維生素化學(xué)專業(yè)知識講座

第六章維生素化學(xué)維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第1頁本章主要內(nèi)容維生素概論脂溶性維生素水溶性維生素維生素作用機制及其主要性維生素制備和測定維生素拮抗物維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第2頁6.1維生素概念和類別1、概念維生素（Vitamin）：機體發(fā)育和代謝所必需，但本身不能合成或合成量極少，必須由食物供給一類微量有機物質(zhì)功效不作為碳源、氮源或能源物質(zhì)不是用來供能或組成生物體組成部分代謝過程中所必需——主要以酶輔酶或輔基組成成份，廣泛參加體內(nèi)代謝維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第3頁2、維生素類別分類脂溶性維生素:A、D、E、K水溶性維生素(VC、B族)：C、B1、B2、B3、B5、

B6、B7、B11、B12均為小分子有機化合物，不一樣種類Vitamin在化學(xué)結(jié)構(gòu)上無共同性，按其溶解性分為脂溶性和水溶性兩大類維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第4頁二、脂溶性維生素在食物中與脂質(zhì)共存，并隨脂質(zhì)一同吸收脂質(zhì)吸收不良時，脂溶性維生素吸收大為降低，甚至?xí)l(fā)缺乏癥吸收后脂溶性維生素可在體內(nèi)esp.肝內(nèi)儲存維生素A、D、E、K共同特點不溶于水，溶于脂類及脂溶劑維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第5頁6.2脂溶性維生素1、維生素A1）結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：視黃醇、視黃醇酯和視黃醛。通常以視黃醇酯形式存在，在體內(nèi)視黃醇可被氧化為視黃醛結(jié)構(gòu)式維生素A原：即胡蘿卜素，有各種類似物，其中以β-胡蘿卜素活性最強維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第6頁1、維生素A2）生理功效：組成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)：視網(wǎng)膜中棒狀細(xì)胞含有視紫紅質(zhì)（決定對弱光感光性），光亮?xí)r分解為視蛋白和視黃醛，光暗時視蛋白和視黃醛生成視紫紅質(zhì)→對光線產(chǎn)生神經(jīng)信號，即視覺信號傳導(dǎo)激素前體3）缺乏癥：夜盲癥，干眼病，皮膚干燥維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第7頁2、維生素D1）結(jié)構(gòu)和性質(zhì)維生素D是類固醇衍生物，又稱抗佝僂病維生素，主要組員為：維生素D2

（麥角鈣化醇）、維生素D3

（膽鈣化醇）兩種。維生素D原：生物體內(nèi)含有能夠轉(zhuǎn)化為維生素D類固醇物質(zhì)，稱為維生素D原人皮膚中含有維生素原為7—脫氫膽固醇，麥角、酵母或其它真菌中含有麥角固醇維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第8頁2、維生素DUV7—脫氫膽固醇VD3生成維生素D2（麥角鈣化醇）麥角固醇VD2生成維生素D3（膽鈣化醇）維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第9頁2、維生素D2）生化作用：膽鈣化醇（VD3

）經(jīng)小腸粘膜吸收→肝（25-羥VD3）→腎（1，25-二羥VD3

，VD活性形式），與兩種肽激素降鈣素和甲狀旁腺素一起，調(diào)整鈣和磷體內(nèi)平衡，有利于新骨形成、鈣化。3）缺乏癥兒童——佝僂病成人——骨質(zhì)疏松維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第10頁3、維生素E1）結(jié)構(gòu)與功效：維生素E又叫做生育酚，當(dāng)前發(fā)覺有6種，其中

，，，四種有生理活性2）生化作用

a.極易被氧化成生育醌而保護其它物質(zhì)不被氧化→抗氧化作用b.維持生殖機能維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第11頁4、維生素K結(jié)構(gòu)與功效維生素K（凝血維生素）是含有異戊二烯類側(cè)鏈萘醌類化合物，有K1、K2之分，區(qū)分僅在于R基團側(cè)鏈不一樣。維生素K2維生素K1維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第12頁４、維生素K維生素K含有凝血活性→又稱為凝血維生素，凝血活性幾乎都集中在2-甲萘醌這一基本機構(gòu)中，2-甲萘醌已人工合成，用于臨床稱為維生素K3，其活性較維生素K1、K2高。維生素K3

乏時，血漿內(nèi)凝血酶原含量即降低血凝過程中許多凝血因子生物合成跟VK相關(guān)，當(dāng)VK缺維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第13頁6.3水溶性維生素水溶性維生素：維生素B、C1、維生素B1和TPP1）名稱：維生素B1又稱硫胺素、抗神經(jīng)炎素或噻嘧胺2）化學(xué)結(jié)構(gòu)：硫胺素化學(xué)結(jié)構(gòu)包含含硫噻唑環(huán)和含氨基嘧啶環(huán)兩部分。普通使用維生素B1都是化學(xué)合成硫胺素鹽酸鹽。硫胺素結(jié)構(gòu)維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第14頁3）維生素B1輔酶形式體內(nèi)維生素B1可轉(zhuǎn)化為硫胺素焦磷酸（TPP）輔酶形式。維生素B1在體內(nèi)經(jīng)硫胺素激酶催化，可與ATP作用轉(zhuǎn)變成硫胺素焦磷酸（TPP）維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第15頁4）維生素B1生化功效（1）TPP是包括到糖代謝中關(guān)鍵酶如脫羧酶、丙酮酸脫氫酶系和α-酮戊二酸脫氫酶系輔酶p202（2）保護神經(jīng)系統(tǒng)（抑制膽堿酯酶作用→缺乏時使神經(jīng)傳導(dǎo)受影響；促進糖代謝從而供給神經(jīng)系統(tǒng)活動所需能量）5）缺乏癥：VB1嚴(yán)重缺乏所引發(fā)多發(fā)性神經(jīng)炎，VB1缺乏時，體內(nèi)TPP含量降低→糖代謝受阻→臨床上稱腳氣病。維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第16頁酶1：丙酮酸脫羧酶上TPP功效維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第17頁5.維生素B1缺乏癥濕性腳氣病-腿部廣泛性水腫多發(fā)性神經(jīng)炎-頭部抽縮維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第18頁2、維生素B2和黃素輔酶FAD、FMN1）名稱：維生素B2，又稱核黃素（含核糖醇黃色物質(zhì)）2）化學(xué)結(jié)構(gòu)：核黃素化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有核糖醇和二甲基異咯嗪兩部分。3）輔酶形式：在生物體內(nèi)維生素B2

以黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）形式存在，它們是各種氧化還原酶（黃素蛋白）輔酶維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第19頁維生素B2、黃素單核苷酸(FMN）

黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)FMNAMPFAD

核黃素ribiflavin氧化型+2H-2HNHHROO還原型FMN（FAD）+2H++2eFMNH2(FADH2)15維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第20頁維生素B2和黃素輔酶FAD、FMN4）生化功效：在生物氧化過程中，黃素蛋白輔酶FMN和FAD氧化還原狀態(tài)能夠參加電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)（分子中異咯嗪環(huán)上1位和5位氮原子加氫和脫氫，把氫從底物傳遞給受體）p199→在生物體內(nèi)氧化還原過程中起傳遞氫作用→呼吸電子鏈和各種反應(yīng)電子受體/供體5）缺乏癥：缺乏維生素B2時，有口舌炎、唇炎、舌炎、眼角膜炎和眼球多呈血管等癥狀。維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第21頁3、VB3（泛酸、遍多酸）與輔酶A(p200)1）名稱：泛酸又稱遍多酸或維生素B32）化學(xué)結(jié)構(gòu)：泛酸是含有肽鍵酸性物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)式3）輔酶形式：輔酶A（coenzymeA，簡寫為CoASH）分子中含有泛酰巰基乙胺，是含泛酸復(fù)合核苷酸泛酸OHOH泛酸巰基乙胺ADPCoASH輔酶ACH3CO-SCoA乙酰輔酶ASHS-C-CH3O輔酶A起傳遞?；饔?，可充當(dāng)各種?；磻?yīng)輔酶R維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第22頁

乙酰CoA：ACP轉(zhuǎn)酰酶①開啟CoA-SH丙二酸單酰CoA：ACP轉(zhuǎn)酰酶②裝載β酮脂酰ACP合酶酰基載體蛋白泛酸另一活性形式：磷酸泛酰巰基乙胺可作為?；d體蛋白（ACP）輔基(一端與ACP絲氨酸殘基以磷脂鍵相連，另一端SH與脂?；纬闪蛑I)，參加脂肪酸合成代謝。維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第23頁4、維生素PP和輔酶I、II(p198)1）名稱：維生素PP（抗癩皮病維生素/VB5）2）化學(xué)結(jié)構(gòu)：維生素B5包含煙酸和煙酰胺3）輔酶形式：已知煙酰胺核苷酸類輔酶有兩種。一個是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸，簡稱NAD+

，又稱輔酶I另一個是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，簡稱NADP+

，又稱為輔酶II。煙酰胺、NAD+及NADP+結(jié)構(gòu)以下列圖吡啶環(huán)上氮原子為弱堿性（pK=8.8）→生理pH條件下接收質(zhì)子而帶正電荷+H維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第24頁煙酰胺腺嘌呤二核苷酸NAD+

和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NAD(P)+

RAMPNAD+:

R=HNADP+:R=PO3H2煙酰胺核苷酸NAD(P)H+H+NAD(P)++2H++2enicotinamide2e+H+2e+H+’NAD(P)+：“+”并不是指分子本身所帶凈電荷？而是指煙酰胺環(huán)在氧化形式下N原子有一個正電荷NAD(P)H：“H”指加上去氫陰離子維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第25頁4、維生素PP和輔酶I、II4）生化功效：NAD+和NADP+都是脫氫酶輔酶5）缺乏癥：缺乏時出現(xiàn)癩皮病癥狀氫陰離子含2個電子→NAD+、NADP+起兩個電子載體作用，吡啶環(huán)中C4和N1為活性中心，而分子中腺嘌呤部分不直接參加氧化還原過程p198維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第26頁5、維生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺1）名稱：VB6包含三種物質(zhì)：吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，體內(nèi)這三種物質(zhì)能夠相互轉(zhuǎn)化。2）化學(xué)結(jié)構(gòu)及輔酶形式：維生素B6在體內(nèi)經(jīng)磷酸化作用轉(zhuǎn)變?yōu)閷?yīng)磷酸酯，即維生素B6輔酶形式：磷酸吡哆醛（PLP）、磷酸吡哆胺，它們之間也能夠相互轉(zhuǎn)變。維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第27頁5、維生素B6和輔酶3）生化功效：作為轉(zhuǎn)氨基輔酶：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺在氨基酸代謝中非常主要，經(jīng)過二者互變起著傳遞氨基作用磷酸吡哆醛是谷氨酸、酪氨酸等氨基酸脫羧酶輔酶。p204氨基酸消旋作用4）缺乏癥：人類未發(fā)覺經(jīng)典缺乏癥維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第28頁6、生物素1）名稱：生物素（biotin）VB72）化學(xué)結(jié)構(gòu)：由硫戊環(huán)和尿素結(jié)合而成一個雙環(huán)化合物，側(cè)鏈上有一分子戊酸。生物素3）輔酶形式及生化功效：各種羧化酶輔酶，參加細(xì)胞內(nèi)固定CO2反應(yīng)，起到CO2載體作用維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第29頁脂肪酸合成——丙二酸單酰輔酶A形成p205生物素羧化酶轉(zhuǎn)羧酶乙酰CoA羧化酶有3個不一樣亞基：生物素羧基載體蛋白BCCP、生物素羧化酶、轉(zhuǎn)羧酶維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第30頁7、葉酸與四氫葉酸1）名稱：葉酸是一個在自然界廣泛存在維生素，因為在綠葉中含量豐富，故名葉酸，亦稱蝶酰谷氨酸。VB112）化學(xué)結(jié)構(gòu)：678蝶酸葉酸（蝶酰谷氨酸）維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第31頁四氫葉酸（FH4）3）輔酶形式：在體內(nèi)作為輔酶是葉酸加氫還原產(chǎn)物-5，6，7，8四氫葉酸（THFA或FH4）。葉酸還原反應(yīng)是由腸壁、肝、骨髓等組織中葉酸還原酶所促進。四氫葉酸HH105維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第32頁8、葉酸與四氫葉酸4）生化功效：四氫葉酸是轉(zhuǎn)一碳基團酶系輔酶，它是甲基、亞甲基、甲?；容d體，其攜帶甲?；纫惶紗挝晃恢迷谒臍淙~酸N5和N10上，在嘌呤、嘧啶等生物合成中起作用。p2015）缺乏癥：巨紅細(xì)胞貧血：嘌呤和嘧啶合成受阻，核酸形成不足，使紅細(xì)胞生長停留在巨紅細(xì)胞階段維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第33頁維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第34頁9、維生素B12與輔酶1）名稱：又稱氰鈷胺素。2）化學(xué)結(jié)構(gòu)及輔酶形式：維生素B12是一個抗惡性貧血維生素，又是一些微生物生長原因。在體內(nèi)主要輔酶形式有5‘-脫氧腺苷鈷胺素（作為變位酶輔酶）、甲基鈷胺素（甲基轉(zhuǎn)移）。維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第35頁維生素B12與輔酶3）生化功效：一些化合物異構(gòu)作用甲基轉(zhuǎn)移促進DNA合成促進血細(xì)胞成熟4）缺乏癥：缺乏時造成巨細(xì)胞性貧血維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第36頁10、維生素C1）名稱：能防治壞血病，故又稱抗壞血酸。2）化學(xué)結(jié)構(gòu)：是一個含有六個碳原子酸性己糖衍生物，是烯醇式己糖酸內(nèi)酯，分子中2位和3位碳原子兩個烯醇式羥基極易解離，釋放出H+→氧化成為脫氫抗壞血酸。氧化型抗壞血酸和還原型抗壞血酸能夠相互轉(zhuǎn)變→既可作為氫供體（還原劑）也可作為氫受體（氧化劑）。維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第37頁10、維生素C3）生化功效：氧化還原作用：參加體內(nèi)氧化還原反應(yīng)：保持巰基酶活性和谷胱甘肽還原狀態(tài)，起解毒作用（重金屬、氧化劑造成巰基酶失去活性產(chǎn)生中毒，VC使氧化型谷胱甘肽轉(zhuǎn)化為還原型而解毒4）缺乏癥：缺乏時造成壞血病。維生素化學(xué)專業(yè)知識講座第38頁主要可溶性維生素和對應(yīng)輔酶

維生素輔酶功效1.B1(硫胺素)TPP糖代謝過程中脫羧2.B2(核黃素)FMN、FAD氧化還原反應(yīng)、氫轉(zhuǎn)移3.

泛酸（遍多酸）CoASH?；D(zhuǎn)移4.PP[煙酸（酰胺）]NAD+、NADP+氧化還原反應(yīng)、氫轉(zhuǎn)移5.B6[吡哆醇（醛、胺）]磷酸吡哆醛（胺）氨基酸轉(zhuǎn)氨、脫羧、消旋6.生物素羧化酶輔酶7.葉酸