生化-第四章維生素與輔酶

第四章維生素和輔酶一維生素B1與羧化輔酶二維生素B2與黃素輔酶三泛酸和輔酶A

四維生素PP和輔酶Ⅰ、輔酶Ⅱ五維生素B6和磷酸吡哆醛六生物素七葉酸和葉酸輔酶八維生素B12和B12輔酶概述1醫(yī)學課件ppt九維生素C十維生素A

十一維生素D十二維生素E十三維生素K十四硫辛酸2醫(yī)學課件ppt維生素定義:

維持細胞正常功能所必需的,需要量很小,機體內不能合成或合成很少,需由食物供給的一類小分子有機化合物。

維生素既不是構成機體組織的主要原料物質，也不是供能物質，其主要功能是調節(jié)物質代謝和維持生理功能。長期缺乏任何一種維生素都會導致相應的疾病(維生素缺乏癥)。

最早分離出的維生素（維生素B1）是一種胺類（amine），故將維生素取名為Vitamine（生命胺，最初中譯為維他命），但并非所有的維生素都含氨基，故改為Vitamin（V）。概述3醫(yī)學課件ppt維生素種類很多，化學結構上無共同性，通常按溶解性質分為兩大類：多數(shù)作為輔酶或輔基的成分，參與體內代謝過程分類水溶性維生素脂溶性維生素:維生素B族（B1、B2、泛酸、維生素PP、B6、生物素、葉酸，B12）和維生素C等。:維生素A、D、E、K等功能體現(xiàn)少數(shù)具有特殊的生理功能，如VA、VD等有些本身即是輔酶，如硫辛酸、抗壞血酸等4醫(yī)學課件ppt輔酶在酶促反應中的作用機制：

（1）作為兩個酶的輔酶，在兩個酶之間擔當某種原子或化學基團的載體，如NAD、NADP和葉酸輔酶；（2）作為一個酶的輔酶，擔當某種原子或化學基團的載體，如FMN、FAD、磷酸吡哆醛、硫辛酸。

常見的原子或化學基團：氫原子、氨基、一碳基團、磷酸基等5醫(yī)學課件ppt肝、膽疾病可阻礙維生素的吸收。長期口服抗生素可抑制腸道菌生長，引起Vk、生物素、葉酸、泛酸等的缺乏。妊娠、哺乳、強體力勞動、高溫操作，維生素B1和B2的需要量相應增加。生物對維生素的需要情況取決于：1.在代謝過程中是否需要；2.自身能否合成。6醫(yī)學課件ppt長期大量使用維生素A和維生素D會引起中毒；維生素B1用量過多會引起周圍神經痛覺缺失；長期大量使用維生素B12會引起紅細胞過多；口服維生素C過多可破壞膳食中維生素B12而引起貧血。醫(yī)療上用維生素防治維生素不足而引起的疾病。7醫(yī)學課件ppt一、維生素B1N—C—CH3HCC—CH2CH2OHSCl維生素B1由一含S的噻唑環(huán)和一含NH2的嘧啶環(huán)組成，又稱硫胺（素）（Thiamine）。1245NH2·HCl3HCCH2124PP焦磷酸硫胺素（TTP）硫胺素+ATP

Mg2+硫胺素激酶TPP+AMP8醫(yī)學課件ppt主要功能：1.TPP是α-酮酸氧化脫羧酶的輔酶(又稱羧化輔酶)。以輔酶方式參加糖的分解代謝，促進糖代謝，為神經活動提供能量，功能部位在噻唑環(huán)的C2上。2.VB1抑制膽堿酯酶的活性，保持神經正常傳導功能；促進腸胃蠕動，增加消化液的分泌，因而能促進食欲。缺乏癥：1.腳氣病2.中樞神經和腸胃糖代謝失常性質和來源9醫(yī)學課件pptShiff堿,“電子坑”10醫(yī)學課件ppt

——因維生素B1嚴重缺乏而引起的多發(fā)性神經炎。患者的周圍神經末梢及臂神經叢均有發(fā)炎和退化現(xiàn)象，伴有心界擴大、心肌受累、四肢麻木、肌肉瘦弱、煩躁易怒和食欲不振等癥狀。同時因丙酮酸脫羧作用受阻，組織和血液中乳酸量大增，濕性腳氣病還伴有下肢水腫。腳氣病11醫(yī)學課件ppt

缺乏維生素B1不僅周圍神經的結構和功能受損，中樞神經系統(tǒng)也同樣受害。因為神經系統(tǒng)（特別的大腦）所需的能量，基本由血糖氧化供給，當糖代謝受阻時，神經組織也就發(fā)生反?，F(xiàn)象。12醫(yī)學課件ppt維生素B1鹽酸鹽為無色結晶，溶于水，在酸性溶液中穩(wěn)定，在中性和堿性溶液中易被氧化。在普通烹調條件下?lián)p失并不大。有特殊香氣，微苦。酵母中含維生素B1最多，其他食物中含量多不高。五谷類多集中在胚芽及種皮中。瘦肉、核果和蛋類的含量也較多。酵母、細菌和高等植物能合成維生素B1。13醫(yī)學課件ppt二、維生素B2和黃素輔酶維生素B2又稱核黃素（riboflavin），是一種核糖醇與6，7-二甲基異咯嗪的縮合物，在自然界多與蛋白質結合成黃素蛋白。H2C—C—C—C—CHOHOHOHOHHHHH1′2′3′4′5′NNNCCONHOCH3CH31234578910核糖醇基異咯嗪基維生素B2為橘黃色的針狀晶體，味苦，微溶于水，極易溶于堿性溶液，對光和堿不穩(wěn)定14醫(yī)學課件pptH2C—C—C—C—CH2OHOHOHOHHHHNNNCCONHOCH3CH3-O—P=OOO-FMN，flavinmononucleotide黃素單核苷酸5′NN3′OOHOH1′2′4′NNHNH2H9-O—P=OOH2CFAD，flavinadeninedinucleotide黃素腺嘌呤二核苷酸VB2+ATP→FMN+ADPFMN+ATP→FAD+PPi在體內，F(xiàn)MN、FAD是VB2的活性形式。15NNNCCONHOCH3CH3R101NNNCCONHOCH3CH3HHR+2H-2H生理功能：FMN、FAD是氧化還原酶的輔基，作為遞氫體，參與生物氧化作用。16食物來源：綠葉蔬菜、酵母、黃豆、動物的肝和心、蛋黃等含量豐富。動物體內不能合成，須由食物供給。維生素B2每人每天需要量：兒童0.6mg，成人1.6mg。動物體內不能合成維生素B2。過量則排出。缺乏癥：膳食中長期缺乏維生素B2，眼角膜和口角血管增生，引起舌炎、口角炎、陰囊炎、眼角膜炎、角膜血管增生等。17醫(yī)學課件ppt三、泛酸（維生素B3）和輔酶ACH2-C—C—C-N-CH2-CH2-COOHH3CH3COHHOHOHα,γ-二羥-β,β-二甲基丁酸β-丙氨酸NH-CH2-CH2-SH巰基乙胺OOH2COOH1′2′3′4′5′NNNNHH9P-O—O‖PO-O--O‖P-O—O‖O-NH2

輔酶A（CoASH）18泛酸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、氧化和還原都穩(wěn)定。輔酶A是泛酸的活性形式。生理功能：CoA是酰基轉移酶的輔酶，對糖、脂、蛋白質代謝過程中的?；D移有重要作用。缺乏癥：成人每天需要量為5-10mg，一般膳食的泛酸含量豐富。缺乏泛酸可引起皮炎。大白鼠缺乏泛酸，毛發(fā)變灰白，并自行脫落，毛與皮的色素形成可能與泛酸有關。食物來源：食物中含量相當充分，酵母、蜂王漿、肝、瘦肉、花生等含量較多，加之腸道細菌也能合成，供給人體需要，故極少發(fā)生缺乏癥。19四、維生素PP和輔酶Ⅰ、輔酶Ⅱ維生素PP過去稱抗癩皮病維生素或維生素B5，包括尼克酸（煙酸）和尼克酰胺。尼克酰胺的副作用較?。ㄈ缫鹈娌?、頸部發(fā)赤發(fā)癢和燒灼感），醫(yī)療及營養(yǎng)上多用尼克酰胺。尼克酰胺為維生素B5的化學名。NCOOH

尼克酸（nicotinicacid）NCONH2

尼克酰胺（nicotinamide）20NCONH2OOH2COHOHNNNNHH9P

-O—O‖NH2OH2COHOHOP=O-O—O

+尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamideadeninedinucleotide，NAD+）P尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamideadeninedinucleotidephosphate，NADP+）Nicotinicacid+PRPP+ATP→NAD+NAD++ATP→NADP++ADP21尼克酸及尼克酰胺為無色晶體，前者熔點為236℃,后者熔點為129-131℃，是維生素中較穩(wěn)定的，不被光、空氣及熱破壞。溶于水及酒精。與溴化氰作用產生黃綠色化合物，可作為定量基礎。功能：1.以NAD+或NADP+形式作為脫氫酶的輔酶而起到遞氫體的作用。NCONH2R+2H1+4-2HNAD(P)++2H-2HNAD(P)H+H+NCONH2RHH＋H+222.維持神經組織的健康。尼克酰胺對中樞及交感神經系統(tǒng)有維護作用，缺乏，則常產生神經損害和精神紊亂。3.尼克酸可使血管擴張，使皮膚發(fā)赤發(fā)癢，尼克酰胺無此作用。大劑量尼克酸有降低血漿膽固醇和脂肪的作用。缺乏癥膳食中長期缺乏維生素PP所引起的疾病為對稱性皮炎，又叫癩皮病(pellagra)。在狗生黑舌病。賴皮病患者的中樞及交感神經系統(tǒng)、皮膚、胃、腸等皆受不良影響。主要癥狀為對稱性皮炎,23消化道炎和神經損害與精神紊亂，兩手及其裸露部位呈現(xiàn)對稱性皮炎。中樞神經方面的癥狀為頭痛、頭昏、易刺激、抑郁等。Trp可轉變?yōu)槟峥缩０?，玉米中缺乏Trp與尼克酸，故長期只食玉米易患缺乏癥。食物來源：Vpp在自然界分布廣泛，肉類、谷物及花生含量豐富。在體內色氨酸可轉變成尼克酰胺－－成人男子60mgTrp合成1mg尼克酰胺。24醫(yī)學課件ppt五、維生素B6和磷酸吡哆醛維生素B6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)25NCH2O—CHOHOH3CP（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氨酶磷酸吡哆胺ATPADP激酶ATPADP吡哆素的相互轉變26吡哆素為無色晶體，易溶于水及乙醇，在酸液中穩(wěn)定，在堿液中易被破壞，對光不穩(wěn)定，吡哆醇耐熱，吡哆醛和吡哆胺不耐高溫。功能：

磷酸吡哆醛是氨基酸轉氨酶、脫羧酶和消旋酶的輔酶，在氨基酸代謝中非常重要。27轉氨酶28醫(yī)學課件pptα-酮酸R-CH2NH2R-C-COO-NH3H+轉氨脫羧消旋29醫(yī)學課件ppt缺乏癥：導致皮膚、中樞神經系統(tǒng)和造血機構的損害。食物來源：在動植物中分布很廣，酵母、米糠、大豆、肝、蛋黃、肉中含量豐富，腸道細菌也可合成，人類很少發(fā)生缺乏癥30醫(yī)學課件ppt六、生物素生物素（維生素B7）為含硫維生素，其結構可視為由尿素與硫戊烷環(huán)（噻吩）結合而成，并有一個C5酸支鏈。HNNHCO尿素部分HCCHH2CCHS硫戊烷環(huán)部分(CH2)4COOHC5酸根部分生物素（biotin）尿素環(huán)上的一個N可與CO2結合生物素是細長針狀的晶體，熔點232℃，耐熱和耐酸、堿，微溶于水。31功能：生物素是多種羧化酶的輔酶，在CO2固定及羧化反應中起重要作用。缺乏癥：人體一般不會發(fā)生生物素缺乏。大白鼠嚴重缺乏時，后腳癱瘓，廣泛的皮膚病、脫毛和神經過敏。人類缺少生物素可能導致皮炎、肌肉疼痛、感覺過敏、怠倦、厭食、輕度貧血等。食物來源：動植物中廣泛分布，韭菜、酵母、蛋黃、肝、腎等含有豐富的生物素，腸道細菌也能合成生物素供人體需要，一般不易發(fā)生缺乏癥。1916年，貝特曼(Bateman)首先觀察到蛋清的毒性。蛋清中含有抗生物素蛋白，能與生物素結合而使生物素成為不易被吸收的物質，若較長時間吃生蛋清，會導致生物素缺乏。32七、葉酸和葉酸輔酶葉酸（folicacid）即維生素B11，由蝶呤啶、對氨基苯甲酸與L-谷氨酸連接而成。葉酸為鮮黃色物質，微溶于水，在水溶液中易被光破壞。2-氨基-4-羥基-6-甲基喋呤對氨基苯甲酸谷氨酸33醫(yī)學課件ppt葉酸的5、6、7、8位置，在NADPH2存在下，可被還原成四氫葉酸（FH4或THFA）。四氫葉酸的N5和N10位可與多種一碳單位結合作為它們的載體。1235，6，7，8－四氫葉酸34醫(yī)學課件ppt功能：THFA是轉一碳基團酶系的輔酶，主要作用是作為一碳基團的載體，參與多種反應。

一碳基團：甲基-CH3,亞甲基-CH2-,甲?；?CHO，亞氨甲基-CH=NH,次甲基-CH=四氫葉酸-碳衍生物的部分結構（圖）3536醫(yī)學課件ppt四氫葉酸在代謝中起著重要作用，其主要的生理功能：

1、Gly→Ser2、參與嘌呤環(huán)的合成3、dUMP→TMP4、高半胱氨酸→Met缺乏癥：葉酸缺乏時，紅細胞的發(fā)育和成熟受到影響，造成巨紅細胞性貧血癥。食物來源：葉酸在綠葉、肝、酵母中大量存在，腸道細菌也能合成葉酸，故人類一般不易發(fā)生缺乏病。37醫(yī)學課件ppt八、維生素B12和B12輔酶維生素B12是含鈷的化合物，又稱鈷胺素，是唯一含金屬元素的維生素。維生素B12在體內因結合的基團不同，可有多種存在形式，如氰鈷胺素、羥鈷胺素、甲基鈷胺素和5′脫氧腺苷鈷胺素，后兩者是其活性型，也是血液中存在的主要形式。維生素B12的發(fā)現(xiàn)是多年研究惡性貧血癥（即巨初紅細胞癥）的結果。最初發(fā)現(xiàn)服用全肝可控制惡性貧血癥狀，在1948年從肝臟中分離出一種具有控制惡性貧血效果的紅色晶體物質，定名為維生素B12。38氰鈷胺素羥鈷胺素5′脫氧腺苷鈷胺素甲基鈷胺素氰鈷胺素5,6-二甲基苯并咪唑39醫(yī)學課件ppt微生素B12為深紅色晶體，熔點甚高，溶于水、乙醇和丙酮，不溶于氯仿。微生素B12晶體及水溶液都相當穩(wěn)定。但酸、堿、日光、氧化和還原都使之破壞。B12輔酶的功能：1、5′脫氧腺苷鈷胺素是幾種變位酶的輔酶。2、甲基鈷胺素是轉甲基酶的輔酶。40醫(yī)學課件ppt甲基天冬氨酸變位酶谷氨酸甲基天冬氨酸41醫(yī)學課件ppt甲基丙二酸單酰CoA變位酶甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰CoA42醫(yī)學課件ppt在體內，B12輔酶可以：1.促進某些化合物的異構作用。2.促進甲基轉移作用。3.維持SH的還原型狀態(tài)。4.促進核酸和蛋白質的生物合成。5.維持造血機構的正常運轉。6.促進上皮組織細胞的新生。缺乏癥：1.造血器官功能失常，不能正常產生紅血細胞，導致惡性貧血。434.髓磷脂的生物合成減少，引起神經系統(tǒng)的損害，表現(xiàn)癥狀為手足麻木、刺痛、體位不易維持平衡、肌肉動作不協(xié)調、憂郁易怒、思想遲緩和健忘等。3.兒童及幼齡動物發(fā)育不良。2.消化道上皮組織細胞失常。44醫(yī)學課件ppt肝、魚、肉、蛋、奶等都富含B12，人體腸道細菌也能合成，故一般人不缺乏不過，維生素B12的特異性吸收與胃粘膜分泌的一種糖蛋白（稱為內在因子）和內在因子受體有關。維生素B12只有與內在因子結合才能透過腸壁被吸收。有人因缺乏內在因子而致維生素B12缺乏，因此，需用注射維生素B12治療缺乏癥。

惡性貧血患者的胃液中常缺乏內因子。食物來源與吸收45九、維生素C維生素C能防治壞血病，又稱抗壞血酸(ascorbicacid)。O=CHO—CHO—CH－CHO—C—H

CH2OHOOO=CO=CO=CH－CHO—C—H

CH2OH-2H+2HL-抗壞血酸[還原型]脫氫抗壞血酸[氧化型]46抗壞血酸為無色晶體，熔點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2，6-二氯靛酚使之褪色，亦可與2，4-二硝基苯肼結合成有色的腙，依此可進行定性或定量測定。Vc功能：作為氫載體，參與體內的氧化還原反應－－

(1)保持巰基酶的活性和谷胱甘肽的還原態(tài)；(2)還原高鐵血紅蛋白為血紅蛋白，恢復其運氧能力；(3)促進腸道內鐵的吸收；(4)保護維生素A、E及B免受氧化47醫(yī)學課件ppt壞血?。瓌?chuàng)傷不易愈合；骨骼、牙齒易折斷或脫落；毛細血管通透性增大，皮下、粘膜、肌肉易出血。3.抗病毒作用－－刺激免疫系統(tǒng)，提高機體免疫力2.作為羥基化酶的輔酶，參與體內多種羥化反應－－促進膠原蛋白的合成（膠原是結締組織、骨及毛細血管等的重要組成部分）；參與膽固醇、芳香族氨基酸代謝缺乏癥：食物來源：廣泛存在于新鮮蔬菜和水果中。人體不能自己合成，必須由食物中攝取。48十、維生素A維生素A只存在于動物性食物中，包括A1和A2兩種。A1即視黃醇，主要存在于哺乳動物及咸水魚的肝臟；A2即3-脫氫視黃醇，主要存在于淡水魚肝臟。在高等植物和動物中普遍存在的β-胡蘿卜素可轉變?yōu)榫S生素A。CH2OH視黃醇（A1）3-脫氫視黃醇3449CH2OHCHOβ-胡蘿卜素（維生素A原）視黃醇(VA1)視黃醛(全反型)50維生素A在視覺過程中的變化－－生理功能1）構成視紫紅質，與暗視覺的形成有關2）維持上皮組織結構健全與完整3）促進生長發(fā)育，增強機體免疫力維生素A1一般為黃色粘性油體,不溶于水,而溶于油脂和乙醇,易氧化,在無氧條件下,相當耐熱,易被紫外光所破壞。51醫(yī)學課件ppt視覺細胞視桿細胞——弱光下視覺（暗）視椎細胞——強光及色視覺（明）眼球視網膜視桿細胞視桿細胞掃描電鏡圖視錐細胞52醫(yī)學課件ppt視桿細胞的視循環(huán)全反視黃醛全反視黃醇（VA）11-順視黃醇11-順視黃醛視蛋白暗處視紫紅質弱光視神經沖動53醫(yī)學課件ppt缺乏癥：2.影響人的正常生長發(fā)育，上皮組織結構改變，干燥，呈角質化，抵抗病菌能力下降，易感染疾病。有的患者因腸胃黏膜表皮受損而引起腹瀉。長期缺乏維生素A會導致淚腺分泌障礙產生干眼病（眼結膜炎）。1.視紫紅質不足，對暗光適應能力減弱，發(fā)生夜盲癥。維生素A主要來自動物性食品，以肝臟、乳制品及蛋黃中含量最多。維生素A原主要來自植物性食品，以胡蘿卜、綠葉蔬菜及玉米等含量較多。維生素A較易被正常腸道吸收，但不直接隨尿排泄，因而攝取過量是有害的。食物來源：54十一、維生素D維生素D具有抗佝僂病作用，又稱抗佝僂病維生素。已確知有4種，即維生素D2、D3、D4、D5，均為類固醇衍生物，其中D2和D3較為重要。只在動物體內含有維生素D，魚肝油中含量最豐富。動、植物組織中含有能轉化為維生素D的固醇類物質，經紫外光照射可轉變?yōu)榫S生素D。維生素D為無色晶體，不溶于水而溶于油脂及脂溶劑，相當穩(wěn)定，不易被酸、堿或氧化破壞。55維生素D維生素D2；*為(CH2)3時是維生素D356醫(yī)學課件ppt57醫(yī)學課件ppt維生素D在生物體內的活性形式是1,25-二羥膽鈣化（甾）醇[簡寫：1,25-(HO)2D3]它是由維生素D3在肝臟中先被羥化為25-OHD3后,再運至腎臟進一步被羥化為1,25-二羥維生素D3,是一個腎臟產生的激素，所以維生素D又稱激素原。功能：調節(jié)鈣、磷代謝，維持血液正常的鈣、磷濃度，促進骨骼發(fā)育正常。58醫(yī)學課件ppt缺乏癥：兒童－－佝僂病：維生素D攝食不足，不能維持鈣的平衡，骨骼發(fā)育不良，骨質軟弱，膝關節(jié)發(fā)育不全，兩腿形成內曲或外曲畸形。（圖）成人－－軟骨?。寒a生骨骼脫鈣作用；孕婦和授乳婦女的脫鈣作用嚴重時導致骨質疏松，患者骨骼易折，牙齒易脫落。食物來源：維生素D主要含于肝、奶及蛋黃中，而魚肝油中含量最豐。但如攝食過量會引起中毒。早期癥狀：乏力、疲倦、惡心、頭痛、腹瀉等。較嚴重時引起軟組織（包括血管、心肌、肺、腎、皮膚等）鈣化，導致重大病患。59醫(yī)學課件ppt佝僂病VD治療前VD治療14個月后60十二、維生素E維生素E又稱生育酚或抗不育維生素，已知有8種，其中4種（α、β、γ、δ-生育酚）較為重要，α-生育酚的效價最高。動物組織的維生素E都是從食物中取得的。α-生育酚

維生素E為淡黃色無嗅無味油狀物，不溶于水而溶于油脂。不易被酸、堿和熱破壞，極易被氧化，易被紫外光破壞。在259nm有吸收峰。61醫(yī)學課件ppt缺乏癥：

不孕癥（人類未發(fā)現(xiàn)）1）抗氧化作用，保護生物膜及某些酶活性2）與動物的生育能力有關3）促進血紅素合成功能：食物來源：

發(fā)布廣泛，主要存在于植物油中，尤以麥胚油、玉米油、花生油、大豆油、葵花籽油中含量最為豐富，豆類和蔬菜中含量也較多。

尚