第二章 酶與維生素92

第二章

酶與維生素化學(xué)實(shí)驗(yàn)、公開(kāi)課、教師說(shuō)課、教學(xué)培訓(xùn)PPT模板YOURLOGO｛知識(shí)目標(biāo)｝1.掌握酶的概念。2.掌握酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，酶的化學(xué)組成。3.掌握影響酶促反應(yīng)速度的因素。4.了解酶的分類命名。5.熟悉酶原酶、原激活及其生理意義。6.了解常見(jiàn)的水溶性維生素的化學(xué)本質(zhì)和輔酶名稱、生理功能，以及脂溶性7.維生素化學(xué)本質(zhì)、生理功能和缺乏癥。8.關(guān)注酶與動(dòng)物生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系以及競(jìng)爭(zhēng)性抑制藥物（磺氨類）的生化機(jī)制第一節(jié)酶的概述一、酶的概念和酶促反應(yīng)二、酶的分類和命名三、酶的催化作用特點(diǎn)一.酶的概念和酶促反應(yīng)新陳代謝是生物體的基本特征，都是通過(guò)在體內(nèi)環(huán)境下進(jìn)行的高效、有條不紊的一系列生化反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。體內(nèi)生化反應(yīng)不需要一般化學(xué)反應(yīng)（體內(nèi)）的特殊催化條件（高溫、酸、堿等），而是在生物體內(nèi)的催化劑一一酶的參與下進(jìn)行的。1.酶的概念酶是生物活細(xì)胞產(chǎn)生的以蛋白質(zhì)為主要成分的生物催化劑，或者說(shuō)酶是一種高效能、高專一性、高度可變性的高分子生物催化劑。一.酶的概念和酶促反應(yīng)2.酶促反應(yīng)酶的種類極多，所催化的反應(yīng)因而多種多樣。在生物化學(xué)中，常把由酶催化的化學(xué)反應(yīng)稱為酶促反應(yīng)（enzymaticreaction）。二、酶的分類和命名1.酶的分類1961年國(guó)際生物化學(xué)聯(lián)合會(huì)酶委員會(huì)（EnzymeCommissionofIUB,EC）根據(jù)酶所催化反應(yīng)的性質(zhì)，將酶分為六大類。二、酶的分類和命名2.酶的命名迄今已鑒定出4000多種酶，如此種類繁多、催化反應(yīng)各異的酶，為防止混亂，需要一個(gè)統(tǒng)一的命名。（1）習(xí)慣命名法(2）系統(tǒng)命名法三、酶的催化作用特點(diǎn)酶作為生物催化劑具有一般催化劑的特征：①用量少而催化效率高，在化學(xué)反應(yīng)前后沒(méi)有質(zhì)和量的改變；②只能催化熱力學(xué)上允許進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)；③僅能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，并不能改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)；④對(duì)可逆反應(yīng)的正反應(yīng)和逆反應(yīng)都具有催化作用。三、酶的催化作用特點(diǎn)1.高度的催化效率酶的催化活性比化學(xué)催化劑的催化活性要高很多。如過(guò)氧化氫酶(catalase)(含F(xiàn)e2+)和無(wú)機(jī)鐵離子都催化過(guò)氧化氫發(fā)生如下的分解反應(yīng)：三、酶的催化作用特點(diǎn)2.高度的專一性酶對(duì)其所催化的底物具有嚴(yán)格的選擇性。一般將酶的專一性分為絕對(duì)專一性、相對(duì)專一性和立體異構(gòu)專一性三類。A.絕對(duì)專一性B.相對(duì)專一性C.立體異構(gòu)專一性三、酶的催化作用特點(diǎn)3.反應(yīng)條件溫和因?yàn)槊复蠖酁榈鞍踪|(zhì),高酸,高堿,高溫易使其變性而失活，故酶促反應(yīng)要求常溫,常壓和接近中性的酸堿度.酶對(duì)外界環(huán)境的變化比較敏感,容易變性失活,在應(yīng)用時(shí),必須嚴(yán)格控制反應(yīng)條件三、酶的催化作用特點(diǎn)4.酶催化活性的可調(diào)控性與化學(xué)催化劑相比，酶催化作用的另一個(gè)特征是其催化活性可以自動(dòng)調(diào)控。生物體內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，雖然種類繁多，但非常協(xié)調(diào)有序。底物濃度，產(chǎn)物濃度以及環(huán)境條件的改變，都有可能影響酶催化活性，從而控制生化反應(yīng)協(xié)調(diào)有序地進(jìn)行。三、酶的催化作用特點(diǎn)5.酶催化的活性與輔酶，輔基及金屬離子有關(guān)有些酶是復(fù)合蛋白質(zhì)，其中的小分子物質(zhì)輔酶、輔基及金屬離子與酶的催化活性密切相關(guān)。若將它們除去，酶就失去活性。第二節(jié)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一，酶的化學(xué)組成酶和其他蛋白質(zhì)一樣，根據(jù)其化學(xué)組成可分為單純蛋白酶（simpleproteinases）和結(jié)合蛋白酶（conjugatedproteases）兩大類單純蛋白酶結(jié)合蛋白酶第二節(jié)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一，酶的化學(xué)組成1.單純蛋白酶單純蛋白酶分子中完全只由蛋白質(zhì)組成，不含輔助因子，包括一般的水解酶。第二節(jié)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系一，酶的化學(xué)組成2.結(jié)合蛋白酶結(jié)合蛋白酶由蛋白質(zhì)部分和非蛋白部分結(jié)合而成。許多氧化還原酶類、轉(zhuǎn)氨酶類、乳酸脫氫酶（LDH）、碳酸酐酶等均屬結(jié)合蛋白酶。第二節(jié)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系二、酶的活性中心和必需基團(tuán)1.酶活性中心的概念酶分子很大，構(gòu)成酶分子的化學(xué)基團(tuán)有很多，例如-NH2、－COOR、－SH、－OH等，并不是這些基團(tuán)都與酶活性有關(guān)。第二節(jié)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系二、酶的活性中心和必需基團(tuán)2.酶活性中心的組成構(gòu)成酶的活性中心有兩個(gè)功能部位；一是與底物結(jié)合的必需基團(tuán)稱為結(jié)合基團(tuán)，它決定酶對(duì)底物的專一性；二是促進(jìn)底物發(fā)生化學(xué)變化的基團(tuán)稱為催化基團(tuán)，它決定酶促反應(yīng)的類型，即酶的催化性質(zhì)。第二節(jié)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系二、酶的活性中心和必需基團(tuán)3.酶活性中心的特點(diǎn)活性中心往往是酶分子表面上的一個(gè)凹穴·對(duì)于單純蛋白酶，其活性中心通常由酶分子中幾個(gè)氨基酸殘基側(cè)鏈上的極性基團(tuán)組成O構(gòu)成酶的活性中心的氨基酸有天冬氨酸（Asp）、谷氨酸（Glu）、絲氨酸（Ser）、組氨酸（His）、半脫氨酸（Cys）、賴氨酸（Lys）叫等，對(duì)于需要輔助因子的結(jié)合蛋白酶來(lái)說(shuō)，輔酶（或輔基）分子或其分子上某一部分結(jié)構(gòu)往往也是活性中心的組成部分。第二節(jié)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系三、酶原與酶原的激活動(dòng)物體內(nèi)有些酶在細(xì)胞內(nèi)合成和分泌時(shí)，沒(méi)有催化活性，如消化系統(tǒng)中的各種蛋白酶，只有當(dāng)體內(nèi)需要時(shí)，經(jīng)特異性蛋白水解酶的作用轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿付l(fā)揮作用。這些不具催化活性的酶的前體稱為酶原（zymogen），如胃蛋白酶原、膜蛋白酶原和膜凝乳蛋白酶原等。某種物質(zhì)作用于酶原使之轉(zhuǎn)變成有活性的酶的過(guò)程稱為酶原的激活。使元活性的酶原轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘拿傅奈镔|(zhì)稱為活化素。活化素對(duì)于酶原的激活作用具有一定的特異性。第二節(jié)酶的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系四、同工酶同工酶（isoenzyme）是指催化的化學(xué)反應(yīng)相同，酶蛋白的分子結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)乃至免疫學(xué)性質(zhì)不同的一組酶。這類酶存在于生物的同一種屬或同一個(gè)體的不同組織，甚至同一組織或細(xì)胞中。第三節(jié)酶的催化作用機(jī)制一，酶的催化作用與分子活化能的關(guān)系在化學(xué)反應(yīng)中任何反應(yīng)物分子必須超過(guò)一定的能閡成為活化的狀態(tài)時(shí)，才能發(fā)生變化，形成產(chǎn)物。這種提高低能分子達(dá)到活化狀態(tài)的能量，稱為活化能。第三節(jié)酶的催化作用機(jī)制二，中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)酶如何使反應(yīng)的活化能降低而體現(xiàn)出極為強(qiáng)大的催化效率呢？目前比較圓滿的解釋是中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)。該學(xué)說(shuō)認(rèn)為酶在催化底物發(fā)生變化之前，首先與底物結(jié)合成一個(gè)不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物ES（也稱為中間絡(luò)合物）。第三節(jié)酶的催化作用機(jī)制三、誘導(dǎo)契合學(xué)說(shuō)近年來(lái)大量的試驗(yàn)證明，酶和底物在游離狀態(tài)時(shí)，其形狀并不精確地互補(bǔ)。第四節(jié)影響酶促反應(yīng)速率的因素酶促反應(yīng)速率及其影響因素是酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究的重要內(nèi)容。酶促反應(yīng)速率通常是指酶促反應(yīng)開(kāi)始的速率，即初速率。這些因素主要包括酶的濃度、底物的濃度、pH值、溫度、抑制劑和激活劑等。在研究某一因素對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響時(shí)應(yīng)該維持反應(yīng)中其他因素不變，而只改變要研究的因素。一、底物濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影晌在酶濃度、溫度、pH值不變的情況下，實(shí)驗(yàn)測(cè)得酶反應(yīng)速率與底物濃度的關(guān)系如圖2.6所示第四節(jié)影響酶促反應(yīng)速率的因素（一）米－曼方程式1913年Michaelis-Menten提出了酶促反應(yīng)動(dòng)力學(xué)理論，利用中間產(chǎn)物學(xué)說(shuō)，得出了一個(gè)底物濃度［SJ與酶促反應(yīng)速率u之間定量關(guān)系的數(shù)學(xué)方程式，即著名的米一曼方程式，簡(jiǎn)稱米氏方程式（Michaelisequation）。第四節(jié)影響酶促反應(yīng)速率的因素（二）Km與Vmax的意義1.物理意義2.酶學(xué)意義第四節(jié)影響酶促反應(yīng)速率的因素二、酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影晌當(dāng)?shù)孜镒銐虿⑶颐复俜磻?yīng)不受其他因素影響的情況下，則酶促反應(yīng)的速率（V）與酶濃度（E）成正比（圖2.7），即v=K[E]式中，K為反應(yīng)速率常數(shù)第四節(jié)影響酶促反應(yīng)速率的因素三、溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影晌在酶促反應(yīng)中，其他條件不變的情況下，溫度對(duì)酶促反應(yīng)速率的影響很大，表現(xiàn)為雙重作用：①溫度升高，酶促反應(yīng)速率加快，對(duì)許多酶來(lái)說(shuō)，每提高反應(yīng)溫度10℃，酶反應(yīng)速率增加1~2倍。②由于酶是蛋白質(zhì)，隨著溫度升高而酶活性不再升高，反而降低甚至失活，導(dǎo)致酶促反應(yīng)速率反而減緩，形成倒“V”形或倒“U”形曲線。第四節(jié)影響酶促反應(yīng)速率的因素四、pH值對(duì)酶促反應(yīng)速率的影晌酶促反應(yīng)速度與體系的pH值有密切關(guān)系。在一定pH值下，酶反應(yīng)具有最大速度，高于或低于此值，反應(yīng)速度下降，通常將酶表現(xiàn)最大活力時(shí)的pH值稱為酶反應(yīng)的最適pH值（圖2.9）。動(dòng)物體內(nèi)的酶，最適pH值大多在6.5~8.0；植物及微生物體內(nèi)的酶，最適pH值多在4.5~6.5。但也有例外，如胃蛋白酶為1.8，精氨酸酶（肝臟中）為9.8（表2.2）。第四節(jié)影響酶促反應(yīng)速率的因素五、激活劑對(duì)酶促反應(yīng)速率的影晌凡是能提高酶活性的物質(zhì)都稱為激活劑（activator，活化劑）。酶的激活劑大部分是離子，有的激活劑為小分子有機(jī)化合物如半脫氨酸、還原型谷脫甘膚、抗壞血酸等能激活某些酶，使含疏基酶中被氧化的二硫鍵還原成疏基從而提高酶活性。第四節(jié)影響酶促反應(yīng)速率的因素（一）不可逆抑制何用抑制劑通常以共價(jià)鍵與酶活性中心的必需基團(tuán)結(jié)合而使酶失活抑制劑不可用透析、超濾等方法去除。這種抑制作用稱為不可逆抑制作用。第四節(jié)影響酶促反應(yīng)速率的因素（二）可逆抑制何用抑制劑通常以非共價(jià)鍵與酶或酶－底物復(fù)合物可逆性結(jié)合使酶的活性降低或喪失，抑制劑可用透析超濾等方法除去。這種抑制作用稱為可逆抑制作用。根據(jù)抑制劑與底物的關(guān)系，可逆抑制作用分為三種類型。1.競(jìng)爭(zhēng)性抑制第四節(jié)影響酶促反應(yīng)速率的因素（二）可逆抑制何用抑制劑通常以非共價(jià)鍵與酶或酶－底物復(fù)合物可逆性結(jié)合使酶的活性降低或喪失，抑制劑可用透析超濾等方法除去。這種抑制作用稱為可逆抑制作用。根據(jù)抑制劑與底物的關(guān)系，可逆抑制作用分為三種類型。2.非競(jìng)爭(zhēng)性抑制第四節(jié)影響酶促反應(yīng)速率的因素（二）可逆抑制何用抑制劑通常以非共價(jià)鍵與酶或酶－底物復(fù)合物可逆性結(jié)合使酶的活性降低或喪失，抑制劑可用透析超濾等方法除去。這種抑制作用稱為可逆抑制作用。根據(jù)抑制劑與底物的關(guān)系，可逆抑制作用分為三種類型。3.反競(jìng)爭(zhēng)性抑制第五節(jié)酶工程酶工程（enzymeengineering）又叫酶技術(shù)，是生物工程的主要內(nèi)容之一，是將酶所具有的生物催化功能，借助工程學(xué)的手段，應(yīng)用于生產(chǎn)、生活、醫(yī)療診斷和環(huán)境保護(hù)等方面的一門科學(xué)技術(shù)。簡(jiǎn)單地說(shuō)酶工程是酶制劑大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用的生物學(xué)技術(shù)。酶工程的主要內(nèi)容包括核酶、抗體酶、化學(xué)酶工程、生物酶工程。一、核酶核酶（ribozyme）是具有催化功能的RNA分子，又稱為核酸類酶、酶RNA、類酶RNA。第五節(jié)酶工程（一）核酶的發(fā)現(xiàn)20世紀(jì)80年代初期美國(guó)科羅拉多大學(xué)博爾德分校的T.Cech和美國(guó)耶魯大學(xué)的S.Altman各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)RNA具有生物催化功能，從而改變了生物催化劑的傳統(tǒng)概念。這個(gè)發(fā)現(xiàn)曾被認(rèn)為是近十年來(lái)生物化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)最令人鼓舞的發(fā)現(xiàn)之一。為此，T.Cech和S.Altman共同獲得了1989年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。一、核酶T.Cech第五節(jié)酶工程（二〉核酶的種類目前，已發(fā)現(xiàn)的核酶有6種類型，即I型內(nèi)含子、E型內(nèi)含子、RNaseP、錘頭狀核酶、發(fā)夾狀核酶、丁型肝炎核酶。從結(jié)構(gòu)上主要分為兩大類：錘頭狀核酶和發(fā)夾狀核酶一、核酶第五節(jié)酶工程（三）核酶的結(jié)構(gòu)和功能錘頭狀核酶和發(fā)夾狀核酶是目前應(yīng)用較為廣泛的核酶。核酶的具體作用主要有：(1）核音酸轉(zhuǎn)移作用。(2）水解反應(yīng)，即磷酸二醋酶作用。(3）磷酸轉(zhuǎn)移反應(yīng)，類似磷酸轉(zhuǎn)移酶作用。(4）脫磷酸作用，即酸性磷酸酶作用。一、核酶第五節(jié)酶工程二、抗體酶抗體酶（abzyme）又叫催化抗（catalyticantibody），屬于新型人工酶制劑，是一類具有催化功能的抗體，是抗體的專一性與酶的高效能力二者巧妙結(jié)合的產(chǎn)物。它是利用現(xiàn)代生物學(xué)與化學(xué)的理論與技術(shù)交叉研究的成果。其研究?jī)?nèi)容包括抗體酶制備、結(jié)構(gòu)、特性、作用機(jī)制、催化反應(yīng)類型及應(yīng)用等。第五節(jié)酶工程三、化學(xué)酶工程化學(xué)酶工程又稱為初級(jí)酶工程，它是由酶化學(xué)和化學(xué)工程技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。第五節(jié)酶工程三、化學(xué)酶工程（一）固定化酶概念固定化酶，是指采用物理或化學(xué)的方法使酶與水不溶性大分子載體結(jié)合或把酶包在其中，使其成為不溶于水或不易散失和多次使用的生物催化劑。簡(jiǎn)而言之，固定化酶就是能反復(fù)使用的酶。第五節(jié)酶工程三、化學(xué)酶工程（二）固定化酶的優(yōu)缺點(diǎn)第五節(jié)酶工程三、化學(xué)酶工程（三）制備方法固定化酶的制備方法目前有四種：吸附法（包括電吸附法）、共價(jià)法（元機(jī)多孔材料）、交聯(lián)法（多功能試劑）、包埋法（微胺囊法），如圖2.12所示。第五節(jié)酶工程四、生物酶工程生物酶工程（高級(jí)酶工程）(advancedenzymeengineering）是在化學(xué)酶工程基礎(chǔ)上發(fā)展羥來(lái)的，是以酶學(xué)與基因重組技術(shù)為主的現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。（一）生物酶工程主要研究?jī)?nèi)容(1）用基因工程技術(shù)大量生產(chǎn)酶（克隆酶）：第五節(jié)酶工程四、生物酶工程（一）生物酶工程主要研究?jī)?nèi)容(2）用蛋白質(zhì)工程技術(shù)定點(diǎn)改變酶結(jié)構(gòu)基因（突變酶）：如酶氨眈－tRNA合成酶，用Ala5（第5位的丙氨酸）取代Thr51（第51位的蘇氨酸），使該酶對(duì)底物ATP的親和力提高了100倍。(3）設(shè)計(jì)新的酶結(jié)構(gòu)基因，生產(chǎn)自然界從未有過(guò)的性能更穩(wěn)定、活性更高的新酶。第五節(jié)酶工程四、生物酶工程（一）生物酶工程主要研究?jī)?nèi)容(3）設(shè)計(jì)新的酶結(jié)構(gòu)基因，生產(chǎn)自然界從未有過(guò)的性能更穩(wěn)定、活性更高的新酶。第五節(jié)酶工程四、生物酶工程（二）克隆酶克隆酶在實(shí)際應(yīng)用中較為廣泛，下面對(duì)克隆酶定義、要求、應(yīng)用的實(shí)例做一說(shuō)明。1.克隆酶的定義通過(guò)基因工程手段克隆各種天然酶的基因?qū)⑵淇寺〉奖磉_(dá)載體中，然后將表達(dá)載體轉(zhuǎn)化到適當(dāng)?shù)乃拗髦?，得到表達(dá)特定酶的基因工程菌，通過(guò)基因工程菌的繁殖大量產(chǎn)生的酶稱為克隆酶?？寺∶感纬扇鐖D2.13所示。第五節(jié)酶工程四、生物酶工程2.克隆酶對(duì)載體的要求(1）在宿主細(xì)胞內(nèi)可以自主復(fù)制。(2）容易引人受體細(xì)胞。(3）具有合適的篩選標(biāo)記基因。(4）具有少數(shù)限制性酶切位點(diǎn)。第五節(jié)酶工程四、生物酶工程3.克隆酶對(duì)宿主的要求(1）安全可靠，非致病菌。(2）外源基因在宿主內(nèi)能夠表達(dá)且不被分解。(3）有利于酶的分離和純化。(4）能利用廉價(jià)的原料，發(fā)酵周期短、產(chǎn)量高。(5）容易培養(yǎng)和管理第五節(jié)酶工程四、生物酶工程4.克隆酶應(yīng)用的實(shí)例如纖維素酶基因工程菌的構(gòu)建。纖維素酶（cellulase）是能將纖維素水解為葡萄糖等簡(jiǎn)單糖類的一組酶的總稱。第五節(jié)酶工程（三）生物酶工程原理和基本過(guò)程生物酶工程原理和基本過(guò)程較為復(fù)雜，下面以線路圖說(shuō)明：菌種→擴(kuò)大培養(yǎng)→發(fā)酵→發(fā)酵酶液→酶的提取→酶成品↓酶的固定化原料→前處理→殺菌→酶反應(yīng)器→反應(yīng)液→產(chǎn)品提取→產(chǎn)品第五節(jié)酶工程（四）酶工程的前景隨著各種高新技術(shù)的廣泛應(yīng)用及酶工程研究工作的不斷深入，生物酶工程研究必將取得更快更大的發(fā)展?？梢韵嘈?，將來(lái)人們可以采用生物學(xué)方法在生物體外構(gòu)造出性能優(yōu)良的產(chǎn)酶工程菌為生產(chǎn)和生活服務(wù)，酶工程技術(shù)必將在工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、化學(xué)分析、環(huán)境保護(hù)、能源開(kāi)發(fā)和生命科學(xué)理論研究等各個(gè)方面發(fā)揮越來(lái)越大的作用。第六節(jié)維生素與輔酶一，維生素的概念維生素是維持人和動(dòng)物正常代謝所必需的，在體內(nèi)不能合成或不能足量合成的一類化學(xué)結(jié)構(gòu)不同、生理功能各異的小分子有機(jī)化合物。第六節(jié)維生素與輔酶二、維生素的分類和命名第六節(jié)維生素與輔酶二、常見(jiàn)的水溶性維生素與輔酶（一）維生素B11.化學(xué)本質(zhì)維生素Bl又稱硫胺素。其化學(xué)結(jié)構(gòu)是由一個(gè)略皖嘧啶環(huán)和一個(gè)噻唑環(huán)通過(guò)亞甲基橋連接而成的。其結(jié)構(gòu)式如下：第六節(jié)維生素與輔酶二、常見(jiàn)的水溶性維生素與輔酶2.輔酶在人和動(dòng)物體內(nèi)維生素B1常與磷酸結(jié)合生成焦磷酸硫胺素（TPP），它是維生素B1在體內(nèi)的活性形式。焦磷酸硫胺素結(jié)構(gòu)式如下：第六節(jié)維生素與輔酶二、常見(jiàn)的水溶性維生素與輔酶（二）維生素B21.化學(xué)本質(zhì)維生素B2由核醇與6,7－二甲基異咯嗦縮合而成，又名核黃素。它在自然界中主要以磷酸醋的形式存在于兩種輔酶中，即黃素單核音酸（FMN）和黃素腺瞟嶺二核昔酸（FAD），結(jié)構(gòu)式如下：第六節(jié)維生素與輔酶二、常見(jiàn)的水溶性維生素與輔酶2.輔酶在人和動(dòng)物體內(nèi)，維生素民主要以黃素單核昔酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核昔酸（FAD）形式存在。而FMN和FAD是多種氧化還原酶的輔基，在氧化還原反應(yīng)中傳遞氫原子參與生物氧化過(guò)程，促進(jìn)物質(zhì)代謝。以FMN或FAD為輔基的酶統(tǒng)稱為黃素酶，相應(yīng)地將FMN和FAD稱為黃素輔酶。第六節(jié)維生素與輔酶（三）泛酸1.化學(xué)本質(zhì)由β－丙氨酸與瓷基丁酸結(jié)合而構(gòu)成，因其廣泛存在于動(dòng)植物組織中，故名泛酸或遍多酸。其結(jié)構(gòu)式如下：第六節(jié)維生素與輔酶（三）泛酸1.化學(xué)本質(zhì)由β－丙氨酸與瓷基丁酸結(jié)合而構(gòu)成，因其廣泛存在于動(dòng)植物組織中，故名泛酸或遍多酸。其結(jié)構(gòu)式如下：第六節(jié)維生素與輔酶（四〉煙酸1.化學(xué)本質(zhì)維生素pp包括煙酸和煙酰胺，在維生素中是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、性質(zhì)最穩(wěn)定的一種，不易被酸、堿、熱破壞，是吡啶－3－羧酸及其衍生物的總稱。其結(jié)構(gòu)式如下：第六節(jié)維生素與輔酶（四〉煙酸2.輔酶維生素pp在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)槟峥缩０罚燉０罚峥缩０房珊铣赡峥缩０废汆堰识艘羲幔∟AD＋或輔酶I）和尼克酰胺腺嘌呤二核昔酸磷酸（NADP＋或輔酶II),NAD＋或NADP＋是不需氧脫氫酶的輔酶，參與體內(nèi)氧化還原反應(yīng)，羥傳遞氫的作用。其遞氫的變化方式如下：第六節(jié)維生素與輔酶（五）維生素B61.化學(xué)本質(zhì)它是一組含氮的化合物，包括吡哆醇、吡哆酰及吡哆胺三種物質(zhì)，統(tǒng)稱毗哆素。在體內(nèi)吡哆醇可轉(zhuǎn)變?yōu)檫炼啧：瓦炼甙?，吡哆酰和吡哆胺不能轉(zhuǎn)變?yōu)檫炼叽迹炼啧t可與吡哆胺互變。第六節(jié)維生素與輔酶（五）維生素B62.輔酶在體內(nèi)維生素B6可與磷酸結(jié)合成磷酸吡哆酰、磷酸吡哆胺，兩者是轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，在氨基酸代謝中羥傳遞氨基的作用。磷酸吡哆酰還是某些氨基酸脫羧酶的輔酶，可促進(jìn)氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)榘?，并釋放二氧化碳。維生素B6缺乏時(shí)，幼小動(dòng)物生長(zhǎng)緩慢或停止，導(dǎo)致血紅蛋白過(guò)少性貧血。人類未發(fā)現(xiàn)維生素B6缺乏的典型病例。臨床上常用其輔助治療妊娠嘔吐、嬰兒驚厥等癥狀，是因?yàn)榫S生素B6可促進(jìn)生成抑制性神經(jīng)遞質(zhì)的物質(zhì)一一γ－氨基丁酸的緣故。第六節(jié)維生素與輔酶（六）生物素（維生素H)1.化學(xué)本質(zhì)生物素（biotin）是噻吩和尿素縮合成的雙環(huán)化合物，并帶有戊酸側(cè)鏈。結(jié)構(gòu)式如下：第六節(jié)維生素與輔酶（六）生物素（維生素H)2.輔酶生物素本身就是多種羧化酶（如丙銅酸羧化酶）的輔基，參與CO2的羧化反應(yīng)，參與體內(nèi)脂肪酸和糖類的代謝，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，還參與維生素B12，葉酸、泛酸的代謝。第六節(jié)維生素與輔酶（七）葉酸（維生素B9)1.化學(xué)本質(zhì)葉酸簡(jiǎn)稱FA又叫蝶酷谷氨酸PGA。葉酸的分子由2－氨基－4一羥基－6－甲基蝶呤、對(duì)氨基苯甲酸與L一谷氨酸三種成分組成。第六節(jié)維生素與輔酶（七）葉酸（維生素B9)2.輔酶葉酸在體內(nèi)被葉酸還原酶催化，它以NADPH為輔酶在維生素C的參與下，可加氫成為5,6,7,8一四氫葉酸（FH4或THFA)0F凡是體內(nèi)一碳單位轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)中的輔酶，故又稱為輔酶F(CoF），參與一碳單位的代謝。第六節(jié)維生素與輔酶（八）維生素B12（鈷胺素，抗惡性貧血維生素〉1.化學(xué)本質(zhì)維生素B12的分子中含有金屬鈷，故又稱為鈷胺素。其結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，分子中除含有鈷原子外，還含有5,6－二甲基苯并咪瞠、3＇－磷酸核糖、氨基丙醇和類似卟琳環(huán)的鈷琳環(huán)成分。主要有5＇－脫氧腺苦鈷胺素、氧鈷胺素、是鈷胺素和甲基鈷胺素等。其中5＇一脫氧腺昔鈷胺素是維生素B12在體內(nèi)的主要存在形式，又稱為B12輔酶。第六節(jié)維生素與輔酶（八）維生素B12（鈷胺素，抗惡性貧血維生素〉2.輔酶維生素B12中的一CN（氨基）以5＇－脫氧腺昔代替即形成5＇一脫氧腺昔鈷胺素或輔酶維生素B12，它是傳遞一碳基團(tuán)的輔酶，參與蛋氨酸、胸腺嘧啶等的合成，促進(jìn)紅細(xì)胞的發(fā)育和成熟。5＇－脫氧腺昔鈷胺素和四氫葉酸的作用是相互聯(lián)系的。動(dòng)物性食品中含維生素B12較多，如肝、肉、魚(yú)、蛋等富含維生素B120。第六節(jié)維生素與輔酶（九）維生素C1.化學(xué)本質(zhì)維生素C又稱L－抗壞血酸，是一個(gè)具6個(gè)碳原子的酸性多羥基化合物。其中C2和C3的兩個(gè)烯醇式羥基極易解離為H＋而被氧化為脫氫抗壞血酸（氧化性）。因此，維生素C具有較強(qiáng)的酸性和較強(qiáng)的還原性。其氧化性和還原性在生物體內(nèi)可相互轉(zhuǎn)化。第六節(jié)維生素與輔酶（九）維生素C2.生理功能維生素C具有廣泛的生理作用通過(guò)自身的氧化還原體系在生物氧化中作為氫的載體能防治壞血病。臨床上還有許多應(yīng)用維生素C參與體內(nèi)代謝功能主要有以下幾個(gè)方面。(1）參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)：第六節(jié)維生素與輔酶（九）維生素C2.生理功能維生素C具有廣泛的生理作用通過(guò)自身的氧化還原體系在生物氧化中作為氫的載體能防治壞血病。臨床上還有許多應(yīng)用維生素C參與體內(nèi)代謝功能主要有以下幾個(gè)方面。(2）參與體內(nèi)氧化還原反應(yīng)：維生素C在體內(nèi)作為重要的還原劑而起作用，主要有以下幾個(gè)方面作用第六節(jié)維生素與輔酶第六節(jié)維生素與輔酶四、脂溶性維生素脂溶性維生素都能溶于脂肪及脂肪溶劑，如乙醇、氯仿等，不溶于水。（一）維生素A1.化學(xué)本質(zhì)維生素A又稱視黃醇或抗干眼病維生素。有維生素A1（視黃醇）和維生素A2(3一脫氫視黃醇）兩種，最常見(jiàn)的是維生素A10它們都是由β一白芷銅環(huán)構(gòu)成的不飽和一元醇。維生素Al和維生素A2的差別僅后者在3,4碳原子之間多一個(gè)雙鍵。其結(jié)構(gòu)如下第六節(jié)維生素與輔酶四、脂溶性維生素2.生理功能及缺乏癥維生素A的主要生理功能為維持上皮組織的完整性，維持正常視覺(jué)、基因調(diào)節(jié)、動(dòng)物繁殖和免疫功能。近年來(lái)的研究還發(fā)現(xiàn)，維生素A能增強(qiáng)機(jī)體抗感染能力參與蛋白質(zhì)的合成維持骨憾的正常生長(zhǎng)代謝。第六節(jié)維生素與輔酶四、脂溶性維生素（二）維生素D（抗佝僂病維生素）1.化學(xué)本質(zhì)維生素D又稱鈣化醇或抗何倭病維生素，屬于固醇類的衍生物，維生素D中最常見(jiàn)的有維生素D2和維生素D3兩種。維生素D2又名鈣化醇，由植物中的麥角固醇經(jīng)紫外線照射后產(chǎn)生。維生素D3又名膽鈣化醇，是由7－脫氫膽固醇經(jīng)紫外線照射而得。第六節(jié)維生素與輔酶四、脂溶性維生素（二）維生素D（抗佝僂病維生素）2.生理功能維生素D本身無(wú)生物活性，必須先在肝內(nèi)瓷化形成另一OH－維生素D3，然后在腎內(nèi)再瓷化生成1,25-(OH)2－維生素D3才能發(fā)揮生理作用。1,25一(OH)2－維生素D3作用于腸教膜細(xì)胞和骨細(xì)胞，與受體結(jié)合后啟動(dòng)鈣結(jié)合蛋白的合成，從而促進(jìn)小腸對(duì)鈣磷的吸收，使血鈣和血磷的濃度增加，有利于骨和牙內(nèi)鈣