如?；被⑼榛?、羧基及一碳單位等，參與基團(tuán)轉(zhuǎn)移?；耙惶紗挝坏?，參與基團(tuán)轉(zhuǎn)移。一、維生素一、維生

15、素B1與與TPP1、名稱：、名稱： 維生素維生素B1，又稱抗腳氣病因子又稱抗腳氣病因子,抗神經(jīng)炎因抗神經(jīng)炎因子子,硫胺素等硫胺素等。2、性質(zhì)：、性質(zhì)： 酸性溶液中較穩(wěn)定、耐熱，在中性及堿性溶酸性溶液中較穩(wěn)定、耐熱，在中性及堿性溶液中易破壞，在堿性溶液中不耐高熱。維液中易破壞，在堿性溶液中不耐高熱。維生素生素B1極易溶于水，因此米不宜多次淘洗極易溶于水，因此米不宜多次淘洗以免造成損失。以免造成損失。3、主要來源：存在于種子外皮及胚芽中，米、主要來源：存在于種子外皮及胚芽中，米糠、麥麩、酵母、瘦肉中含量豐富，蔬菜糠、麥麩、酵母、瘦肉中含量豐富，蔬菜中白菜和芹菜維生素中白菜和芹菜維生素B1含量較多。

16、含量較多。4、缺乏癥：、缺乏癥： 當(dāng)維生素當(dāng)維生素B1缺乏時，糖代謝受阻，丙酮酸缺乏時，糖代謝受阻，丙酮酸積累，使病人的血、尿和腦組織中丙酮酸積累，使病人的血、尿和腦組織中丙酮酸含量增多，出現(xiàn)多發(fā)性神經(jīng)炎、肢端麻木、含量增多，出現(xiàn)多發(fā)性神經(jīng)炎、肢端麻木、心力衰竭、四肢無力、肌肉萎縮及下肢浮心力衰竭、四肢無力、肌肉萎縮及下肢浮腫等癥狀，臨床上稱為腳氣病。腫等癥狀，臨床上稱為腳氣病。5、化學(xué)結(jié)構(gòu)：、化學(xué)結(jié)構(gòu)： 是由含硫的噻唑環(huán)和含氨基的嘧啶環(huán)組成，是由含硫的噻唑環(huán)和含氨基的嘧啶環(huán)組成，故稱硫胺素（圖故稱硫胺素（圖4-1）。）。 （嘧啶衍生物）（嘧啶衍生物） （噻唑衍生物）（噻唑衍生物） 圖圖4-1

17、 維生素維生素B1（硫胺素）（硫胺素）焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP) ： 硫胺素在生物體內(nèi)由硫胺素激酶催化與硫胺素在生物體內(nèi)由硫胺素激酶催化與ATP作用轉(zhuǎn)化成焦磷酸硫胺素作用轉(zhuǎn)化成焦磷酸硫胺素(TPP)（圖（圖4-2）。）。圖圖4-2 輔酶輔酶TPP的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)6、焦磷酸硫胺素、焦磷酸硫胺素(TPP)的功能：的功能： TPP參與糖代謝中羧基碳（醛和酮）的合參與糖代謝中羧基碳（醛和酮）的合成與裂解反應(yīng)，是脫羧酶、丙酮酸脫氫酶成與裂解反應(yīng)，是脫羧酶、丙酮酸脫氫酶復(fù)合體和復(fù)合體和-酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體的輔酶。酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體的輔酶。例如：例如： 在乙醇發(fā)酵過程中，在乙醇發(fā)酵過程中，TPP作為

18、脫羧酶的輔作為脫羧酶的輔酶，丙酮酸通過酵母丙酮酸脫羧酶產(chǎn)生酶，丙酮酸通過酵母丙酮酸脫羧酶產(chǎn)生CO2和乙醛；和乙醛； 在糖分解代謝過程中在糖分解代謝過程中TPP作為丙酮酸脫氫作為丙酮酸脫氫酶復(fù)合體和酶復(fù)合體和 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體中脫酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體中脫氫酶的輔酶分別參加丙酮酸及氫酶的輔酶分別參加丙酮酸及-酮戊二酸酮戊二酸的氧化脫羧作用（詳見糖代謝）。的氧化脫羧作用（詳見糖代謝）。酵母丙酮酸脫羧酶的反應(yīng)機(jī)制酸性質(zhì)子酸性質(zhì)子二、維生素二、維生素B2與與FMN和和FAD1、名稱：、名稱： 維生素維生素B2又稱核黃素又稱核黃素 2、性質(zhì)：、性質(zhì)： 為桔黃色針狀晶體，味苦，微溶于水，極易為桔黃色針

19、狀晶體，味苦，微溶于水，極易溶于堿性溶液，對光和堿都不穩(wěn)定，對酸溶于堿性溶液，對光和堿都不穩(wěn)定，對酸穩(wěn)定。穩(wěn)定。3、主要來源：、主要來源： 維生素維生素B2在動植物中廣泛存在。酵母、肝在動植物中廣泛存在。酵母、肝臟、蛋黃、奶、大豆、小麥、青菜中含量臟、蛋黃、奶、大豆、小麥、青菜中含量豐富。綠色植物和很多微生物都能合成核豐富。綠色植物和很多微生物都能合成核黃素，但人體內(nèi)不能合成，必須由食物供黃素，但人體內(nèi)不能合成，必須由食物供給。給。4、缺乏癥：、缺乏癥： 膳食中長期缺乏維生素膳食中長期缺乏維生素B2時，組織呼吸減時，組織呼吸減弱，代謝強(qiáng)度降低。主要癥狀為口腔發(fā)炎，弱，代謝強(qiáng)度降低。主要癥狀為口

20、腔發(fā)炎，舌炎、唇炎、陰囊炎、角膜炎等。舌炎、唇炎、陰囊炎、角膜炎等。5、化學(xué)結(jié)構(gòu)：、化學(xué)結(jié)構(gòu)： 維生素維生素B2是一種含核糖醇基的黃色物質(zhì)，是是一種含核糖醇基的黃色物質(zhì)，是核糖醇與核糖醇與7,8-二甲基異咯嗪的縮合物，即二甲基異咯嗪的縮合物，即7,8-二甲基二甲基-10（1 -D-核糖醇）異咯嗪（圖核糖醇）異咯嗪（圖4-4）。）。異咯嗪咯嗪維生素維生素B2 在生物體內(nèi)維生素在生物體內(nèi)維生素B2以黃素單核苷酸以黃素單核苷酸(FMN)和黃素腺嘌呤二核苷酸和黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的形式存在的形式存在（圖（圖4-5）。）。 1）與磷酸結(jié)合成磷酸核黃素）與磷酸結(jié)合成磷酸核黃素,即黃素單核甘即黃素單

21、核甘酸酸FMN; 2）FMN與一分子與一分子AMP縮合縮合,形成黃素腺嘌呤形成黃素腺嘌呤二核苷酸二核苷酸FAD; 二者是一些氧化還原酶的輔基，與蛋白部分二者是一些氧化還原酶的輔基，與蛋白部分結(jié)合牢固，這種結(jié)合體稱黃素蛋白。結(jié)合牢固，這種結(jié)合體稱黃素蛋白。黃素單核苷酸（黃素單核苷酸（FMN）12345678910黃素腺嘌呤二核苷酸（黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）生化功能：生化功能： 在生物氧化過程中，在生物氧化過程中，F(xiàn)MN和和FAD通過分子通過分子中異咯嗪環(huán)上的中異咯嗪環(huán)上的1位和位和5位氮原子的加氫和位氮原子的加氫和脫氫，把氫從底物傳遞給受體。脫氫，把氫從底物傳遞給受體。FAD是琥珀是琥珀酸脫

22、氫酶、磷酸甘油脫氫酶等的輔基，酸脫氫酶、磷酸甘油脫氫酶等的輔基，F(xiàn)MN是羥基乙酸氧化酶等的輔基。是羥基乙酸氧化酶等的輔基。 維生素維生素B2分子中異咯嗪環(huán)的第分子中異咯嗪環(huán)的第1和和5位氮原子位氮原子上各有一個活潑的雙鍵，可發(fā)生氧化和還上各有一個活潑的雙鍵，可發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，在生物氧化過程中起遞氫作用。原反應(yīng)，在生物氧化過程中起遞氫作用。11067594823FMNFMN的作用機(jī)制的作用機(jī)制三、維生素三、維生素B3與與CoA和和ACP 1、名稱：維生素、名稱：維生素B3即泛酸，因在生物界廣泛即泛酸，因在生物界廣泛存在，因此又稱為遍多酸存在，因此又稱為遍多酸 。 2、性質(zhì)：、性質(zhì)： 維生素維

23、生素B3為淡黃色粘性油狀物，溶于水和醋為淡黃色粘性油狀物，溶于水和醋酸，不溶于氯仿和苯。在中性溶液中對濕熱、酸，不溶于氯仿和苯。在中性溶液中對濕熱、氧化和還原都穩(wěn)定。酸、堿、干熱可使之分氧化和還原都穩(wěn)定。酸、堿、干熱可使之分裂為裂為-丙氨酸及其它產(chǎn)物。商品維生素丙氨酸及其它產(chǎn)物。商品維生素B3為為泛酸鈣，無色粉狀晶體，微苦溶于水，對光泛酸鈣，無色粉狀晶體，微苦溶于水，對光及空氣都穩(wěn)定，但在及空氣都穩(wěn)定，但在pH57溶液中可被破壞。溶液中可被破壞。 維生素維生素B3在食物中含量豐富，同時腸道中在食物中含量豐富，同時腸道中細(xì)菌也能合成間接被人體利用，因此人類細(xì)菌也能合成間接被人體利用，因此人類很少

24、發(fā)生維生素很少發(fā)生維生素B3缺乏癥。缺乏癥。3、化學(xué)結(jié)構(gòu)：、化學(xué)結(jié)構(gòu)： 是由是由,-二羥基二羥基-，-二甲基丁酸和二甲基丁酸和-丙氨丙氨酸脫水縮合而成的一種有機(jī)酸。酸脫水縮合而成的一種有機(jī)酸。HO CH2C CCH3HCCH2NHCH2COOHCH3OHO二羥基二甲基丁酸殘基二羥基二甲基丁酸殘基 - 丙氨酸殘基丙氨酸殘基 維生素維生素B3是輔酶是輔酶A（CoA或或CoA-SH）的組）的組成成分，在機(jī)體內(nèi)維生素成成分，在機(jī)體內(nèi)維生素B3與與ATP和巰基乙和巰基乙胺經(jīng)一系列反應(yīng)合成輔酶胺經(jīng)一系列反應(yīng)合成輔酶A。其結(jié)構(gòu)式如圖。其結(jié)構(gòu)式如圖4-7。輔酶A的結(jié)構(gòu)磷酸泛酰巰基乙胺磷酸泛酰巰基乙胺輔酶輔酶A

25、是酰基的載體，是?；傅妮o酶，由于是酰基的載體，是?；傅妮o酶，由于攜帶?；牟课辉跀y帶酰基的部位在SH上，故通常以上，故通常以CoASH表示。它的表示。它的-SH可與?；纬闪蝓?，可與?；纬闪蝓?，其重要的生理功能是在代謝過程中作為?；渲匾纳砉δ苁窃诖x過程中作為酰基的載體。的載體。例如當(dāng)攜帶乙?；鶗r形成例如當(dāng)攜帶乙?；鶗r形成CH3CO-SCoA，稱，稱為乙酰輔酶為乙酰輔酶A。輔酶。輔酶A對糖、脂和蛋白質(zhì)代對糖、脂和蛋白質(zhì)代謝中的乙?；D(zhuǎn)移起著重要作用。維生素謝中的乙?；D(zhuǎn)移起著重要作用。維生素B3也是構(gòu)成脂酰載體蛋白（也是構(gòu)成脂酰載體蛋白（ACP）的輔基的組）的輔基的組成成分，與脂肪

26、酸合成密切相關(guān)。成成分，與脂肪酸合成密切相關(guān)。四、維生素四、維生素B5與與NAD和和NADP維生素維生素B B5 5, ,又稱維生素又稱維生素PP PP 抗賴皮病維生素抗賴皮病維生素; ;是吡啶的是吡啶的衍生物衍生物, ,有兩種有兩種: : (1) (1)煙酸煙酸( (尼克酸尼克酸) (2) (2)煙酰胺煙酰胺( (尼克酰胺尼克酰胺) )功能功能: :v可防止賴皮病，缺乏導(dǎo)致對稱性皮炎可防止賴皮病，缺乏導(dǎo)致對稱性皮炎; ;v維持神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能維持神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能; ;v構(gòu)成脫氫酶的輔酶構(gòu)成脫氫酶的輔酶NAD(煙酰胺腺嘌呤二核甘酸煙酰胺腺嘌呤二核甘酸) NADP(煙酰胺腺嘌呤二核甘酸磷酸煙

27、酰胺腺嘌呤二核甘酸磷酸)煙酰胺煙酰胺煙酸煙酸NCOOHNCONH2 煙酰胺在生物體內(nèi)以煙酰胺煙酰胺在生物體內(nèi)以煙酰胺-腺嘌呤二核苷酸腺嘌呤二核苷酸（NAD+，又稱輔酶，又稱輔酶）和煙酰胺）和煙酰胺-腺嘌呤二腺嘌呤二核苷酸磷酸（核苷酸磷酸（NADP+，又稱輔酶，又稱輔酶）的形）的形式存在。式存在。NAD+和和NADP+均為脫氫酶的輔酶，均為脫氫酶的輔酶，是煙酰胺的活性形式。其結(jié)構(gòu)如圖是煙酰胺的活性形式。其結(jié)構(gòu)如圖4-9。 輔酶輔酶I和輔酶和輔酶II是脫氫酶的輔酶，在氧化還原是脫氫酶的輔酶，在氧化還原反應(yīng)中作為氫的受體或供體，起傳遞氫的作反應(yīng)中作為氫的受體或供體，起傳遞氫的作用。用。圖圖4-9 N

28、AD+和和NADP+的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) NAD+和和NADP+的分子結(jié)構(gòu)中都含有尼克酰的分子結(jié)構(gòu)中都含有尼克酰胺的吡啶環(huán)，可通過它可逆地進(jìn)行氧化還胺的吡啶環(huán)，可通過它可逆地進(jìn)行氧化還 原，在代謝反應(yīng)中起遞氫作用。原，在代謝反應(yīng)中起遞氫作用。 從底物脫去的兩個氫原子，其中一個從底物脫去的兩個氫原子，其中一個H+和和兩個電子轉(zhuǎn)給兩個電子轉(zhuǎn)給NAD+的煙酰胺環(huán)上，使氮原的煙酰胺環(huán)上，使氮原子由五價變?yōu)槿齼r，同時環(huán)上子由五價變?yōu)槿齼r，同時環(huán)上N原子的對位原子的對位第第4位碳原子上添加了一個氫原子，變成還位碳原子上添加了一個氫原子，變成還原原NADH；底物的另一個；底物的另一個H+則釋放到溶液中。則釋放到溶液

29、中。煙酰胺輔酶的結(jié)構(gòu)和氧化還原狀態(tài) 依賴于依賴于NAD+和和NADP+的脫氫酶，可以催化的脫氫酶，可以催化多種不同類型的反應(yīng)，如簡單的脫氫、氨多種不同類型的反應(yīng)，如簡單的脫氫、氨基酸脫氨、醛的氧化、雙鍵的還原、碳基酸脫氨、醛的氧化、雙鍵的還原、碳-氮氮鍵的氧化等。鍵的氧化等。五、維生素五、維生素B6和磷酸吡哆醛及磷酸吡哆胺和磷酸吡哆醛及磷酸吡哆胺 維生素維生素B6又稱吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、又稱吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺三種物質(zhì)，它們在生物體內(nèi)可相互吡哆胺三種物質(zhì)，它們在生物體內(nèi)可相互轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化。NCH2NH2HOH3C CH2OHNCHOCH2OHHOH3CNCH2OHCH2OH

30、HOH3C吡哆胺吡哆胺 吡哆醛吡哆醛 吡哆醇吡哆醇 維生素維生素B B6 6三種結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu) NH3CHOCHOCH2O POHOOHNH3CHOCH2NH2CH2O POHOOH磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺在體內(nèi)維生素在體內(nèi)維生素B6經(jīng)磷酸化作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的經(jīng)磷酸化作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的磷酸酯磷酸酯磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺和磷磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺和磷酸吡哆醇，它們之間可以相互轉(zhuǎn)變。參加酸吡哆醇，它們之間可以相互轉(zhuǎn)變。參加代謝作用的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆代謝作用的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺，二者是維生素胺，二者是維生素B6的活性形式，在氨基的活性形式，在氨基酸代謝中是多種酶（如氨基酸轉(zhuǎn)氨酶和氨酸代謝

31、中是多種酶（如氨基酸轉(zhuǎn)氨酶和氨基酸脫羧酶）的輔酶。磷酸吡哆醛還是氨基酸脫羧酶）的輔酶。磷酸吡哆醛還是氨基酸轉(zhuǎn)氨、脫羧和消旋作用酶的輔酶?；徂D(zhuǎn)氨、脫羧和消旋作用酶的輔酶。磷酸吡哆醛與磷酸吡哆胺的分子磷酸吡哆醛與磷酸吡哆胺的分子結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)功能功能：yVit B6的衍生物的衍生物:磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛和和磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺。y磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛和和磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺可作為可作為氨基轉(zhuǎn)移氨基轉(zhuǎn)移酶酶,氨基酸脫羧酶氨基酸脫羧酶,半胱氨酸脫硫酶半胱氨酸脫硫酶等的輔酶。等的輔酶。 吡哆素為無色晶體，易溶于水及酒精，具有吡哆素為無色晶體，易溶于水及酒精，具有光不穩(wěn)定性，在酸性溶液中穩(wěn)定，堿液中光不穩(wěn)定性

32、，在酸性溶液中穩(wěn)定，堿液中易被破壞，在空氣中能保持穩(wěn)定。吡哆醇易被破壞，在空氣中能保持穩(wěn)定。吡哆醇耐熱，吡哆醛和吡哆胺不耐高溫。耐熱，吡哆醛和吡哆胺不耐高溫。維生素維生素B6在食物中分布很廣，尤其是酵母、在食物中分布很廣，尤其是酵母、蛋黃、肝、谷物中含量尤為豐富，腸道細(xì)蛋黃、肝、谷物中含量尤為豐富，腸道細(xì)菌可以合成維生素菌可以合成維生素B6，一般人在正常情況，一般人在正常情況下很少發(fā)生維生素下很少發(fā)生維生素B6缺乏癥。缺乏癥。六、維生素六、維生素B7與羧化輔酶與羧化輔酶 維生素維生素B7也稱生物素，維生素也稱生物素，維生素H，為含硫維，為含硫維生素，是由噻吩環(huán)和尿素結(jié)合而成的一個生素，是由噻吩

33、環(huán)和尿素結(jié)合而成的一個雙環(huán)化合物，側(cè)鏈上有一分子異戊酸。雙環(huán)化合物，側(cè)鏈上有一分子異戊酸。有有 ， 兩種異構(gòu)體。兩種異構(gòu)體。 生物素為無色針狀結(jié)晶，耐酸而不耐堿，氧生物素為無色針狀結(jié)晶，耐酸而不耐堿，氧化劑及高溫可使其失活?；瘎┘案邷乜墒蛊涫Щ?。生物素的結(jié)構(gòu) 生物素是多種羧化酶如丙酮酸羧化酶、乙酰生物素是多種羧化酶如丙酮酸羧化酶、乙酰CoA羧化酶等的輔酶，參與體內(nèi)羧化酶等的輔酶，參與體內(nèi)CO2羧化過羧化過程，起傳遞羧基功能。生物素與其專一的酶程，起傳遞羧基功能。生物素與其專一的酶蛋白通過生物素的羧基與酶蛋白中的賴氨酸蛋白通過生物素的羧基與酶蛋白中的賴氨酸的的-氨基以酰胺鍵相連。在代謝過程中，首

34、氨基以酰胺鍵相連。在代謝過程中，首先先CO2與生物素的尿素環(huán)上的與生物素的尿素環(huán)上的1個氮原子結(jié)個氮原子結(jié)合，然后再將生物素上結(jié)合的合，然后再將生物素上結(jié)合的CO2轉(zhuǎn)給適當(dāng)轉(zhuǎn)給適當(dāng)?shù)氖荏w，因此生物素在代謝過程中起的受體，因此生物素在代謝過程中起CO2載載體的作用。體的作用。生物素與酶蛋白中賴氨酸的連接生物素參與催化的轉(zhuǎn)羧基反應(yīng)機(jī)理 生物素來源廣泛，在酵母、肝、蛋黃、谷生物素來源廣泛，在酵母、肝、蛋黃、谷物和蔬菜中存在，腸道細(xì)菌也可以自行合物和蔬菜中存在，腸道細(xì)菌也可以自行合成供人體需要，故一般很少出現(xiàn)生物素缺成供人體需要，故一般很少出現(xiàn)生物素缺乏癥。但是如果大量食用生雞蛋清，因其乏癥。但是如果

35、大量食用生雞蛋清，因其含有抗生物素蛋白，能與生物素結(jié)合使生含有抗生物素蛋白，能與生物素結(jié)合使生物素活性喪失，就會造成生物素缺乏。人物素活性喪失，就會造成生物素缺乏。人類尚未發(fā)現(xiàn)典型的生物素缺乏癥。類尚未發(fā)現(xiàn)典型的生物素缺乏癥。七、維生素七、維生素B11與四氫葉酸與四氫葉酸 維生素維生素B11又稱葉酸，由又稱葉酸，由2-氨基氨基-4-羥基羥基-6-甲甲基蝶呤啶與對氨基苯甲酸及基蝶呤啶與對氨基苯甲酸及L-谷氨酸三個部谷氨酸三個部分結(jié)合而成。分結(jié)合而成。 是一個在自然界廣泛存在的維生素，因為在是一個在自然界廣泛存在的維生素，因為在綠葉中含綠葉中含量豐富，故名葉酸，亦稱蝶酰谷氨量豐富，故名葉酸，亦稱蝶

36、酰谷氨酸。酸。 葉酸純品為淡黃色結(jié)晶，微溶于水，不溶于葉酸純品為淡黃色結(jié)晶，微溶于水，不溶于有機(jī)溶劑，易分解。有機(jī)溶劑，易分解。葉酸分子結(jié)構(gòu)葉酸分子結(jié)構(gòu)四氫葉酸的分子結(jié)四氫葉酸的分子結(jié)構(gòu)構(gòu)5, 6, 7, 8-四氫葉酸四氫葉酸 N1N3CH6NH57NH8NH2OHCH29NH10CONH CHHOOC(CH2)2COOH2-氨基氨基-4-羥基羥基-6-甲基甲基-5,6,7,8-四氫蝶呤啶四氫蝶呤啶對氨基苯甲酸對氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸 葉酸在體內(nèi)以四氫葉酸（葉酸在體內(nèi)以四氫葉酸（THF，或?qū)懽鳎驅(qū)懽鱂H4）的形式存在，四氫葉酸又稱輔酶的形式存在，四氫葉酸又稱輔酶F（CoF），），是一碳基團(tuán)（

37、如甲基、亞甲基和甲?；龋┦且惶蓟鶊F(tuán)（如甲基、亞甲基和甲?；龋┺D(zhuǎn)移酶的輔酶，以一碳基團(tuán)的載體參與一轉(zhuǎn)移酶的輔酶，以一碳基團(tuán)的載體參與一些生物活性物質(zhì)的合成。些生物活性物質(zhì)的合成。 其其N5和和N10原子與一碳單位基團(tuán)結(jié)合，與嘌原子與一碳單位基團(tuán)結(jié)合，與嘌呤和嘧啶合成有關(guān)。呤和嘧啶合成有關(guān)。如如-CH3, -CH2-, -CHO 等等NNH2NO HNNHHC H2HHHNHCONH C H C O O HC H2C H2C O O H葉酸還原成四氫葉酸四氫葉酸攜帶的一碳單位中碳的氧化態(tài)四氫葉酸攜帶各種一碳單位的形式 葉酸參與嘌呤和嘧啶的合成，影響到蛋白質(zhì)葉酸參與嘌呤和嘧啶的合成，影響到蛋白質(zhì)

38、的生物合成，因此，葉酸對于正常紅細(xì)胞的的生物合成，因此，葉酸對于正常紅細(xì)胞的形成有促進(jìn)作用。當(dāng)葉酸缺乏時，血紅細(xì)胞形成有促進(jìn)作用。當(dāng)葉酸缺乏時，血紅細(xì)胞的發(fā)育和成熟受到影響，造成巨紅細(xì)胞性貧的發(fā)育和成熟受到影響，造成巨紅細(xì)胞性貧血癥。因此，葉酸在臨床上可用于治療巨紅血癥。因此，葉酸在臨床上可用于治療巨紅細(xì)胞貧血癥，故葉酸又稱抗貧血維生素。細(xì)胞貧血癥，故葉酸又稱抗貧血維生素。 葉酸在自然界中廣泛存在，因在植物葉中含葉酸在自然界中廣泛存在，因在植物葉中含量豐富而得名葉酸。在酵母、動物的肝臟、量豐富而得名葉酸。在酵母、動物的肝臟、腎臟中含量也高。腸道細(xì)菌也能合成葉酸，腎臟中含量也高。腸道細(xì)菌也能合成

39、葉酸，故一般人類不易發(fā)生葉酸缺乏病。故一般人類不易發(fā)生葉酸缺乏病。 八、維生素八、維生素B12及其輔酶及其輔酶 維生素維生素B12是體內(nèi)唯一含有金屬元素的維生素，是體內(nèi)唯一含有金屬元素的維生素，因分子中含鈷和多個酰胺基，故又稱鈷胺素。因分子中含鈷和多個酰胺基，故又稱鈷胺素。維生素維生素B12為深紅色晶體，熔點(diǎn)很高（為深紅色晶體，熔點(diǎn)很高（320以以上），溶于水、乙醇和丙酮，不溶于氯仿。上），溶于水、乙醇和丙酮，不溶于氯仿。維生素維生素B12晶體及其水溶液都相當(dāng)穩(wěn)定。但酸、晶體及其水溶液都相當(dāng)穩(wěn)定。但酸、堿、日光、氧化和還原都可以使其破壞。堿、日光、氧化和還原都可以使其破壞。維生素維生素B12廣

40、泛存在于動物食品中，在肝、心、廣泛存在于動物食品中，在肝、心、肉、蛋、奶和魚類中含量豐富，植物中不含肉、蛋、奶和魚類中含量豐富，植物中不含維生素維生素B12。 維生素維生素B12的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，分子中除含有的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，分子中除含有鈷原子外，還有鈷原子外，還有5，6 -二甲基苯咪唑、二甲基苯咪唑、3-磷磷酸核糖、氨基異丙醇和類似卟啉環(huán)的咕啉環(huán)酸核糖、氨基異丙醇和類似卟啉環(huán)的咕啉環(huán)成分。成分。5，6 -二甲基苯咪唑的氮原子與二甲基苯咪唑的氮原子與3-磷磷酸核糖形成糖苷鍵，然后和氨基異丙醇通過酸核糖形成糖苷鍵，然后和氨基異丙醇通過磷酯鍵相連，氨基異丙醇的氨基再與咕啉環(huán)磷酯鍵相連，氨基異丙醇的氨基

41、再與咕啉環(huán)的丙酸支鏈連接。的丙酸支鏈連接。 鈷原子位于咕啉環(huán)的中央，并與環(huán)上氮原子鈷原子位于咕啉環(huán)的中央，并與環(huán)上氮原子和和5，6 二甲基苯咪唑的氮原子以配位鍵結(jié)二甲基苯咪唑的氮原子以配位鍵結(jié)合。在鈷原子上結(jié)合不同的基團(tuán)，如合。在鈷原子上結(jié)合不同的基團(tuán)，如-CN、 -OH、CH3或或5-脫氧腺苷，就分別得到脫氧腺苷，就分別得到: R= CN 維生素維生素B12（氰鈷胺素）（氰鈷胺素） R= OH 羥鈷胺素、羥鈷胺素、 R= CH3 甲基鈷胺素甲基鈷胺素 R= 5-脫氧腺苷鈷胺素脫氧腺苷鈷胺素 其中其中5-脫氧腺苷鈷胺素是主要的輔酶形式。脫氧腺苷鈷胺素是主要的輔酶形式。維生素維生素B12分子結(jié)構(gòu)

42、分子結(jié)構(gòu) 維生素維生素B12在體內(nèi)以輔酶形式參加的代謝反應(yīng)在體內(nèi)以輔酶形式參加的代謝反應(yīng)如分子內(nèi)重排、核苷酸還原成脫氧核苷酸如分子內(nèi)重排、核苷酸還原成脫氧核苷酸和甲基轉(zhuǎn)移。前兩種反應(yīng)是由和甲基轉(zhuǎn)移。前兩種反應(yīng)是由5-脫氧腺苷脫氧腺苷鈷胺素調(diào)解的，而甲基轉(zhuǎn)移是通過甲基鈷鈷胺素調(diào)解的，而甲基轉(zhuǎn)移是通過甲基鈷胺素來實現(xiàn)的。胺素來實現(xiàn)的。缺乏維生素缺乏維生素B12，會引起惡性貧血、神經(jīng)炎、，會引起惡性貧血、神經(jīng)炎、神經(jīng)萎縮、煙毒性弱視等病癥。用維生素神經(jīng)萎縮、煙毒性弱視等病癥。用維生素B12治療時應(yīng)注射，口服無效。治療時應(yīng)注射，口服無效。九、維生素九、維生素C 維生素維生素C又稱抗壞血酸（又稱抗壞血酸

43、（ascorbic acid）。）。維生素維生素C是一種含有是一種含有6個碳原子的多羥基內(nèi)個碳原子的多羥基內(nèi)酯化合物，其分子中酯化合物，其分子中C2和和C3位上兩個相鄰位上兩個相鄰的烯醇式羥基易解離釋放出的烯醇式羥基易解離釋放出H+，而被氧化，而被氧化成為脫氫抗壞血酸，氧化型抗壞血酸和還成為脫氫抗壞血酸，氧化型抗壞血酸和還原型抗壞血酸可以相互轉(zhuǎn)變，是生物體內(nèi)原型抗壞血酸可以相互轉(zhuǎn)變，是生物體內(nèi)的氧化還原體系之一（圖的氧化還原體系之一（圖4-17）。）。L-型抗壞血酸（還原型）型抗壞血酸（還原型）L-型抗壞血酸（氧化型）型抗壞血酸（氧化型） 由于維生素由于維生素C的的C4及及C5是兩個不對稱碳原

44、是兩個不對稱碳原子，因此有光學(xué)異構(gòu)體，其中包括子，因此有光學(xué)異構(gòu)體，其中包括D型和型和L型。型。D型維生素型維生素C一般不具有抗壞血酸的生一般不具有抗壞血酸的生理功能，自然界存在的具有生理活性的是理功能，自然界存在的具有生理活性的是L-型抗壞血酸。通常所稱的維生素型抗壞血酸。通常所稱的維生素C，即，即指指L-抗壞血酸。由于抗壞血酸具有強(qiáng)的還抗壞血酸。由于抗壞血酸具有強(qiáng)的還原性，常被用作抗氧化劑，食品加工中使原性，常被用作抗氧化劑，食品加工中使用的主要是用的主要是D-抗壞血酸?？箟难帷＞S生素維生素C的生理功能主要有兩個：的生理功能主要有兩個：一是參與體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)。作為還原劑一是參與體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)。作為還原劑保持許多巰基酶的保持許多巰基酶的-SH處于還原狀態(tài)，保持處于還原狀態(tài)，保持酶的活性；維生素酶的活性；維生素C