生物化學(xué) 維生素與輔酶

生物化學(xué)維生素與輔酶第1頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

維生素是維持生物正常生命過程所必需的一類小分子有機物，需要量很少，但對維持健康十分重要。維生素不能供給機體熱能，也不能作為構(gòu)成機體組織的物質(zhì)，其主要功能是通過作為輔酶的成分調(diào)節(jié)機體代謝。長期缺乏任何一種維生素都會導(dǎo)致相應(yīng)的疾?。ňS生素缺乏癥）。最早分離出的維生素（維生素B1）是一種胺類（amine），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，改為Vitamin（V）。6、7世紀前，我國已有腳氣病和“雀目癥”的記載。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。第2頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月肝、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(yīng)增加。醫(yī)療上用維生素防治維生素不足而引起的疾病。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(jīng)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。第3頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月維生素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等第4頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)

脂溶性維生素Lipid-solubleVitamins第5頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月共同特點﹡均為非極性疏水的異戊二烯衍生物﹡不溶于水，溶于脂類及脂肪溶劑﹡在食物中與脂類共存，并隨脂類一同吸收﹡吸收的脂溶性維生素在血液與脂蛋白及某些特殊結(jié)合蛋白特異結(jié)合而運輸

種類VitA,VitD,VitE,VitK第6頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月一、維生素A（抗干眼病維生素）﹡天然形式：A1（視黃醇）A2（3-脫氫視黃醇）﹡活性形式：視黃醇、視黃醛、視黃酸﹡維生素A原：β-胡蘿卜素（一）化學(xué)本質(zhì)與性質(zhì)視黃醇第7頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月維生素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(zhuǎn)變?yōu)榫S生素A。CH2OH3-脫氫視黃醇第8頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月CH2OHCHO第9頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月維生素A1一般為黃色粘性油體，純體可結(jié)晶為黃色三棱晶體，熔點63℃。維生素A2尚未制成晶體。維生素A不溶于水，而溶于油脂和乙醇，易氧化，在無氧條件下，相當(dāng)耐熱。易被紫外光所破壞。在氯仿和乙醇溶液中，維生素A1的吸收峰在328nm，維生素A2的吸收峰在345nm及350nm。在乙醇溶液中，維生素A1與三氯化鏑作用產(chǎn)生的藍色溶液在620nm處有一特殊吸收光帶，維生素A2在693nm和697nm各有一吸收光帶。維生素A除了促進年幼動物生長外，其主要功能為維持上皮組織的健康及正常視覺，還有助于動物生殖和泌乳。第10頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）生化作用

1.生化作用＊構(gòu)成視覺細胞內(nèi)感光物質(zhì)（見后圖）＊參與糖蛋白的合成，維持上皮組織的分化與健全＊其他作用，如影響細胞的分化2.缺乏癥夜盲癥，干眼病，皮膚干燥等3.過量

導(dǎo)致骨質(zhì)脫鈣、骨脆性增加、生長受抑、長骨變粗及骨關(guān)節(jié)疼痛；皮膚干燥、發(fā)癢、鱗皮、皮疹、脫皮、脫發(fā)、指（趾）甲易脆；易激動、疲乏、頭痛、惡心、嘔吐、肌肉無力、坐立不安。食欲降低、腹痛、腹瀉、肝脾腫大、黃疸；血液中血紅蛋白和鉀減少，凝血時間延長，易于出血。第11頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月視紫紅質(zhì)視蛋白11-順視黃醛全反視黃醛暗處光(視網(wǎng)膜)異構(gòu)酶11-順視黃醇全反視黃醇(肝)異構(gòu)酶視黃醛還原酶視紫紅質(zhì)的合成、分解與視黃醛的關(guān)系第12頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月二、維生素D（抗佝僂病維生素）﹡種類：VitD2（麥角鈣化醇）VitD3（膽鈣化醇）﹡VitD2原：麥角固醇VitD3原：7-脫氫膽固醇麥角固醇→VitD2膽固醇→7-脫氫膽固醇→VitD3陽光及紫外線作用下（一）化學(xué)本質(zhì)和性質(zhì)維生素D第13頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月VitD3的活性形式：1,25-(OH)2-VitD3促進小腸和骨骼吸收鈣第14頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月維生素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(nèi)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(zhuǎn)化為維生素D的固醇類物質(zhì)，經(jīng)紫外光照射可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D。目前尚不能用人工方法合成，只能用紫外光照射維生素D元的方法來制造。維生素D為無色晶體，不溶于水而溶于油脂及脂溶劑，相當(dāng)穩(wěn)定，不易被酸、堿或氧化破壞。第15頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月肝25-羥化酶

維生素D3（膽鈣化醇）25-羥維生素D3（25-羥膽鈣化醇）腎,骨,胎盤中的1α-羥化酶1,25-二羥維生素D3（1,25-二羥膽鈣化醇）﹡在體內(nèi)的轉(zhuǎn)變24,25-二羥維生素D3（24,25-二羥膽鈣化醇）腎,骨,胎盤、軟骨中的24-羥化酶第16頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月1.生化作用作用于小腸粘膜、腎及腎小管，促進鈣磷吸收，有利于新骨的形成、鈣化。2.缺乏癥兒童——佝僂病成人——軟骨?。ǘ┥饔?.過量(最高攝入量為20μg/日)

引起中毒。中毒的癥狀是異常口渴，眼睛發(fā)炎，皮膚搔癢，厭食、嗜睡、嘔吐、腹瀉、尿頻以及鈣在血管壁、肝臟、肺部、腎臟、胃中的異常沉淀，關(guān)節(jié)疼痛和彌漫性骨質(zhì)脫礦化。第17頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月三、維生素E（一）化學(xué)本質(zhì)與性質(zhì)﹡種類：生育酚，生育三烯酚﹡易自身氧化，故能保護其他物質(zhì)。第18頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月維生素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。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，無氧條件下熱至200℃也穩(wěn)定。極易被氧化。易被紫外光破壞。在259nm有吸收峰。成年人營養(yǎng)補充維生素每日參考用量：維生素E為14mg。

βCH3HγHCH3aCH3CH3δHHR1R2第19頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）生化作用1.生化作用：

⑴抗氧化作用⑵維持生殖機能⑶促進血紅素代謝2.缺乏維生素E：會導(dǎo)致動脈粥樣硬化，血濃性貧血，癌癥，白內(nèi)障等其他老年腿行性病變疾?。恍纬砂毯?；會使牙齒發(fā)黃；引發(fā)近視；引起殘障、弱智兒；引起男性性功能低下；前列腺肥大等等。

3.過量：引起反胃，胃腸氣脹，腹瀉和心臟急速跳動的不良反應(yīng)。

第20頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月四、維生素K（凝血維生素）（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)天然形式：K1、K2（脂溶性）人工合成：K3、K4（水溶性）第21頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月維生素K是一類能促進血液凝固的萘醌衍生物。1929年，H.Dam發(fā)現(xiàn)。有K1、K2、K3三種，K1、K2為天然產(chǎn)物，K3為人工合成品。維生素K1為黃色油狀物。維生素K2為黃色晶體。溶于油脂及有機溶劑，如乙醚、丙酮等，耐熱，但易被光破壞。維生素K的主要作用是促進血液凝固，因維生素K是促進肝臟合成凝血酶原的重要因素。第22頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）生化作用及缺乏癥生化作用維持體內(nèi)凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的正常水平，參與凝血作用2.缺乏表現(xiàn):新生兒出血疾病、成人不正常凝血、低凝血酶原癥。一般成年人一天約自食物中攝取每公斤體重1mcg~2mcg的量便足夠。

雙羥香豆素第23頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)

水溶性維生素Water-solubleVitamins第24頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月共同特點﹡易溶于水，故易隨尿液排出。﹡體內(nèi)不易儲存，必須經(jīng)常從食物中攝取。概述種類B族維生素和維生素C

第25頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月一、維生素B1﹡維生素B1又名硫胺素(thiamine)﹡體內(nèi)活性形式為焦磷酸硫胺素(TPP)（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)第26頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月

焦磷酸硫胺素(TPP)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）。硫胺素+ATPMg2+硫胺素激酶TPP+AMP硫胺素第27頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月﹡TPP是α-酮酸氧化脫羧酶的輔酶，也是轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶。﹡在神經(jīng)傳導(dǎo)中起一定的作用，抑制膽堿酯酶的活性。（二）生化作用1.生化作用丙酮酸脫羧酶+TPP轉(zhuǎn)酮醇酶第28頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月2.缺乏癥（成人的建議每日攝取量是1．0～1．5mg。妊娠、哺乳期每天攝取1．5～1．6mg）﹡腳氣病，末梢神經(jīng)炎3.過量多余的分量完全排出體外，不會貯留在人體中。每天服用超過5～10g時，偶爾會出現(xiàn)發(fā)抖、皰疹（herpes）、浮腫、神經(jīng)質(zhì)、心跳增快及過敏等的副作用。第29頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月二、維生素B2（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡維生素B2又名核黃素(riboflavin)﹡體內(nèi)活性形式為黃素單核苷酸(FMN)黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)第30頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月維生素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(zhì)結(jié)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)定第31頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月H2C—C—C—C—CH2OHOHOHOHHHHNNNCCONHOCH3CH3-O—P=OOO-FMN，flavinmononucleotideOH2COHOH1′2′3′4′5′NNNNHHH9-O—P=OOFAD，flavinadeninedinucleotideVB2+ATP→FMN+ADPFMN+ATP→FAD+PPi第32頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）生化作用1.生化作用：FMN及FAD是體內(nèi)氧化還原酶的輔基，主要起氫傳遞體的作用。FMN和FAD黃色；FMNH2和FADH2無色紫外吸收FMN和FAD：260nm、375nm、450nmFMNH2和FADH2

：260nm2.缺乏癥（成人的建議每日攝取量是1.7mg）口角炎，唇炎，陰囊炎等。3.過量引起搔癢、麻痹、灼熱感、刺痛等。RCH2CH2CO-SCOA+[FAD]→RCH=CHCO-SCOA+[FADH2](?；o酶A脫氫酶)

第33頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月三、維生素B5（維生素PP）﹡維生素PP包括尼克酸(nicotinicacid)尼克酰胺(nicotinamide)﹡體內(nèi)活性形式尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)第34頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月維生素PP過去稱抗賴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小（如引起面部、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(xué)名。NCOOH

尼克酸（nicotinicacid）NCONH2

尼克酰胺（nicotinamide）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(chǎn)生黃綠色化合物，可作為定量基礎(chǔ)。第35頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月NAD+：R為HNADP+：R為尼克酰胺第36頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月1.生化作用﹡NAD+及NADP+是體內(nèi)多種脫氫酶（如蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶）的輔酶，起傳遞氫的作用。紫外吸收：NAD+和NADP+260nmNADH和NADPH260nm340nm（二）生化作用及缺乏癥2.缺乏癥﹡癩皮病第37頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月四、維生素B6（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡維生素B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺﹡體內(nèi)活性形式為磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺第38頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月吡哆素為無色晶體，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。吡哆素+FeCl3→紅色產(chǎn)物吡哆素+重氮化對一氨基苯磺酸→橘紅色產(chǎn)物吡哆素+2，6-二氯醌氯亞胺→藍色產(chǎn)物第39頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月第40頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）生化作用1.生化作用磷酸吡哆醛是氨基酸轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶，也是-氨基-酮戊酸合酶（ALA合酶）的輔酶。第41頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月胺（磷酸吡哆醛為輔酶PLP）第42頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月2.缺乏癥食欲不振、食物利用率低、失重、嘔吐、下痢等毛病。嚴重缺乏會有粉刺、貧血、關(guān)節(jié)炎、小孩痙攣、憂郁、頭痛、掉發(fā)、易發(fā)炎、學(xué)習(xí)障礙、衰弱等。

第43頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月五、維生素B7（生物素）廣布于動物及植物組織，它與酶蛋白活性部位的某個賴氨酸殘基的ε-氨基以酰胺鍵結(jié)合生成ε-N-生物素酰L-賴氨酸，亦稱生物胞素。卵蛋白質(zhì)含有能與生物素緊密結(jié)合的抗生物素蛋白。如大量食用生雞蛋，因妨礙生物素的吸收，可導(dǎo)致人類生物素缺乏癥。與羧基結(jié)合生成羧基生物素與賴氨酸殘基ε-氨基結(jié)合成生物胞素第44頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）生化作用1.生化作用生物素(biotin)是多種羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的輔酶，參與CO2的羧化過程。乙酰CoA+HCO3-

+ATP丙二酸單酰CoA乙酰CoA羧化酶第45頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月2.缺乏癥

頭皮屑多，容易掉發(fā)，少年白發(fā)、膚色暗沉、面色發(fā)青，皮膚炎、憂郁、郁悶、失眠、容易打瞌睡等神經(jīng)癥狀。

第46頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月六、維生素B11（葉酸）（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡葉酸(folicacid)又稱蝶酰谷氨酸﹡體內(nèi)活性形式為四氫葉酸(FH4)﹡參與核酸的嘧啶和嘌呤的合成微溶于水，對熱、光線、酸性溶液均不穩(wěn)定，在中性及堿性溶液中對熱穩(wěn)定第47頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月葉酸二氫葉酸還原酶NADPH+H+NADP+二氫葉酸二氫葉酸還原酶NADPH+H+NADP+四氫葉酸5,6,7,8-四氫葉酸葉酸第48頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）生化作用1.生化作用FH4是一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與一碳單位的轉(zhuǎn)移。2.缺乏癥脫氧胸苷酸，嘌呤核苷酸的形式及氨基酸的互變受阻，細胞內(nèi)DNA合成減少，細胞的分裂成熟發(fā)生障礙，引起巨幼紅細胞性貧血。3.過量影響鋅的吸收，而導(dǎo)致鋅缺乏，使胎兒發(fā)育遲緩，低出生體重兒增加。一碳單位：指某些氨基酸分解代謝過程中產(chǎn)生含有一個碳原子的基團，包括甲基、亞甲基、甲烯基、甲炔基、甲酚基及亞氨甲基等。不能在生物體內(nèi)以游離形式存在，必須以四氫葉酸為載體。第49頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月七、維生素B12（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡維生素B12又稱鈷胺素(coholamine)﹡體內(nèi)活性形式為甲基鈷胺素5-脫氧腺苷鈷胺素幾乎不含于植物性食物的維生素B12，是素食者最容易缺乏的維生素，也是紅血球生成不可缺少的重要元素，如果嚴重缺乏，將導(dǎo)致惡性貧血！

第50頁，課件共57頁，創(chuàng)作于2023年2月維生素B12是含鈷的化合物，又稱鈷胺素(cyanocobalamine)。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(jié)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