生物競(jìng)賽：維生素與輔酶課件

Chap.3維生素與輔酶Vitamins&Cofactors

DiscoveryofVitamine（源于醫(yī)學(xué)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)）Definitionofvitamine是機(jī)體維持正常生命活動(dòng)所必不可少,只能從食物中獲取的一類小分子有機(jī)化合物

1一、維生素概論1、維生素（Vitamin，Vit)的概念：

維生素是維持生物體正常生長(zhǎng)發(fā)育和代謝所必需的一類微量有機(jī)物質(zhì)，不能由機(jī)體合成或合成量不足，必須靠食物供給。維生素在生物體內(nèi)的作用不同于糖類、脂類和蛋白質(zhì)，它不是作為碳源、氮源或能源物質(zhì)，亦不是構(gòu)成生物體的組成部分，但卻是代謝過程中所必需的，即絕大多數(shù)的維生素是作為酶的輔酶或輔基的組成部分，在代謝中起到重要作用。維生素缺乏癥——由于各種維生素的生理功能不同，因而缺乏不同的維生素將產(chǎn)生不同的疾病，即由于維生素缺乏而引起的疾病稱為維生素缺乏癥。

如缺乏維生素A導(dǎo)致夜盲癥，缺乏維生素B1導(dǎo)致腳氣病，維生素C缺乏導(dǎo)致壞血病等等。2、Vit的分類

維生素的分類——維生素都是小分子有機(jī)化合物，它們?cè)诨瘜W(xué)結(jié)構(gòu)上無(wú)共同性，有脂肪族、芳香族、脂環(huán)族、雜環(huán)和甾類化合物。通常根據(jù)維生素的溶解性質(zhì)分為脂溶性和水溶性兩大類。脂溶性維生素：維生素A(視黃醇)

11-順視黃醛視循環(huán)維生素D

1、25-二羥膽鈣甾醇調(diào)節(jié)鈣、磷代謝維生素E(生育酚)

——抗氧化維生素K——羧基化、氧化還原反應(yīng)水溶性維生素：維生素B1(硫胺素)

硫胺素焦磷酸（TPP)轉(zhuǎn)醛基和α-酮酸脫羧維生素B2(核黃素)

黃素單核苷酸（FMN）氧化還原反應(yīng)黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）氧化還原反應(yīng)維生素PP(煙酸和煙酰胺)NAD和NADP氫原子（電子）轉(zhuǎn)移泛酸

輔酶A(CoA)轉(zhuǎn)酰基維生素B6(吡哆醛、胺、醇)

磷酸吡哆醛、胺氨基酸轉(zhuǎn)氨基、脫羧生物素

生物胞素傳遞CO2葉酸

四氫葉酸傳遞一碳單位維生素B12(氰鈷胺素)

甲基鈷胺素等甲基化、氫原子重排硫辛酸硫辛酸賴氨酸轉(zhuǎn)?；?、氧化還原反應(yīng)維生素C(抗壞血酸)——羥基化反應(yīng)

類別

輔酶、輔基或其活性形式

主要功能VitamineLipid-solubleWater-solubleADEK

硫辛酸(氧化型)VcVB硫辛酸(還原型)B1B2B3

B5B12

B6

B7B11B12脂溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的調(diào)節(jié)作用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。結(jié)合酶（全酶）酶蛋白金屬離子輔因子輔酶或輔基單純酶酶大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性B族維生素。輔酶在酶促反應(yīng)中的作用特點(diǎn)輔酶在催化反應(yīng)過程中，直接參加了反應(yīng)。每一種輔酶都具有特殊的功能，可以特定地催化某一類型的反應(yīng)。同一種輔酶可以和多種不同的酶蛋白結(jié)合形成不同的全酶。一般來(lái)說(shuō)，全酶中的輔酶決定了酶所催化的類型（反應(yīng)專一性），而酶蛋白則決定了所催化的底物類型（底物專一性）。

一、水溶性維生素與輔酶

維生素輔酶形式

輔酶的主要作用缺乏癥

B1TPPα－酮酸脫氫

腳氣病

B2FMN、FAD參與遞氫

口角炎

B3

HSCoA轉(zhuǎn)移?；?/p>

B5(PP)NAD+、NADP+

參與遞氫

癩皮病

B6

磷酸吡哆醛

轉(zhuǎn)氨基等

VB7(H)與酶蛋白結(jié)合

參與羧化反應(yīng)

B11

FH4

一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移巨幼紅細(xì)胞性貧

B12

脫氧腺苷B12

變位甲基轉(zhuǎn)移

C參與烴化反應(yīng)

壞血病1、VB1(硫胺素，抗腳氣病維生素)

（植物種子、胚芽、芹菜、白菜肉、酵母）VB1在體內(nèi)以焦磷酸硫胺素(thiaminepyrophosphate,TPP)活性性式存在，焦磷酸硫胺素是脫羧酶、脫氫酶的輔酶。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(wú)力、下肢水腫。硫胺素硫胺素+ATPTPP+AMPMg2+硫胺素激酶由一含S的噻唑環(huán)和一含NH2的嘧啶環(huán)組成（1）以輔酶方式參加糖的分解代謝。TPP是脫羧酶、脫氫酶的輔酶。維生素B1缺乏時(shí)，糖代謝受阻，丙酮酸積累，出現(xiàn)高丙酮酸癥，癥狀：多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、心力衰竭、肌肉萎縮，臨床上稱腳氣病。（2）促進(jìn)年幼動(dòng)物的發(fā)育。維生素B1促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)，增加消化液的分泌，因而能促進(jìn)食欲。（3）保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)。能抑制膽堿酯酶的活性，使神經(jīng)傳導(dǎo)所需的乙酰膽堿不被破壞。（4）酵母中含維生素B1最多，其他食物中含量不高。五谷類多集中在胚芽及皮層中。瘦肉、核果和蛋類的含量也較多。酵母、細(xì)菌和高等植物能合成維生素B1。（5）維生素B1鹽酸鹽為無(wú)色結(jié)晶，在酸性溶液中穩(wěn)定，在中性和堿性溶液中易被氧化；耐熱，在普通烹調(diào)條件下?lián)p失并不大；有特殊香氣，微苦，極易溶于水，所以米不易多淘。2、VB2(核黃素)110VB2由核糖醇和6，7-二甲基異咯嗪兩部分組成；在自然界多與蛋白質(zhì)結(jié)合成黃素蛋白。功能：在脫氫酶催化的氧化-還原反應(yīng)中，起著電子和質(zhì)子的傳遞體作用。1VB2102、VB2(核黃素)核黃素(riboflavin)在體內(nèi)的活性形式是黃素單核苷酸(flavinmononucleotide,FMN)、黃素腺嘌呤二核苷酸(flavinadeninedinucleotide,FAD)，它們是黃素酶的輔基。2、VB2(核黃素)是多種氧化還原酶（黃素蛋白）的輔基，作為遞氫輔酶；黃素是比輔酶I和輔酶II更強(qiáng)的氧化劑，能被一個(gè)電子或兩個(gè)電子途徑還原，并且很容易被分子氧重氧化，參與多種生物氧化作用。

FMNFMNH2

FADFADH2+2H-2H+2H-2HFMN和FAD的中文含義氧化型還原型氧化型還原型2、VB2(核黃素)是多種氧化還原酶（黃素蛋白）的輔基，作為遞氫輔酶；黃素是比輔酶I和輔酶II更強(qiáng)的氧化劑，能被一個(gè)電子或兩個(gè)電子途徑還原，并且很容易被分子氧重氧化，參與多種生物氧化作用。

分布及來(lái)源：動(dòng)物肝、酵母中較多；蛋黃、奶、大豆、綠色蔬菜中均有。缺乏導(dǎo)致：口角炎、舌炎、結(jié)膜炎、脂溢性皮炎、視覺模糊等。3、VB3(泛酸)和輔酶A(CoA)輔酶A是生物體內(nèi)代謝反應(yīng)中乙?；福；D(zhuǎn)移酶）的輔酶，它的前體是維生素B3

(泛酸)。功能：輔酶A是傳遞?；?，是形成代謝中間產(chǎn)物的重要輔酶，?；D(zhuǎn)移酶的輔酶。-+-SCoA4、維生素B5與NAD+和NADP+維生素B5（抗賴皮病維生素）包括煙酸（尼克酸）和煙酰胺（尼克酰胺）能維持神經(jīng)組織的健康。缺乏時(shí)表現(xiàn)出神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)障礙，出現(xiàn)皮炎。煙酸及煙酰胺為無(wú)色晶體，前者熔點(diǎn)236℃，后者熔點(diǎn)為129～131℃，是維生素中較穩(wěn)定的，不易被光、空氣及熱破壞。在體內(nèi)色氨酸能轉(zhuǎn)變成維生素PP。煙酸煙酰胺24134、維生素B5與NAD+和NADP+在體內(nèi)煙酰胺與核糖、磷酸、腺嘌呤組成脫氫酶的輔酶（1）輔酶I（NAD+，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）4、維生素B5與NAD+和NADP+在體內(nèi)煙酰胺與核糖、磷酸、腺嘌呤組成脫氫酶的輔酶（2）輔酶II（NADP+，煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）4、維生素B5與NAD+和NADP+生理功能1）NAD和NADP是多種脫氫酶的輔酶，

a、其作為H的載體：HNAD（P）+NAD（P）H氧化型還原型

+

H+4、維生素B5與NAD+和NADP+生理功能1）NAD和NADP是多種脫氫酶的輔酶，

b、起偶聯(lián)反應(yīng)的作用：

c、NAD+可作為DNA連接酶的輔酶，對(duì)DNA的復(fù)制有重要的作用。維生素B6又稱吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺。吡哆素為無(wú)色晶體，易溶于水及乙醇，在酸液中穩(wěn)定，在堿液中易被破壞，對(duì)光不穩(wěn)定，吡哆醇耐熱，吡哆醛和吡哆胺不耐高溫。5、維生素B6(吡哆素)在體內(nèi)均以磷酸酯形式存在，可互相轉(zhuǎn)變，參加代謝的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。5、維生素B6(吡哆素)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ATPADP在體內(nèi)均以磷酸酯形式存在，可互相轉(zhuǎn)變，參加代謝的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。5、維生素B6(吡哆素)①磷酸吡哆醛（pyridoxalphosphate,PLP）②磷酸吡哆胺（pyridoxaminephosphate,PMP）1）磷酸吡哆醛在氨基酸代謝中作為輔酶：

a、作為轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，轉(zhuǎn)氨酶通過磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互轉(zhuǎn)換，起轉(zhuǎn)移氨基的作用；

b、催化脫羧和消旋作用；5、維生素B6(吡哆素)1）磷酸吡哆醛在氨基酸代謝中作為輔酶：

a、作為轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，轉(zhuǎn)氨酶通過磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互轉(zhuǎn)換，起轉(zhuǎn)移氨基的作用；

b、催化脫羧和消旋作用；2）作為藥物：治嘔吐、動(dòng)脈粥樣硬化癥、粒細(xì)胞減少癥等。3)分布及來(lái)源：動(dòng)植物中分布很廣，谷類外皮、蛋黃、肝、酵母、肉、魚、腎中豐富。成人腸道細(xì)菌可以合成VB6，所以人類很少發(fā)生缺乏癥。5、維生素B6(吡哆素)6、VB7（生物素，VH）生物素（biotin)結(jié)構(gòu)為帶戊酸側(cè)鏈的噻吩與尿素結(jié)合的雙環(huán)，又稱VH。生物素是細(xì)長(zhǎng)針狀的晶體，熔點(diǎn)232℃，耐熱和耐酸、堿，微溶于水生物素是羧化酶的輔酶，作為CO2的載體，在生物合成中起傳遞和固定CO2的作用人類缺少生物素可能導(dǎo)致皮炎、肌肉疼痛、感覺過敏、怠倦、厭食、輕度貧血等。大量食用生雞蛋清可導(dǎo)致生物素缺乏，因?yàn)樾迈r雞蛋清中含有抗生物素蛋白，能和生物素結(jié)合成無(wú)活性又不易被消化吸收的物質(zhì)，熟雞蛋無(wú)抗生物素蛋白。

7、VB11(葉酸)和四氫葉酸(FH4或THF)

活性形式：5,6,7,8-FH4，是轉(zhuǎn)一碳單位酶的輔酶，其前體是葉酸(又稱為蝶酰谷氨酸，維生素B11)。THF的主要作用是作為一碳基團(tuán)，如-CH3,-CH2-,-CHO等的載體，參與多種生物合成過程。

7、VB11(葉酸)和四氫葉酸(FH4或THF)

二氫葉酸四氫葉酸5687

7、VB11(葉酸)和四氫葉酸(FH4或THF)

四氫葉酸攜帶各種一碳單位的形式8、維生素B12與輔酶B12(抗惡性貧血維生素)維生素B12又稱為鈷胺素。活性形式:氰鈷胺素、羥鈷胺素、甲基鈷胺素和5′脫氧腺苷鈷胺素，后兩者分別為轉(zhuǎn)甲基酶和變位酶的輔酶。記?。何ㄒ缓饘匐x子(Co+)的維生素8、維生素B12與輔酶B12(抗惡性貧血維生素)1)是幾種變位酶的輔酶；甲基鈷胺素還參與甲基的轉(zhuǎn)移和形成。2)參與DNA的合成，對(duì)紅細(xì)胞的成熟很重要，缺乏時(shí)巨紅細(xì)胞中DNA合成受到障礙，影響細(xì)胞分裂不能分化成紅細(xì)胞，引起惡性貧血。3)分布及來(lái)源：動(dòng)物肝、肉、魚、蛋、奶中含量豐富，人和動(dòng)物的腸道細(xì)菌可以合成VB12，一般不會(huì)缺乏。

化學(xué)名為抗壞血酸（ascorbicacid)，為多羥基酸性物質(zhì)。具強(qiáng)還原性，為無(wú)色晶體，熔點(diǎn)192℃，味酸，溶于水及乙醇。不耐熱，易被光及空氣氧化?？箟难峥蛇€原2，6-二氯酚靛酚使之褪色，亦可與2，4-二硝基苯肼結(jié)合成有色的腙，定性或定量測(cè)定。L-抗壞血酸脫氫抗壞血酸9、維生素C（抗壞血酸Acorbicacid）-2H+2H生理功能（1）參與體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)，在生物氧化中作為氫載體；A、保持巰基酶的活性和谷光甘肽的還原狀態(tài)，起解毒作用；B、與細(xì)胞內(nèi)的氧化還原過程有關(guān)，可將高鐵血紅蛋白還原為血紅蛋白，恢復(fù)其運(yùn)輸氧氣的能力；C、促進(jìn)腸道酶鐵的吸收；D、保護(hù)維生素A、E、B免遭破壞，還能促進(jìn)葉酸轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘乃臍淙~酸。9、維生素C（抗壞血酸Acorbicacid）生理功能9、維生素C（抗壞血酸Acorbicacid）重金屬離子（酶失活）生理功能（1）參與體內(nèi)的氧化還原反應(yīng)，在生物氧化中作為氫載體；（2）作為羥化酶輔酶

A、促進(jìn)膠原蛋白（羥脯氨酸）的合成

B、與膽固醇的代謝有關(guān)

C、參與芳香族氨基酸的代謝（3）其它功能:防止貧血、刺激免疫系統(tǒng)、改善變態(tài)反應(yīng)9、維生素C（抗壞血酸Acorbicacid）生理功能（4）引起壞血病，毛細(xì)血管脆弱、牙齦出血、皮膚出血斑等。（5）過量：引起尿路結(jié)石、女性生育能力下降、腸蠕動(dòng)增加、

破壞B12、引起白癜風(fēng)。9、維生素C（抗壞血酸Acorbicacid）10、硫辛酸硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸（氧化型）和二氫硫辛酸（還原型）10、硫辛酸硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸（氧化型）和二氫硫辛酸（還原型）硫辛酸在糖代謝中起到重要作用，是丙酮酸和酮戊二酸脫氫酶的輔酶，在氧化脫羧過程中傳遞?；蜌洹］o酶Q又稱為泛醌，不屬于維生素，廣泛存在于動(dòng)物和細(xì)菌的線粒體中，其結(jié)構(gòu)為：輔酶Q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-還原酶的輔酶，在酶與底物分子之間傳遞電子和氫。11、輔酶Q(CoQ)維生素A、D、E、K均溶于脂類溶劑，不溶于水，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。二、Lipid-solublevitamins

(脂溶性維生素)

Lipid-solublevitamineVit別名生理功能缺乏癥

A視黃醛合成視紫紅質(zhì)夜盲癥、干眼病

D鈣化醇促進(jìn)鈣磷吸收佝僂病、軟骨病

E生育酚抗氧化治療習(xí)慣性流產(chǎn)

K凝血Vit合成凝血因子凝血時(shí)間延長(zhǎng)

1、維生素A(抗干眼病維生素）也叫視黃醇，維生素A只存在于動(dòng)物性食物中。包括A1和A2兩種。A1主要存在于哺乳動(dòng)物及咸水魚的肝臟中；A2主要存在于淡水魚肝臟中。在動(dòng)物體內(nèi)β－胡蘿卜素在酶作用下產(chǎn)生維生素Aβ－胡蘿卜素是維生素A的前體（維生素A

原）1、維生素A(抗干眼病維生素）生理功能1)構(gòu)成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)；1、維生素A(抗干眼病維生素）1、維生素A(抗干眼病維生素）生理功能1)構(gòu)成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)；2)參與糖蛋白