第三章-維生素

第三章維生素

（Vitamin）

大連醫(yī)科大學生物化學教研室

田余祥維生素是人和動物為維持正常的生理功能而必須從食物中獲得的一類微量有機物質(zhì)，在人體生長、代謝、發(fā)育過程中發(fā)揮著重要的作用。維生素既不參與構(gòu)成人體細胞，也不為人體提供能量。維生素是維持身體健康所必需的一類有機化合物。這類物質(zhì)在體內(nèi)既不能是構(gòu)成身體組織的原料，也不是能量的來源，而是一類調(diào)節(jié)物質(zhì)，在物質(zhì)代謝中起重要作用。維生素又名維他命，通俗來講，即維持生命的物質(zhì)概述維生素的定義

維生素（vitamin）是人體內(nèi)不能合成或合成量甚少，不能滿足機體需要，必須由食物供給才能維持機體物質(zhì)代謝和正常生理功能的一類小分子有機化合物。機體每天對維生素的需要量甚少（常以mg或μg計）。

維生素的生理作用

維生素既非構(gòu)成機體組織的成分，也非體內(nèi)的供能物質(zhì)，然而它們在調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝、促進生長發(fā)育和維持生理功能等方面卻發(fā)揮著重要作用。如果維生素長期缺乏，會導致缺乏癥；如果某些維生素過量可造成中毒，此多見于脂溶性維生素。維生素缺乏的原因食物的貯存、加工與烹調(diào)不當造成維生素被過量破壞。不良的飲食習慣造成維生素的攝入不足。機體需要量增加而沒有及時補充。某些疾病導致維生素的大量消耗或腸胃道疾病造成維生素的吸收障礙。某些藥物和治療手段影響維生素的吸收與利用。

維生素的發(fā)現(xiàn)我國唐代名醫(yī)陳藏器謂：“久食白米，令人身軟，緩人筋也。小貓犬食之，亦腳屈不能行，馬食之則足重”。以現(xiàn)代知識解釋是長期食用精米精面引起維生素B1缺乏，導致腳氣病。同時代的醫(yī)學家孫思邈指出，用豬肝可防治夜盲癥?，F(xiàn)已知夜盲癥是由于缺乏維生素A。

19世紀東南亞各國流行腳氣病。荷蘭醫(yī)生C.Eijkman調(diào)查時認為糙米的谷皮中含有一種保護素（即維生素B1），可防治腳氣病。1906年，英國人F.G.Hopkins發(fā)現(xiàn)，喂飼純飼料的大鼠不能正常生長，添加牛奶后，大鼠就能正常生長。

1913年，美國生物化學家L.B.Mendel&T.B.Osborni發(fā)現(xiàn)維生素A，其后有多種維生素被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。維生素的命名維生素的名稱最初是按發(fā)現(xiàn)的先后命名，如維生素A、B、C、D等。在了解了它們的化學結(jié)構(gòu)和生理功能后，又據(jù)其結(jié)構(gòu)和功能來命名，如維生素A又稱視黃醇或抗干眼病維生素。

維生素B1先發(fā)現(xiàn)于酵母，后來又從中發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)與功能完全不同的數(shù)種維生素，遂將他們統(tǒng)稱為B族維生素，并標以1、2、3等以示區(qū)別。維生素的分類通常按其溶解性將維生素分為脂溶性（lipid-soluble）和水溶性（water-soluble）兩大類。脂溶性維生素包括：維生素A、維生素D、維生素E和維生素K。水溶性維生素包括：維生素B族，即維生素B1、維生素B2、維生素PP、維生素B6、泛酸、生物素、葉酸和維生素B12及維生素C。兩類維生素的主要區(qū)別類別名稱溶解性儲存若過量攝取要求脂溶性維生素A、D、E、K溶于脂質(zhì)、脂溶劑脂肪組織、肝可儲存適量水溶性維生素B族、C溶于水很少儲存排出經(jīng)常第一節(jié)脂溶性維生素一、維生素A（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、來源及體內(nèi)轉(zhuǎn)變維生素A的化學結(jié)構(gòu)維生素A（又稱抗干眼病維生素），是由β-白芷酮環(huán)和兩分子2-甲基丁二烯構(gòu)成的多烯醇。維生素A有A1和A2兩種形式。維生素A1又稱視黃醇（retinol）、維生素A2又稱3-脫氫視黃醇，以A1

為主。圖3-1維生素A1和A2的結(jié)構(gòu)

視黃醇的側(cè)鏈含有4個雙鍵，故可形成多種順反異構(gòu)體，其中較重要的有全反式（All-trans）和11-順式（11-cis）。視黃醇的可逆性氧化產(chǎn)物-視黃醛（retinal）和不可逆性氧化產(chǎn)物-視黃酸（retinoicacid）也具有活性。

圖3-211-順視黃醛結(jié)構(gòu)

來源于動植物。植物雖不含有維生素A，但綠色植物（如胡蘿卜、紅辣椒等）含有一類難溶于水的多烯色素-胡蘿卜素（carotenoid），其中以β-胡蘿卜素(β-carotene)最為重要。β-胡蘿卜素可在小腸粘膜或肝中的雙加氧酶催化下裂解為2分子全反式視黃醇，所以又稱它為維生素A原。由于β-胡蘿卜素的吸收率僅為1/3，而在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化率僅為1/2，所以實際上β-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化為維生素A的轉(zhuǎn)化當量僅為1/6。

圖3-3β-胡蘿卜素的結(jié)構(gòu)

食物中的酯型視黃醇在小腸受酯酶的作用而水解，所產(chǎn)生的脂肪酸和維生素A被小腸上皮細胞吸收后又重新合成視黃醇酯，并摻入乳糜微粒，通過淋巴入血。乳糜微粒中的視黃醇酯被肝細胞和其他組織攝取，進入肝內(nèi)的視黃醇酯以脂蛋白的形式貯存于星狀細胞（stellatecell）內(nèi)，機體需要時向血液釋放。血漿中的維生素A是非酯化型的。它與視黃醇結(jié)合蛋白（retinolbindingprotein，RBP）結(jié)合而被轉(zhuǎn)運，后者又與運甲腺蛋白（transthyretin,TTR）相結(jié)合。在靶組織，視黃醇與細胞表面特異受體結(jié)合并被攝取利用。（二）維生素A的生化作用、缺乏癥及中毒構(gòu)成視覺細胞內(nèi)感光物質(zhì)-視色素

11-順視黃醛與不同的視蛋白構(gòu)成視網(wǎng)膜錐狀細胞和桿狀細胞的視色素。錐狀細胞內(nèi)的11-順視黃醛與三種不同的視蛋白結(jié)合，分別構(gòu)成視紅質(zhì)（porphyropsin），視青質(zhì)（iodopsin）和視藍質(zhì)（cyanopsin）。錐狀細胞是感受亮光和產(chǎn)生色覺的細胞。桿狀細胞內(nèi)的11-順視黃醛與視蛋白構(gòu)成視紫紅質(zhì)rhodopsin）,視紫紅質(zhì)是暗視覺的基礎(chǔ)。

視紫紅質(zhì)對弱光非常敏感。當視紫紅質(zhì)感受暗光時，一方面，11-順視黃醛發(fā)生光異構(gòu)反應，轉(zhuǎn)變?yōu)槿词揭朁S醛。后者不能適應視蛋白構(gòu)象的要求而分離，視紫紅質(zhì)被光分解而褪色，此過程被稱為“漂白”。另一方面，可引起Ca2＋經(jīng)桿狀細胞膜的Na+通道內(nèi)流，并引發(fā)神經(jīng)沖動，傳遞至大腦引起視覺。

當維生素A缺乏時，11-順視黃醛得不到足夠的補充，桿細胞內(nèi)視紫紅質(zhì)的合成減弱，暗適應的能力下降，嚴重者可致夜盲癥(nyctalopia)。

圖3-4視紫紅質(zhì)的視循環(huán)維持上皮結(jié)構(gòu)的完整與健全視黃酸對于維持上皮組織的正常形態(tài)、生長與分化具有重要作用。維生素A缺乏時，對眼、呼吸道、消化道、泌尿道及生殖系統(tǒng)等上皮影響最為顯著。由于淚腺上皮角化，淚液分泌受阻，以致角膜、結(jié)膜干燥，產(chǎn)生干眼病(xerophthalmia)。所以維生素A又稱抗干眼病維生素。促進生長、發(fā)育及生殖維生素A通過增加細胞表面的上皮生長因子受體數(shù)目而促進生長、發(fā)育。維生素A缺乏時，骨骼成長及神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育受損顯著。兒童可表現(xiàn)生長停滯、發(fā)育不良。雌性大鼠則出現(xiàn)排卵減少，影響生殖功能。

維生素A的攝入與癌癥的發(fā)生呈負相關(guān)維生素A可促進糖蛋白的合成，特別是作為細胞表面受體的糖蛋白和細胞基質(zhì)成分纖連蛋白(fibronectin)的合成。癌變細胞因缺乏纖連蛋白而喪失正常粘附能力，此缺陷可被維生素A所逆轉(zhuǎn)。動物實驗也表明維生素A可減輕致癌物質(zhì)的作用。維生素A還具有抗氧化功能。維生素A過量可引起中毒

攝入過量的維生素A，超過了視黃醇結(jié)合蛋白與之結(jié)合的能力，可出現(xiàn)中毒癥狀。若一次服用200mg視黃醇或視黃醛，人即可出現(xiàn)頭痛、惡心、嘔吐等中毒癥狀。長期慢性中毒時又表現(xiàn)出步態(tài)紊亂、脫屑、毛發(fā)稀疏、肝細胞損傷及軟組織鈣化等癥狀。

二、維生素D（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、來源及體內(nèi)轉(zhuǎn)變維生素D的化學結(jié)構(gòu)維生素D是類固醇衍生物，其中最主要的是維生素D2或稱麥角鈣化醇（ergocalciferol）和維生素D3或稱膽鈣化醇(cholecalciferol)。植物油和酵母中含有不能被人體直接吸收的麥角固醇（維生素D2原），它在紫外線照射下轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素D2。維生素D的性質(zhì)維生素D2及D3均為無色針狀結(jié)晶，易溶于脂肪和有機溶劑，除對光敏感外，其化學性質(zhì)較穩(wěn)定。維生素D的來源維生素D3主要存在于動物肝、乳及蛋黃中，以魚肝油中的含量最為豐富。

維生素D2和D3

本身都沒有生理活性，它們必須在體內(nèi)進行一系列的代謝轉(zhuǎn)變才能生成活性維生素D3，即1，25-(OH)2-D3。人體內(nèi)膽固醇在皮膚細胞被氧化成7-脫氫膽固醇，進一步在肝和腎轉(zhuǎn)變?yōu)?，25-(OH)2-D3。圖3-51，25-(OH)2-D3（二）生化作用、缺乏癥及中毒調(diào)節(jié)鈣磷代謝

1，維生素D能促進小腸對食物中鈣和磷的吸收，促進腎對鈣和磷的重吸收，還可影響骨組織的鈣代謝，促進骨和牙的鈣化作用。維生素D缺乏時，兒童可患佝僂病(rickets)，成人則患軟骨病(osteomalacia)。所以維生素D又稱抗佝僂病維生素。

影響細胞的分化功能

腎外組織細胞也具有使25-OH-D3羥化成1，25-(OH)2-D3的能力。通過維生素D受體，1，25-(OH)2-D3可調(diào)節(jié)皮膚、大腸、前列腺、乳腺、心、腦、骨骼肌、胰島

細胞、單核細胞和活化的T和B淋巴細胞的分化等功能?，F(xiàn)已知維生素D缺乏，可引起自身免疫性疾病。1，25-(OH)2-D3對某些腫瘤細胞還具有抑制增殖和促進分化的作用。

維生素D過量可引起中毒

過量服用維生素D可引起中毒，主要表現(xiàn)為高鈣血癥、高鈣尿癥、高血壓，以及軟組織鈣化。三、維生素E（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及來源維生素E的化學結(jié)構(gòu)系苯駢二氫吡喃的衍生物，它包括生育酚（tocopherol）和生育三烯酚（tocotrienol）兩大類，每類又分為

、

、

和

四種。自然界以

-生育酚分布最廣，生理活性最強。

圖3-6維生素E的結(jié)構(gòu)（二）生化作用及缺乏癥維生素E與動物生殖功能有關(guān)動物缺乏維生素E時，其生殖器官受損而失去正常生育能力，所以維生素E俗稱生育酚。臨床上常用維生素E治療先兆性及習慣性流產(chǎn)。

維生素E的抗氧化功能維生素E能防止脂質(zhì)過氧化，對生物膜的結(jié)構(gòu)和功能有保護作用，是體內(nèi)重要的抗氧化劑。早產(chǎn)的新生兒因維生素E的儲備較少及吸收能力較差，可因維生素E缺乏引起輕度溶血性貧血。維生素E與硒在抗氧化過程中有協(xié)同作用。四、維生素K（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及來源維生素K的化學結(jié)構(gòu)維生素K是2-甲基-1，4-萘醌的衍生物。圖3-7維生素K的結(jié)構(gòu)（二）生化作用及缺乏癥維生素K具有促凝血作用維生素K能促進無活性的凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ及抗凝血因子蛋白C和蛋白S前體向有活性過程的轉(zhuǎn)變。這些凝血因子等前體在活化時需要其分子中4

6個谷氨酸殘基羧化為

-羧基谷氨酸。催化這一反應的酶是

-羧化酶，而維生素K為該酶的輔助因子。

-羧基谷氨酸具有很強的螯合Ca2+的能力，故維生素K又稱凝血維生素。維生素K缺乏的主要癥狀是易出血維生素K參與骨鹽代謝骨及其它骨化組織中也存在有維生素K依賴性蛋白，如骨中的骨鈣蛋白（osteocalcin）和骨基質(zhì)中的

-羧基谷氨酸蛋白，這些蛋白調(diào)節(jié)鈣鹽沉積及骨鹽結(jié)晶的多型性等。雙香豆素的結(jié)構(gòu)與維生素K相似，兩者有拮抗作用，在臨床上可用于治療血栓病，過量則易造成內(nèi)出血。第二節(jié)水溶性維生素

水溶性維生素包括維生素B復合體和維生素C。

B族維生素往往作為酶的輔助因子而發(fā)揮其參與和調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝的作用，被人類了解得也更為清楚。一、維生素B1（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、來源及體內(nèi)轉(zhuǎn)變維生素B1的化學結(jié)構(gòu)維生素B1又名硫胺素(thiamine)，因其結(jié)構(gòu)中有含S的噻唑環(huán)與含氨基的嘧啶環(huán)而得名。

圖3-8硫胺素及焦磷酸硫胺素的結(jié)構(gòu)

維生素B1易被小腸吸收，主要在肝和腦組織中經(jīng)硫胺素焦磷酸激酶的催化，生成維生素B1的活性形式焦磷酸硫胺素（thiaminepyrophosphate,TPP）。

（二）生化作用及缺乏癥TPP是α-酮酸氧化脫羧酶的輔酶。TPP在這些反應中轉(zhuǎn)移醛基。TPP也是磷酸戊糖途徑中轉(zhuǎn)酮基酶的輔酶，參與轉(zhuǎn)糖醛基反應。所以維生素B1缺乏也影響核苷酸、核酸的合成。

正常情況下，神經(jīng)組織的能量來源主要靠糖的有氧氧化供給。當維生素B1缺乏時，由于TPP合成不足，α-酮酸氧化脫羧發(fā)生障礙，導致糖的有氧氧化受阻，丙酮酸和乳酸堆積，能量供應不足。此時一方面毒害細胞，另一方面影響神經(jīng)細胞膜髓鞘脂的合成，易出現(xiàn)手足麻木、四肢無力等多發(fā)性末梢神經(jīng)炎的癥狀。嚴重者引起心跳加快、心臟擴大和心力衰竭，臨床上稱之為腳氣?。╞eriberi）。故維生素B1又稱為抗腳氣病維生素。

支配胃腸運動的迷走神經(jīng)是通過釋放乙酰膽堿發(fā)揮作用的。乙酰膽堿在膽堿酯酶(cholineesterase)的作用下，水解成乙酸和膽堿。維生素B1對膽堿酯酶有抑制作用。維生素B1缺乏時，一方面使乙酰CoA減少，乙酰膽堿合成減少，同時其對膽堿酯酶的抑制作用減弱，乙酰膽堿水解加速，造成胃腸蠕動緩慢、消化液分泌減少、食欲不振和消化不良等癥狀。所以在臨床上補充維生素B1，可增加食欲、促進消化。

二、維生素B2（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、來源及體內(nèi)轉(zhuǎn)化維生素B2又稱核黃素（riboflavin），是由核醇與異咯嗪縮合構(gòu)成的。維生素B2分子中異咯嗪環(huán)上的第1和第10位氮原子能反復可逆地接受和釋放氫，在體內(nèi)物質(zhì)代謝過程中起傳遞氫的作用。圖3-9核黃素的結(jié)構(gòu)與遞氫過程

核黃素主要在小腸上段通過轉(zhuǎn)運蛋白主動吸收，吸收后的核黃素在小腸黏膜黃素激酶的催化下轉(zhuǎn)變成黃素單核苷酸（flavinmononucleotide,FMN），后者在焦磷酸化酶的催化下進一步生成黃素腺嘌呤二核苷酸（flavinadeninedinucleotide,FAD）。FMN及FAD是維生素B2的活性形式。

圖3-10FMN和FAD的結(jié)構(gòu)（二）生化作用及缺乏癥FMN及FAD是體內(nèi)許多氧化還原酶的輔基，主要起遞氫體的作用，參與糖、氨基酸和脂肪酸等氧化過程。維生素B2

可促進生長發(fā)育，特別是在維持皮膚和粘膜的完整性方面起重要作用。

維生素B2缺乏時，可引起口角炎、唇炎、舌炎、陰囊炎，對眼部可造成眼干燥、眼瞼炎、羞明、畏光、視力下降、潰爛等癥狀。用光照療法治療新生兒黃疸時，可破壞維生素B2而引起缺乏。

三、維生素PP（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、來源及體內(nèi)轉(zhuǎn)變維生素PP為吡啶衍生物，它包括尼克酸(nicotinicacid，又稱煙酸)和尼克酰胺(nicotinamide，又稱煙酰胺)，兩者在體內(nèi)可相互轉(zhuǎn)化。

圖3-11尼克酸和尼克酰胺的結(jié)構(gòu)及其遞氫過程

色氨酸在肝內(nèi)可轉(zhuǎn)變成尼克酸，但轉(zhuǎn)變率僅為1/60，且色氨酸為人體營養(yǎng)必需氨基酸，所以人體主要還是從食物中獲取維生素PP。吸收后的尼克酸在體內(nèi)經(jīng)過幾步連續(xù)的酶促反應轉(zhuǎn)變成尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamideadeninedinucleotide，NAD+）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamideadeninedinucleotidephosphate，NADP+）。前者又稱輔酶Ⅰ，后者又稱輔酶Ⅱ，它們是維生素PP在體內(nèi)的活性形式。

圖3-12NAD+和NADP+的結(jié)構(gòu)（二）生化作用及缺乏癥NAD+和NADP+是體內(nèi)多種不需氧脫氫酶的輔酶。他們在代謝過程中起著傳遞氫的作用。人類維生素PP缺乏癥稱為癩皮?。╬ellagra），主要表現(xiàn)有皮炎、腹瀉及癡呆。皮炎常對稱的出現(xiàn)于暴露部位；癡呆則是神經(jīng)組織變性的結(jié)果。此外還有消化不良，精神不安等癥狀，因此維生素PP又稱抗癩皮病維生素?？菇Y(jié)核藥物異煙肼的結(jié)構(gòu)與維生素PP相似，兩者有拮抗作用，長期服用異煙肼可能引起維生素PP缺乏。四、維生素B6（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、來源及體內(nèi)轉(zhuǎn)變維生素B6包括吡哆醇（pyridoxine），吡哆醛（pyridoxal）和吡哆胺（pyridoxamine）三種化合物，吡哆醛（pyridoxal）和吡哆胺在體內(nèi)可以相互轉(zhuǎn)變。

維生素B6易為胃腸吸收，吸收后的維生素B6在肝內(nèi)經(jīng)吡哆醛激酶催化產(chǎn)生磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺，它們是維生素B6在體內(nèi)的活性形式。圖3-13維生素B6及其磷酸酯的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)變（二）生化作用及缺乏癥

磷酸吡哆醛是氨基轉(zhuǎn)移酶和氨基酸脫羧酶的輔酶，參與氨基酸轉(zhuǎn)氨基作用和氨基酸脫羧基反應。體內(nèi)谷氨酸脫羧酶催化谷氨酸脫羧生成抑制性神經(jīng)遞質(zhì)

-氨基丁酸。維生素B6缺乏時，

-氨基丁酸生成減少，興奮性增強，故臨床上常用維生素B6治療小兒驚厥、妊娠嘔吐和精神焦慮等癥狀。

磷酸吡哆醛還是血紅素合成的限速酶

-氨基-

-酮戊酸（ALA）合酶的輔酶。維生素B6缺乏，使血紅素合成受阻，造成低血色素小細胞性貧血和血清鐵增高，又稱維生素B6反應性貧血。

磷酸吡哆醛還作為糖原磷酸化酶的重要組成部分，參與糖原分解過程。體內(nèi)約70%~80%的維生素B6存在于肌肉磷酸化酶中。維生素B6缺乏時，一般表現(xiàn)為皮膚損害，眼及鼻兩側(cè)出現(xiàn)脂溢性皮炎，以后擴展至面頰、耳后、陰囊和會陰部等。異煙肼能與磷酸吡哆醛結(jié)合，使其失去輔酶的作用。所以在服用異煙肼時，應予補充維生素B6。

五、泛酸（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、來源及體內(nèi)轉(zhuǎn)變泛酸（pantothenicacid）是由2，4-二羥基-3，3-二甲基丁酸和β-丙氨酸結(jié)合而成。因其廣泛存在于動植物組織，故又稱遍多酸。

腸道吸收后的泛酸經(jīng)磷酸化生成4′磷酸泛酸，再與半胱氨酸反應并脫羧生成4′磷酸泛酸巰基乙胺。后者進一步反應生成輔酶A（coenzymeA，CoA）。4′磷酸泛酰巰基乙胺是CoA和酰基載體蛋白（acylcarrierprotein，ACP）的構(gòu)成成分，CoA和ACP是泛酸在體內(nèi)的活性形式，活性基團是分子中的-SH。圖3-14輔酶A的結(jié)構(gòu)（二）生化作用及缺乏癥CoA和ACP是體內(nèi)多種?；D(zhuǎn)移酶的輔酶，參與?；D(zhuǎn)移反應，廣泛參與體內(nèi)糖、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)代謝及肝的生物轉(zhuǎn)化過程。動物缺乏泛酸時，常見胃炎、腸炎、皮膚角化、脫屑等，并可累積腎上腺。人類患泛酸缺乏癥曾見于二戰(zhàn)時遠東戰(zhàn)俘和遠東低營養(yǎng)人群，稱為“腳灼熱綜合癥”，可表現(xiàn)為消化不良，精神萎靡不振，疲倦無力，四肢麻木及共濟失調(diào)等，只有給予泛酸的藥物才能收到療效。六、生物素（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及來源生物素（biotin）是由含硫的噻吩環(huán)與尿素縮合并帶有戊酸側(cè)鏈的化合物。生物素是天然的活性形式。生物素廣泛存在于動植物組織中，人體腸道細菌也能合成，所以一般不至于造成缺乏癥。圖3-15生物素的結(jié)構(gòu)（二）生化作用及缺乏癥

生物素是體內(nèi)多種羧化酶的輔酶，參與CO2的固定作用。生物素分子側(cè)鏈戊酸的羧基與酶蛋白分子中賴氨酸殘基上的ε-氨基通過酰胺鍵牢固結(jié)合，形成生物胞素（biocytin）。生物胞素可與CO2結(jié)合成羧基生物胞素，并將此活化了的羧基再轉(zhuǎn)給酶的相應底物。

新鮮蛋清含有一種抗生物素蛋白（avidin），它能與生物素穩(wěn)定結(jié)合而難以吸收。蛋清加熱后這種蛋白被破壞而失去作用。長期使用抗生素抑制腸道細菌生長，也可能造成生物素的缺乏。生物素缺乏時的主要癥狀是疲乏、惡心、嘔吐、食欲不振、皮炎及脫屑性紅皮病。七、葉酸（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、來源及體內(nèi)轉(zhuǎn)變?nèi)~酸（folicacid）又稱蝶酰谷氨酸，由蝶酸（pteroicacid）和谷氨酸結(jié)合而成。食物葉酸分子中常含有谷氨酸殘基，谷氨酸殘基之間以

-肽鍵相連。

圖3-16葉酸和四氫葉酸的結(jié)構(gòu)

食物中的蝶酰多谷氨酸在小腸受蝶酰-L-谷氨酸羧基肽酶水解，生成蝶酰單谷氨酸。后者被小腸上段吸收后，在小腸黏膜上皮細胞葉酸還原酶的作用下生成二氫葉酸，進一步生成四氫葉酸（tetrahydrofolate，F(xiàn)H4或THFA）。肝及骨髓等組織含有葉酸還原酶。FH4是葉酸在體內(nèi)的的活性形式。

（二）生化作用及缺乏癥FH4是體內(nèi)一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，其分子中的N5和N10位是一碳單位的結(jié)合位點。一碳單位在體內(nèi)參加嘌呤及胸嘧啶核苷酸等多種物質(zhì)的合成。葉酸缺乏時，體內(nèi)FH4合成減少，核苷酸及DNA合成受到抑制，骨髓幼紅細胞DNA合成減少，細胞分裂速度降低，細胞體積變大，血紅蛋白含量減少，造成巨幼紅細胞性貧血（megaloblasticanemia）。

孕婦由于細胞分裂增快，代謝旺盛，若葉酸缺乏會造成胎兒先天性缺陷，如胎兒脊柱裂和神經(jīng)管缺損，以及易流產(chǎn)等，所以孕婦及乳母期應適量補充葉酸?？诜茉兴幓蚩贵@厥藥能干擾葉酸的吸收及代謝，若長期服用此類藥物時應考慮補充葉酸。葉酸缺乏可引起高同型半胱氨酸血癥，增加心血管疾病及某些癌癥（如結(jié)腸直腸癌）的風險性。八、維生素B12（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、來源及體內(nèi)轉(zhuǎn)變維生素B12結(jié)構(gòu)復雜，因其分子中含有金屬元素鈷，故又稱鈷胺素（cobalamine），是唯一含金屬元素的維生素。維生素B12分子中的鈷能與－CN、－OH、－CH3或5′-脫氧腺苷等基團相連，分別形成氰鈷胺素、羥鈷胺素、甲基鈷胺素和5′-脫氧腺苷鈷胺素，后兩者是維生素B12的活性形式。

圖3-17維生素B12的結(jié)構(gòu)

食物中的維生素B12常與蛋白質(zhì)結(jié)合而存在，在胃酸和胃蛋白酶的作用下，維生素B12游離出來，并與來自唾液的親鈷蛋白（cobalophilin）結(jié)合。在十二指腸，親鈷蛋白-B12復合物經(jīng)胰蛋白酶的作用下再游離出維生素B12。維生素B12只有與胃黏膜細胞分泌的內(nèi)因子（intrinsicfactor,IF）結(jié)合后，才能在回腸下段被吸收。在小腸黏膜上皮細胞內(nèi)，游離出的B12再與轉(zhuǎn)鈷胺素Ⅱ（transcobalaminⅡ）蛋白結(jié)合成復合物存在于血液中。轉(zhuǎn)鈷胺素Ⅱ-B12復合物與細胞表面受體結(jié)合進入細胞。（二）生化作用及缺乏癥

維生素B12是N5-CH3-FH4轉(zhuǎn)甲基酶的輔酶，參與體內(nèi)蛋氨酸循環(huán)。蛋氨酸循環(huán)能提供活性的甲基供體S-腺苷蛋氨酸。同缺乏葉酸一樣，維生素B12缺乏也將造成巨幼紅細胞性貧血。

S-腺苷蛋氨酸可作為甲基供體促進膽堿和磷脂等合成，防止脂肪肝的發(fā)生，有利于肝的物質(zhì)代謝。所以臨床上把葉酸和維生素B12作為治療肝病的輔助藥物。

某些疾病如萎縮性胃炎、胃全切除的病人或先天缺乏內(nèi)因子者，可因維生素B12的吸收障礙而致缺乏。對這類病人只有采取注射的方式給予維生素B12才有效。九、維生素C（一）化學結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、來源及體內(nèi)變化維生素C又名L-抗壞血酸(ascorbicacid)，是含有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的多元醇類。其特點是具有可解離出H+的烯醇式羥基，因而其水溶液有較強的酸性。維生素C還有很強的還原性，可被脫氫而氧化，但在供氫體存在時仍可被可逆性還原。維生素C具有很強的還原性。

L-抗壞血酸是天然的生理活性形式。

維生素C為片狀結(jié)晶，在酸性水溶液(pH＜4)中較為穩(wěn)定，在中性及堿性溶液中易被破壞，有微量金屬離子如Cu2+、Fe3+等存在時，更易被氧化分解。加熱或受光照也可使維生素C氧化分解。維生素C的氧化產(chǎn)物是草酸和L-蘇阿糖酸。大量服用維生素C時，草酸生成過多，易發(fā)生泌尿道草酸鹽結(jié)石。圖3-18維生素C的結(jié)構(gòu)及其分解（二）生化作用及缺乏癥維生素C是體內(nèi)重要的還原劑（1）保護巰基和促使巰基再生維生素C使氧化型谷胱甘肽（GSSG）重新被還原為還原性谷胱甘肽（GSH），對體內(nèi)含巰基(-SH)的酶和蛋白質(zhì)被氧化。圖3-19維生素C與谷胱甘肽氧化還原的關(guān)系（2）促進鐵的吸收與利用食物中的鐵一般是難以吸收的Fe3+，維生素C可將其還原成為Fe2+，才有利于吸收。維生素C可保持體內(nèi)Fe2+

的濃度，有利于血紅蛋白的合成。（3）促進抗體的合成抗體的合成需要半胱氨酸，維生素C可使體內(nèi)胱氨酸還原成半胱氨酸，且維持半胱氨酸的量以滿足機體合成抗體的需要。它還能增強白細胞對流感病毒的反應性以及促進H2O2在粒細胞中的殺菌作用等。因此維生素C可以增強機體免疫力。

（4）維生素C能使紅細胞中高鐵血紅蛋白（MHb）還原為血紅蛋白（Hb），使其恢復運氧能力。（5）維生素C可促進維生素A、E、B族的吸收，還可以保護它們免受破壞；促進葉酸還原成有活性的FH4。參與體內(nèi)的多種羥化過程（1）膠原的合成膠原是組成細胞間質(zhì)的重要成分，而羥脯氨酸和羥賴氨酸是膠原分子中脯氨酸和賴氨酸殘基的羥化產(chǎn)物。維生素C是羥化酶的輔酶，是羥化反應必需的輔助因素之一。當維生素C缺乏時，膠原合成減少，細胞間隙增大，毛細血管通透性增強，脆性增加，輕微碰撞或摩擦即可使皮下及黏膜出血，創(chuàng)口、潰瘍不易愈合，骨骼易折斷、牙齒也易斷或脫落，臨床上稱維生素C缺乏癥（舊稱壞血病，scurvy)。（2）類固醇的羥化

正常情況下，體內(nèi)約40%的膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼?。在膽固醇轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼岬囊幌盗蟹磻?，第一步反應就是膽固醇?α-羥化酶（膽汁酸合成的限速酶）作用下，生成7α-羥膽固醇，而后側(cè)鏈斷裂，最終生成膽汁酸。缺乏維生素C，則此步羥化過程受阻，膽固醇難以轉(zhuǎn)變成膽汁酸，在肝中堆積，造成血中膽固醇濃度增高。因此臨床上使用大劑量維生素C可降低血中膽固醇。此外，腎上腺皮質(zhì)激素合成加強時，皮質(zhì)中維生素C含量顯著下降，這也提示皮質(zhì)激素合成過程中的某些羥化步驟需消耗較多的維生素C。

（3）芳香族氨基酸的羥化苯丙氨酸羥化為酪氨酸，酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)閮翰璺影?catecholamine)，以及色氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)?-羥色胺等過程中的羥化步驟均需要維生素C的參加。（4）有機藥物或毒物的羥化

藥物或毒物在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的羥化過程，是肝中重要的生物轉(zhuǎn)化反應。維生素C能強化此類羥化反應酶系的活性，促進藥物或毒物的代謝轉(zhuǎn)變，因而有增強肝解毒的作用。（5）體內(nèi)肉堿合成過程需要兩個依賴維生素C的羥化酶。維生素C缺乏時，脂酰CoA向線粒體轉(zhuǎn)運減少，脂肪酸

-氧化減弱，病人出現(xiàn)的倦怠乏力癥狀。（6）維生素C能阻斷致癌物亞硝胺的生成，促進透明質(zhì)酸抑制物的合成，阻止癌細胞擴散，有一定防癌效果。

習題單選題不具有維生素A活性的物質(zhì)是

A．視黃醇

B．番茄紅素

C．β-胡蘿卜素裂解產(chǎn)物

D．視黃酸

E．視黃醛維生素A參與視紫紅質(zhì)構(gòu)成的形式是

A．全反型視黃醇

B．11-順型視黃醛

C．全反型視黃醛

D．11-順型視黃醇

E．9-順型視黃醛維生素A原指的是（）

A．α-胡蘿卜素

B．β-胡蘿卜素

C．γ-胡蘿卜素

D．玉米黃素

E．新玉米黃素下列哪一種維生素的缺乏可導致夜盲癥（）

A．維生素DB．維生素E

C．維生素KD．維生素PPE．維生素A體內(nèi)維生素D的活性形式是

A．膽鈣化醇

B．1-OH-D3

C．1，25-（OH）2-D3

D．25-OH-D3

E．麥角鈣化醇活性維生素D3可由下列哪種物質(zhì)轉(zhuǎn)變而來

A．葡萄糖

B．膽固醇

C．脂肪酸

D．磷脂

E．糖皮質(zhì)激素兒童患佝僂病是由于缺乏

A．維生素AB．維生素B

C．維生素CD．維生素D

E．維生素E有關(guān)維生素E錯誤的敘述是

A．有抗干眼病作用

B．α-生育酚生理活性最強

C．是重要的抗氧化劑

D．與動物生殖功能有關(guān)

E．臨床上可用于治療先兆性流產(chǎn)長期大劑量服用抗生素可導致缺乏的維生素是

A．維生素AB．維生素B1

C．維生素DD．維生素EE．維生素K與維生素K具有拮抗作用的物質(zhì)是（）

A．雷米封

B．雙香豆素

C．抗生物素蛋白

D．異煙肼

E．谷氨酸下列哪種維生素的缺乏可引起腳氣?。ǎ?/p>

A．維生素C