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文檔簡介
生物化學第五章維生素第一節(jié)維生素概述一、維生素的定義
維生素(vitamin)是維持機體正常生命活動所必需的,但在體內不能合成或合成量很少、難以滿足機體需要,因此必須由食物供給一類小分子有機化合物。知識鏈接:
維生素的發(fā)現(xiàn)是20世紀的偉大發(fā)現(xiàn)之一。最早發(fā)現(xiàn)食物中維生素的,是荷蘭醫(yī)生ChristianEijkman(1858-1930),他用糙米來治療腳氣病,并因此獲得1929年諾貝爾生理或醫(yī)學獎。1912年波蘭科學家CasimirFunk(1884-1967)將之從米糠中成功提取出來,并命名為vitamine,即“生命胺”。但后來發(fā)現(xiàn)許多其它的維生素并不含有“胺”結構,但是由于vitamine的叫法已經廣泛采用,遂將“e”去掉,成為了今天的vitamin。二、維生素的命名與分類(一)命名1.按發(fā)現(xiàn)先后以拉丁字母命名
——如維生素A、B、C、D、E、K等。2.根據(jù)化學結構特點命名
——如視黃醇、硫胺素、核黃素等。3.根據(jù)功能和治療作用命名
——如抗干眼病維生素、抗癩皮病維生素、抗壞血酸等。可按溶解性分為脂溶性和水溶性兩大類維生素。(二)分類脂溶性維生素:維生素A、D、E、K四種水溶性維生素:B族維生素和維生素C(B族維生素包括維生素B1、B2、B6、B12、維生素PP、泛酸、葉酸、生物素等)三、維生素缺乏病的原因和維生素中毒①攝入不足;②吸收不良;③需要量增加;④體內維生素生成不足或障礙
。(一)維生素缺乏病的原因(二)維生素中毒脂溶性維生素大量攝入時,可導致體內積存過多而引起中毒。
要重視維生素的合理使用生物化學第五章維生素第二節(jié)脂溶性維生素脂溶性維生素一、維生素A(抗干眼病性維生素)二、維生素D(抗佝僂病性維生素)三、維生素E(生育酚、生育三烯酚)四、維生素K(凝血維生素)一、維生素A(一)化學本質、性質及來源維生素A又稱抗干眼病維生素1.化學性質:易被氧化劑和紫外線破壞,故應棕色瓶內避光保存。2.天然形式
CH2OH維生素A1(視黃醇)全反型維生素A2(3-脫氫視黃醇)全反型CH2OH3.活性形式——視黃醇、視黃醛、視黃酸
動物性食品:如肝、肉類、蛋黃、乳制品、魚肝油中。
植物性食品:胡蘿卜素(維生素A原),其中以β-胡蘿卜素(β-carotene)最為重要。4.來源視黃醇β-胡蘿卜素CH2OH15′15′×2小腸粘膜內β-胡蘿卜素加氧酶1.生理功能
參與視桿細胞內視紫紅質的合成——暗視覺
維持上皮組織結構的完整與功能的健全
促進生長發(fā)育
其它作用:抑癌、抗氧化、維持正常免疫功能的作用
2.缺乏癥
夜盲癥、干眼病等(二)生理功能和缺乏癥視紫紅質視蛋白11-順視黃醛全反視黃醛暗處弱光(視網膜)異構酶11-順視黃醇全反視黃醇(肝)異構酶視黃醛還原酶視紫紅質的合成、分解與視黃醛的關系視覺知識鏈接:據(jù)世界衛(wèi)生組織報告,全世界估計有1.9億兒童和1900萬孕婦患有不同程度的維生素A缺乏癥(VAD),每年發(fā)展中國家有35萬兒童因VAD而失明,67萬兒童因VAD導致免疫力低下和繼發(fā)感染而死亡。但目前許多貧困地區(qū)人們能吃飽肚子就不錯了,很難吃得上富含維生素A的肉類和果蔬,也無法獲得廉價的維生素A膠囊。幾經探索,科學家們想到了通過轉基因的手段,培育出富含維生素A的作物來。從2000年初開始,經過反復努力,科學家們將維生素A合成的前體:β-胡蘿卜素的基因導入了水稻,這些基因的產物能夠在稻米主要食用部分胚乳中富集,從而使大米帶有胡蘿卜素的金黃色,故被人們稱作“黃金大米”。難點釋疑維生素A為什么能維持上皮組織結構的完整與功能的健全?
維生素A的衍生物視黃醇磷酸酯是糖蛋白合成中所需的寡糖基的載體,參與膜糖蛋白的合成,而上皮組織的糖蛋白是細胞膜系統(tǒng)的重要組成成分,是維持上皮組織的結構完整和保證分泌功能健全的重要成分。(三)中毒維生素A中毒目前多見于1~2歲的嬰幼兒,主要表現(xiàn)為毛發(fā)易脫、皮膚干燥、瘙癢、煩躁、厭食、肝大及易出血等癥狀。引起維生素A中毒的原因一般是因為魚肝油服用過多所致。二、維生素D(一)化學本質、性質和來源維生素D又稱抗佝僂病維生素,又名鈣化醇。植物:VitD2(麥角鈣化醇)動物:VitD3(膽鈣化醇)1.化學性質:淡黃色晶體,對熱穩(wěn)定,但易被紫外光破壞;故含維生素D的藥劑均應保存在棕色瓶中。2.VitD3的活性形式
——1,25-(OH)2-VitD34.來源OH紫外光紫外光OHCH2維生素D3OHCH2維生素D27-脫氫膽固醇OH麥角固醇BBBBOHBOHCH2維生素D3BOHCH2維生素D2B(二)生理功能及缺乏癥1.生理功能
促進鈣、磷的吸收,有利于新骨的生成和鈣化;
其他作用:對抗1型和2型糖尿??;對某些腫瘤細胞具有抑制增殖和促進分化的作用。2.缺乏癥
兒童——佝僂?。怀扇恕浌遣?/p>
(三)中毒
表現(xiàn):食欲下降,惡心、嘔吐,血鈣升高、骨破壞、異位鈣化等。案例分析案例
1歲患兒,出生后牛奶喂養(yǎng),未加輔食,曬太陽少,平日易腹瀉。體檢:發(fā)育、營養(yǎng)中等,無特殊外貌,有肋骨串珠,輕度雞胸。分析上述案例中患兒的癥狀是佝僂病的表現(xiàn),主要是由于缺乏維生素D而引起的。后續(xù)檢查應化驗血鈣、血磷、堿性磷酸酶等指標,已明確診斷。如為佝僂病激期,應肌注維生素D330萬IU,如是后遺癥期,不需治療。
三、維生素E(一)化學本質、性質及來源維生素E又名生育酚,主要分為生育酚和生育三烯酚。
化學性質:微帶粘性的淡黃色油狀物,在無氧條件下對熱穩(wěn)定;但對氧十分敏感,易被氧化,故能保護其他物質不被氧化,故具有抗氧化作用。來源:維生素E主要存在于植物油、油性種子、麥芽、綠葉蔬菜中。1.生理功能
抗氧化作用,維持生物膜的結構與功能。
維持生殖機能,防治先兆流產和習慣性流產。
促進血紅素代謝。
其它功能。2.缺乏癥動物缺乏時,生殖器官受損導致不育。
(二)生理功能及缺乏癥(一)化學本質、性質及來源
四、維生素K維生素K又稱凝血維生素,包括K1、K2、K3、K4四種。天然形式人工合成維生素K1CH2CH=C-CH2(CH2CH2-CH-CH2)3HCH3ooCH3維生素K2(CH2CH=C-CH2)nHooCH3CH3ooCH3維生素K3oNHCH3維生素K4CH3(CH2CH=C—CH2)NH維生素K在肝、魚、肉和綠葉蔬菜中含量豐富。知識鏈接目前市場上有天然維生素E和合成維生素E兩類??茖W家們發(fā)現(xiàn),天然維生素E其實更符合人體的需要。天然維生素E保持了維生素E原有的生理活性和天然屬性,更容易被人體吸收利用,而且安全性也高于合成維生素E,更適于長期服用。天然維生素E的抗氧化和抗衰老性能指標都數(shù)十倍于合成的維生素E。近來還發(fā)現(xiàn)維生素E可抑制眼睛晶狀體內的過氧化脂反應,使末稍血管擴張,改善血液循環(huán)。1.生理功能
促進凝血因子的合成,參與凝血作用。
參與骨鹽代謝。
2.缺乏癥易出血(一)生理功能及缺乏癥口服廣譜抗生素時可導致維生素K缺乏生物化學第五章維生素第三節(jié)水溶性維生素B族維生素
一、維生素B1(硫胺素)
二、維生素B2(核黃素)
三、維生素PP(尼克酸、尼克酰胺)
四、維生素B6(硫胺素)
五、維生素B12(硫胺素)
六、葉酸(硫胺素)
維生素C一、維生素B1
(一)化學本質、性質及來源
體內活性形式為焦磷酸硫胺素(TPP)
白色結晶,極易溶于水,酸性環(huán)境中穩(wěn)定,堿性環(huán)境中加熱易破壞。氧化劑和還原劑均可使其失活,故應避光冷藏,不宜久貯。NNH3CCH2NH2N+SCH3CH2CH2-O-P-O-P-OHOOHOOH谷類、豆類的種皮、酵母、干果和硬果、蔬菜中。動物的肝、腎、腦、瘦肉及蛋類。來源:(二)生理功用及缺乏癥
TPP是α-酮酸氧化脫羧酶的輔酶
影響乙酰膽堿的生成和分解
轉酮醇酶的輔酶
生理功用
缺乏癥
腳氣病課堂活動在實際生活中,淘米是淘的次數(shù)越多越好嗎,如果不是,為什么?如何淘米,才能保證糧食中的營養(yǎng)素不丟失?課堂活動
腳氣病和腳氣是一回事嗎?
如何防治腳氣病?二、維生素B2化學性質
橙黃色針狀晶體,酸性溶液中穩(wěn)定而耐熱,在堿性溶液中不耐熱,對光敏感,故應避光保存。黃素單核苷酸(FMN)黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)活性形式(一)化學本質、性質及來源VitB2AMPFADFMNH2COOCH3OHOHNNNNNH2CH3NNCNHNCOOCH3CH3HCOHHCOHHCOHPOHOPOHOFAD與FMN結構
生理功用
:
FMN及FAD是體內氧化還原酶的輔基,作為遞氫體主要起遞氫的作用。
缺乏癥:
可出現(xiàn)口角炎、舌炎、唇炎、結膜炎、陰囊炎、脂溢性皮炎、視物模糊等。(二)生理功用及缺乏癥廣泛存在于動植物中。奶與奶制品、肝、蛋、肉類等是維生素B2的豐富來源。來源:三、維生素PP
維生素PP又名抗癩皮病維生素,包括尼克酸和尼克酰胺。
體內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+)
化學性質穩(wěn)定、不易被酸堿和加熱破壞;260nm處有一吸收峰,可用于維生素PP的定量測定。(一)化學本質、性質及來源NAD+:R為HNADP+:R為NAD+和NADP+
結構式POOHOHN+OCH2OPOOHPOOOHOHHOCONH2ONNNNNH2OCH2OOHHHHHHH
H生理功用
NAD+及NADP+是體內多種脫氫酶的輔酶,起傳
遞氫的作用。
作為藥物用于臨床治療高脂血癥。
大量服用可引起血管擴張、及胃腸不適等癥狀。來源:
動、植物食物中
色氨酸少量合成缺乏癥
癩皮?。▽ΨQ性皮炎,腹瀉、癡呆等癥狀)。(二)生理功用及缺乏癥難點釋疑維生素PP缺乏引起癩皮病的機制?
維生素PP主要通過胃黏膜吸收,其活性形式NAD+和NADP+作為體內多種氧化還原酶的輔酶,廣泛參與糖酵解、脂肪酸代謝、細胞呼吸和解毒等代謝反應。因此,當缺乏維生素PP時,體內
NAD+和NADP+水平較低,可影響細胞的能量的生成、轉移與利用,這對耗能多的大腦,或能量轉移、利用頻繁的皮膚和消化道黏膜的影響更為明顯,進而會產生對稱性皮炎,腹瀉、癡呆等癥狀?;瘜W性質:
無色晶體,易溶于水,微溶于脂溶劑,在酸性溶液中穩(wěn)定,但在堿性溶液中和遇光、紫外線易被破壞。
維生素B6包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺。體內活性形式
磷酸吡哆醛
磷酸吡哆胺四、維生素B6(一)化學本質、性質及來源HOHC3N2CHOH2CHOH[O]HOHC3N2CHOHCHO吡哆醇吡哆醛吡哆胺+-NH2--NH2HOHC3NCHO2CHOPOH32HOHC3N2CHNH22CHOPOH32磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺-NH22CHOH2HOHC3NCHNH2缺乏癥目前未見人類缺乏癥來源
廣泛分布于動、植物中;腸道細菌合成
磷酸吡哆醛作為脫羧酶的輔酶,參與在氨基酸代謝
磷酸吡哆醛是δ-氨基γ-酮戊酸(ALA)合酶的輔酶
磷酸吡哆醛是同型半胱氨酸分解代謝酶的輔酶臨床應用:治療嬰兒驚厥和妊娠嘔吐。生理功用(二)生理功用及缺乏癥輔酶A(CoA)?;d體蛋白(ACP)生理功用
CoA及ACP是?;D移酶的輔酶,廣泛參與糖、脂類、蛋白質代謝及肝臟的生物轉化作用?;瘜W性質:中性中穩(wěn)定,在酸、堿溶液中加熱時
易分解破壞。體內活性形式五、泛酸
α-生物素——存在于蛋黃中β-生物素——存在于肝臟中
化學性質:無色長針狀晶體;耐酸不耐堿,高溫
及氧化劑可使其失活。生物素生理功用:體內多種羧化酶的輔基,在糖、脂肪、蛋白質和核酸代謝過程中參與羧化反應。六、生物素缺乏癥:表現(xiàn)為乏力、惡心嘔吐、食欲不振、抑郁、
鱗屑皮炎等。體內活性形式為四氫葉酸(FH4)化學性質:葉酸為黃色結晶,微溶于水,酸性溶液中不穩(wěn)定,加熱或光照易分解破壞。葉酸二氫葉酸還原酶NADPH+HNADP+二氫葉酸
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