維生素B和硫胺素焦磷酸

維生素B和硫胺素焦磷酸第1頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二艾克曼EIJKMAN，Christiaan1858．8．11—1930．11．51886年再度去巴塔維（Batavia），調(diào)查當?shù)啬_氣病的致病原因，發(fā)現(xiàn)是由于缺乏含于米糠中的少量營養(yǎng)物質(zhì)所引起，為維生素的研究奠定了基礎。艾克曼EIJKMAN，Christiaan1858．8．11—1930．11．51886年再度去巴塔維（Batavia），調(diào)查當?shù)啬_氣病的致病原因，發(fā)現(xiàn)是由于缺乏含于米糠中的少量營養(yǎng)物質(zhì)所引起，為維生素的研究奠定了基礎。第2頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二1911年,波蘭生物化學家芬科首次從植物中分離出維生胺,并將其命名為“抗腳氣病的維生胺”1926年,楊森和丹納司在試驗中獲得維生素B1結(jié)晶體。1936年,威廉姆斯確定其化學結(jié)構(gòu)和合成方法。1959年,我國沈陽化學合成藥物研究所與天津制藥廠研制成功硝酸硫胺(維生素B1硝酸鹽)。1963年,北京醫(yī)藥工業(yè)研究院又與天津制藥廠研制成功鹽酸硫胺并投產(chǎn)。歷史第3頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二維生素B1（vitaminB1）

硫胺素（thiamine）抗神經(jīng)炎維生素抗腳氣病維生素分子式：C12H16N4OS（·HCl）分子量：300.813-[(4-amino-2-methylpyrimidin-5-yl)methyl]-5-(2-hydroxyethyl)-4-methyl-1,3-thiazol-3-iumchloride第4頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二物化性質(zhì)：

第5頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二作用用途：

促進成長；幫助消化，特別是碳水化合物的消化；改善精神狀況；維持神經(jīng)組織、肌肉、心臟活動的正常；減輕暈機、暈船；可緩解有關(guān)牙科手術(shù)后的痛苦；有助于對帶狀皰疹（herpeszoster）的治療。第6頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二第7頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二這四種形式的維生素B1都可以相互轉(zhuǎn)化：TMPase:硫胺素一磷酸酶;TPPase:硫胺素焦磷酸酶;TTPase:硫胺素三磷酸酶Pi:無機磷酸;P-轉(zhuǎn)移酶:硫胺素焦磷酸激酶T:游離維生素B1;TPK:焦磷酸激酶;pi第8頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二

在動物組織中游離的維生素B1及其磷酸化形式均以不同數(shù)量存在,以TPP最為豐富,約占維生素B1總量的80%,TTP占5%-10%,其余為游離的維生素B1和TMP。

維生素B1主要以輔酶的形式發(fā)揮其生理功能，TPP是維生素B1的主要輔酶形式。

第9頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二

維生素B1在生物體內(nèi)可在硫胺素焦磷酸合成酶的作用下，從ATP接受一個焦磷酸基團，形成硫胺素焦磷酸（thiaminepyrophosphate,TPP)第10頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二

硫胺素焦磷酸是參與α-酮轉(zhuǎn)移，α-酮酸的脫羧和α-羥酮的形成與裂解等反應的輔酶。

它之所以具有輔酶的功能是由于TPP結(jié)構(gòu)中噻唑環(huán)C-2上的氫十分活潑，易釋放H+形成具有催化功能的得親核基團——TPP碳負離子。TPP碳負離子可作為親核試劑攻擊底物的缺電子中心，與底物形成共價中間復合物，促進底物的化學反應。第11頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二第12頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二丙酮酸氧化脫羧生成乙酰輔酶A：

丙酮酸在有氧狀態(tài)下，進入線粒體中，丙酮酸氧化脫羧生成乙酰CoA進入三羧酸循環(huán)，進而氧化生成CO2和H2O，同時NADH+H+等可經(jīng)呼吸鏈傳遞，伴隨氧化磷酸化過程生成H2O和ATP。

第13頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二

催化氧化脫羧的酶是丙酮酸脫氫酶系(pyruvatedehydrogenasesystem)，此多酶復合體由丙酮酸脫氫酶（E1），二氫硫辛酰胺轉(zhuǎn)乙酰酶（E2）和二氫硫辛酰胺脫氫酶（E3）按一定比例組成，其組合比例隨生物的不同而不同。參與反應的輔酶有硫胺素焦磷酸酯（TPP）、硫辛酸、FAD+、NAD+及CoA。

其中硫辛酸是帶有二硫鍵的八碳羧酸，通過轉(zhuǎn)乙酰酶的賴氨酸ε-氨基相連，形成與酶結(jié)合的硫辛酰胺而成為酶的柔性長臂，可將乙酰基從酶復合體的一個活性部位轉(zhuǎn)到另一個活性部位。

第14頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二第15頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二

三羧酸循環(huán)中糖和脂肪代謝產(chǎn)物α-酮戊二酸脫羧為琥珀酰輔酶A：α-酮戊二酸的氧化脫羧反應與丙酮酸相似,只是前者生成琥珀酰輔酶A作為轉(zhuǎn)酮酸激酶的輔酶:

在磷酸戊糖循環(huán)中,焦磷酸硫胺素是轉(zhuǎn)酮反應的輔酶1從缺乏維生素B1的動物上取得紅血球,經(jīng)過研究表明積累戊糖的這一循環(huán)受到了損傷,核酸合成中的戊糖以及脂肪酸合成中的NADPH都靠這個循環(huán)來提供,如果脂肪酸合成受阻,會影響神經(jīng)細胞膜的完整性,從而影響運動員的運動能力第16頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二維生素B1的缺乏會造成什么影響？第17頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二神經(jīng)系統(tǒng)肌肉工作能力大腦功能心臟功能消化系統(tǒng)第18頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二對神經(jīng)系統(tǒng)的影響：影響糖類代謝影響脂類代謝不能維持髓鞘的完整性,導致神經(jīng)系統(tǒng)病變發(fā)生多發(fā)性神經(jīng)炎導致膽固醇合成障礙機制:癥狀：神經(jīng)系統(tǒng)反應(干性腳氣病),包括易疲勞、煩躁、神經(jīng)炎、神經(jīng)痛.脂質(zhì)和膽固醇都是是細胞膜的主要成分之一,其合成障礙會影響神經(jīng)細胞膜的完整性第19頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二對肌肉工作能力的影響：使丙酮酸氧化脫羧作用發(fā)生障礙機制：三羧酸循環(huán)受阻糖的有氧氧化不能正常進行體內(nèi)丙酮酸、乳酸堆積,使運動員體內(nèi)pH值下降,關(guān)鍵酶6-磷酸果糖激酶活性降低,糖酵解功能發(fā)生障礙使糖的無氧代謝和有氧代謝供能系統(tǒng)都遭到破壞癥狀：丙酮酸、乳酸堆積會使運動員易產(chǎn)生疲勞,并且出現(xiàn)健忘、不安、易怒或抑郁的精神癥狀。四肢肌肉痙攣,逐漸惡化,以至腿腳僵直,行動困難,出現(xiàn)有如“戴腳鐐”的特異步態(tài)第20頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二對大腦功能的影響：

葡萄糖是腦的重要能源物質(zhì),維生素B1缺乏將會引起大腦組織中糖的分解代謝速率減慢,大腦能量供應受阻,對其正常功能產(chǎn)生不利影響.對心臟功能的影響：

維生素B1與心臟功能的關(guān)系也十分密切.實驗表明,短期缺乏維生素B1的動物,其心肌的緊張力和彈性大為降低,心率失常,補充維生素B1后尚可恢復.但如果長期缺乏維生素B1,心臟損害嚴重,最終可導致死亡1當人的膳食中缺乏維生素B1時,常會感到胸部脹懣、氣短、血壓低、心跳加快、脈搏緩慢1X射線透視可見心臟肥大,并常伴有小腿浮腫,漸及全身,還可發(fā)展為心力衰竭。第21頁，共23頁，2023年，2月20日，星期二對消化系統(tǒng)的影響：

焦磷酸硫胺素能促進重要的神經(jīng)介質(zhì)乙酰膽堿的合成,抑制膽堿酯酶對乙酰膽堿分解,缺乏維生素B1時,乙酰膽堿合成減少,同時由于膽堿酯酶活性的增強,乙酰膽堿的分解加速,神經(jīng)傳導不良,直接影響到消化系統(tǒng)的功能,如胃腸蠕動變慢,食物通過胃腸的時間延緩,消化酶分泌減少,消化機能減弱,引起食欲不振,消化不良,便秘等消化系統(tǒng)癥狀.第22頁，共23頁，2023年，2月20日，星