生化第三版考研課件 第11章_維生素與輔酶

1、第11章 維生素和輔酶 (Vitamin Cozymase),二學(xué)時, 一、維生素概論 二、脂溶性維生素 三、水溶性維生素 四、作為輔酶的金屬離子,一、維生素概論,（一）維生素的概念,維生素是參與生物生長發(fā)育和代謝必需的一類微量有機(jī)物質(zhì)。這類物質(zhì)由于體內(nèi)不能合成或合成量不足，所以需要量雖少，每日mg以ug或計(jì)算，但必須由食物提供。 維生素缺乏癥 維生素的命名,維生素是按照發(fā)現(xiàn)的次序來命名的。一般為維生素+A或B等，再加1.2.3等,機(jī)體缺乏維生素時，物質(zhì)代謝發(fā)生障礙，這種由于維生素缺乏引起的疾病稱維生素缺乏癥,正常成年人對維生素的需求量,VA 0.81.6 mg VB1 12 mg VB2 1

2、2 mg 泛酸 35 mg VB6 23 mg VPP 1020 mg 生物素 0.2 mg 葉酸 0.4 mg VB12 26 g VD 1020 g VC 60100 g,（二）維生素的發(fā)現(xiàn),唐代孫思邈用肝治夜盲癥，用谷皮治腳氣病。 1897年荷蘭醫(yī)生C. Eijkman證明米糠可治腳氣病。 1906年英國的 F. G. Hopkins 發(fā)現(xiàn)大鼠喂純化飼料 （包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、和礦質(zhì)）和水，就不能存活；添加微量牛奶就能正常生長。牛奶中存在的營養(yǎng)輔助因素也就是維生素。 他們兩人因發(fā)現(xiàn)維生素而獲諾貝爾獎。,維生素,脂溶性維生素：A、D、E、K,水溶性維生素： B1、B2、PP、B6、泛酸

3、、生物素、葉酸、B12和維生素C,（三）維生素的分類與輔酶的關(guān)系,脂溶性維生素與水溶性維生素的比較,維生素 輔酶 功能 1. B1(硫胺素) TPP 醛基轉(zhuǎn)移、 -酮酸脫羧 2. B2(核黃素 ) FMN、FAD 氧化還原反應(yīng)、 氫轉(zhuǎn)移 3. PP 尼克酸（酰胺） NAD+、NADP+ 氧化還原反應(yīng)、 氫轉(zhuǎn)移 4. 泛酸（遍多酸） CoASH ?；D(zhuǎn)移 5. B6 吡哆醇（醛、酸） 磷酸吡哆醇（醛） 轉(zhuǎn)氨、脫羧、消旋 6. 葉酸 FH4(THFA) 傳遞一碳基團(tuán) 7. 生物素 羧化輔酶 8. C（抗壞血酸） 氧化還原作用 9. 硫辛酸 ?；D(zhuǎn)移、氧化還原反應(yīng) 10. B12（氰鈷氨素） 分子重

4、排、甲基化,水溶性維生素的輔酶(輔基)形式及酶反應(yīng)中的主要功能,主要脂溶性維生素的輔酶形式及主要功能,維生素 輔酶 功能 缺乏癥 1. 維生素A 1順視黃醛視循環(huán) 夜盲癥 2. 維生素D，二羥膽鈣甾醇調(diào)節(jié)鈣、磷代謝 軟骨病 佝僂病 3. 維生素E 保護(hù)膜脂質(zhì)，抗氧化劑 4. 維生素K參與氧化還原反應(yīng) 羧化反應(yīng)的輔助因子,二、脂溶性維生素,（一）維生素 A （二）維生素 D （三）維生素 E （四）維生素 K,均為異戊二烯衍生物。不溶于水，溶于脂肪及脂溶劑。在食物中與脂肪共存，伴隨脂類的吸收而吸收。與脂蛋白或特殊的結(jié)合蛋白結(jié)合被運(yùn)輸可在體內(nèi)儲存，長期攝入過多會引起中毒。,(一)、維生素A（視黃醇

5、）,1、維生素A分A1, A2兩種，是不飽和一元醇類。維生素A1又稱為視黃醇，A2稱為脫氫視黃醇。,視黃醇,視黃醛,2、-胡蘿卜素又稱維生素A原 植物中-胡蘿卜素進(jìn)入動物體后，受腸壁中的酶（加氧酶、醇脫氫酶）的作用而轉(zhuǎn)變成VitA,-胡蘿卜素向維生素A的轉(zhuǎn)變以及維生素A在體內(nèi)的功能,3、主要生理功能：維生素A是構(gòu)成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)的成分,視紫紅質(zhì),視蛋白,11-順視黃醛,全反視黃醛,暗處,光,桿細(xì)胞的視循環(huán),視紫紅質(zhì)不足，對暗光適應(yīng)能力減弱，發(fā)生夜盲癥。,4、來源及缺乏癥(夜盲癥 ) 維生素A存在于動物性食物,如肝臟,乳制品和蛋黃 植物性食品如綠色蔬菜 ,胡蘿卜和玉米等,維生素A缺乏，引起夜

6、盲癥，還可使上皮組織干燥、增生、角化，淚腺上皮受影響后分泌減少，產(chǎn)生干眼病，維生素A還促進(jìn)兒童生長發(fā)育。過多攝入會引起中毒,二、維生素D（抗佝僂病維生素）,1、維生素D是類固醇衍生物，主要有D2 、D3 、D4 、 D5。其中D2、D3活性最高，結(jié)構(gòu)相似。 D2 麥角鈣化醇 D3 膽鈣化醇,UV,自發(fā)轉(zhuǎn)變,維生素D3,肝,腎,1，25維生素D3,前維生素D3,7脫氫膽固醇,25羥維生素D3（膽鈣化醇）,VD3的生成,調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，維持血液正常的鈣、磷濃度，從而促進(jìn)鈣化，使牙齒、骨骼發(fā)育正常。,2、功能：,3、來源和缺乏癥,維生素 D 主要含于肝奶和蛋黃中，以魚肝油含量最為豐富。 4、 缺乏癥

7、： 成人 骨軟化病 兒童 佝僂病,三、維生素E,1、又叫做生育酚，目前發(fā)現(xiàn)的有8種，其中，四種有生理活性。 -生育酚效價最高。,6-羥苯駢二氫吡喃衍生物,2、生理功能,1) 維持動物的生殖功能（抗動物不育癥） 2) 保護(hù)紅細(xì)胞膜上不飽和脂肪酸免于氧化而被破壞,防止紅細(xì)胞破裂而造成溶血 3）保護(hù)巰基不被氧化。 4）維E極易氧化而保護(hù)其他物質(zhì)不被氧化,是動物和人體中最有效的氧化劑,3、來源和缺乏癥,分布廣泛，植物組織中存在較多，麥胚油、玉米油、花生油中含量多，豆類、蔬菜中含量豐富。,動物缺乏維生素E時其生殖器官受損甚至不育，人類尚未發(fā)現(xiàn)因缺乏維生素E而導(dǎo)致不育。臨床上用于習(xí)慣性流產(chǎn)和先兆流產(chǎn)的防治

8、。 4、缺乏癥: 貧血或血小板增多癥,四、維生素K（凝血維生素）,維生素K族有K1、K2、K3、K4 。,K1、K2是天然存在的。,K3、K4是人工合成的。,1結(jié)構(gòu),維生素K作為輔酶參與的酶促反應(yīng),2功能,促進(jìn)血液凝固，所以維生素K也稱凝血維生素。,3.來源和缺乏癥,肝、魚、肉、蔬菜等都富含Vit K。 另一方面,人和哺乳動物腸道中的大腸桿菌可以合成 成人一般不缺乏, 缺乏維生素K時，凝血時間延長，嚴(yán)重時發(fā)生皮下、肌肉和胃腸道出血。,三、水溶性維生素, （一）維生素B1和硫胺素焦磷酸 （二）維生素B2和黃素輔酶 （三）維生素PP和煙酰胺輔酶 （四）泛酸和輔酶A （五）維生素B6和磷酸吡哆醛、磷

9、酸吡哆胺 （六）維生素B12及其輔酶 （七）生物素 （八）葉酸和四氫葉酸 （九）硫辛酸 （十）維生素C,溶于水，均可由尿排出體外。體內(nèi)很少儲存，不會發(fā)生中毒。必須經(jīng)常從食物中攝取。,1、別名：硫胺素、抗腳氣病維生素,抗神經(jīng)炎維生素 2、來源：酵母中含量最多，谷類種子的外皮 與胚芽（麩皮、米糠）；瘦豬肉、動物心臟、肝臟的含量較為豐富。,(一)、維生素B1和硫胺素焦磷酸 （最早發(fā)現(xiàn)的維生素）,3、硫胺素(Vit B1)結(jié)構(gòu)式 嘧啶環(huán) 噻唑環(huán),4、輔酶形式：焦磷酸硫胺素(TPP),C2,5、功能, B1的輔酶形式TPP，是丙酮酸脫氫酶和-酮戊二酸脫氫酶的輔酶，參與-酮酸的氧化脫 羧。另外還是轉(zhuǎn)酮酶的

10、輔酶，參與糖代謝,丙酮酸脫羧酶的輔酶,乙酰乳酸合成酶的輔酶,乙酰乳酸,6、缺乏癥：腳氣病、神經(jīng)炎癥,（1） 由于維生素B1與糖代謝關(guān)系密切，所以當(dāng)B1缺乏時，糖代謝的中間產(chǎn)物-酮酸氧化受阻而積累，使機(jī)體特別是神經(jīng)組織的能量來源發(fā)生障礙，出現(xiàn)煩躁易怒、肢端麻木、肌肉萎縮、心力衰竭、四肢無力、下肢水腫等癥狀，臨床上稱為腳氣病。,膽堿乙?；?乙酰膽堿酯酶,膽堿,乙酰膽堿,（2）腸胃蠕動緩慢、消化液分泌減少、食欲缺乏和消化不良,1、別名: 尼克（煙）酸和尼克（煙）酰胺 2、來源： 動物肝臟、瘦肉、豆類及花生中含量豐富，在體內(nèi)可由Trp轉(zhuǎn)變成維生素PP,(二)、 VitPP和煙酰胺輔酶,維生素B3（也

11、稱維生素pp、抗癩皮病維生素),3、結(jié)構(gòu),維生素B3是吡啶的衍生物,吡啶-3-羧酸 nicotinic acid 尼克酸,吡啶-3-酰胺 Nicotinamide 尼克酰胺,4、輔酶形式: NAD+ 和NADP+,NAD+:煙酰胺腺嘌呤二核苷酸,輔酶I NADP+:煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,輔酶,5、功能：作為脫氫酶的輔酶，參與氧化還原反應(yīng)，在催化底物時通過氧化態(tài)與還原態(tài)的互變而傳遞氫,NAD+ + 2H = NADH + H+ NADP+ + 2H = NADPH + H+,煙酰胺輔酶參與催化的6類反應(yīng),6、VitPP缺乏癥,能維持神經(jīng)組織的健康。缺乏時表現(xiàn)出神經(jīng)營養(yǎng)障礙，出現(xiàn)皮炎（癩皮?。?/p>

12、。,(三)維生素B2（核黃素riboflavin）和黃素輔酶,1、結(jié)構(gòu),核黃素,1,2,3,4,5,1,2,3,4,8,7,9,10,核糖醇基,異咯嗪基,5,2、功能,維生素B2是FMN和FAD的組成成分，F(xiàn)MN和FAD是脫氫酶的輔酶。,FMN: 黃素單核苷酸 FAD：黃素腺嘌呤二核苷酸,FMN,FAD廣泛參與體內(nèi)各種氧化還原反應(yīng),因此它能促進(jìn)糖,脂肪和蛋白質(zhì)的代謝,對維持皮膚,粘膜和視覺的正常機(jī)能均有一定的作用.,VB2,H,二甲基異咯嗪,VitB2,FAD + 2H = FADH2 FMN + 2H = FMNH2,3、缺乏癥： 口腔發(fā)炎，舌炎、角膜炎、皮炎等，但不會引起嚴(yán)重病癥。,4、來

13、源： 廣泛存在于動植物中,在酵母,肝,腎,蛋黃,奶及大豆中含量豐富,所有植物和微生都能合成核黃素。,(四)、 泛酸和輔酶A(CoA-SH),1） VitB5，別名：遍多酸，1919年發(fā)現(xiàn) “pantothenic acid”-無所不在 2）來源： 動植物細(xì)胞內(nèi)都有，分布廣,在酵母,肝,腎,蛋,小麥,米糠,花生和豌豆中含量豐富,在蜂王漿含量最多.,a），-二羥基-， -二甲基丁酸和一分子-丙氨酸縮合而成。,3、化學(xué)結(jié)構(gòu)：,b）與巰基乙胺、核苷酸形成輔酶A (CoA-SH),結(jié)構(gòu)：,泛酸,丙氨酸,輔酶： 輔酶A（CoASH）,3,5-ADP,3,5,巰基乙胺,酰胺鍵,磷酸二酯鍵,泛酸,3,3-二甲

14、基- 2,4-二羥基丁酸,4、功能,B5是CoA的組成成分，CoA是生物體內(nèi)轉(zhuǎn)?；傅妮o酶（主要作為轉(zhuǎn)乙?；傅妮o酶），參與轉(zhuǎn)?；饔?。,在臨床上為重要輔助藥物，常與ATP、細(xì)胞色素C合用于許多疾病治療。人類極少發(fā)生泛酸缺乏病。,(五)、維生素B6和磷酸吡哆醛,磷酸吡哆胺,1、結(jié)構(gòu),吡哆醛,吡哆醇,吡哆胺,2、輔酶形式：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺,功能：參與氨基酸的轉(zhuǎn)氨、脫羧和消旋作用，是AA轉(zhuǎn)氨酶、脫羧酶、消旋酶的輔酶 轉(zhuǎn)氨酶通過磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互轉(zhuǎn)換，起轉(zhuǎn)移氨基的作用。,3、缺乏癥 極少發(fā)生缺乏癥。 治療嬰兒昏厥和妊娠嘔吐 缺乏VitB6會導(dǎo)致皮膚、中樞神經(jīng)和造血機(jī)能損害。,4、來源

15、：蛋黃、肉、魚、谷類和卷心菜,腸道細(xì)菌可以合成,尿素,塞吩環(huán),(CH2)4COOH,戊酸,生物素（bioton）,1、結(jié)構(gòu),(六)、 生物素（維生素H、VitB7 ）,生物素與酶蛋白中賴氨酸的連接,2、功能,B7作為多種羧化酶的輔酶，起CO2載體的作用。,生物素分布廣泛。但生雞蛋清中含有一種抗生物素蛋白，能與生物素結(jié)合成無活性又不易被吸收的結(jié)合蛋白。長期食用生雞蛋可致生物素缺乏病，出現(xiàn)抑郁、貧血、食欲不振、惡心嘔吐、毛發(fā)脫落等。,3、來源 腸道細(xì)菌可以合成生物素，一般不會出現(xiàn)生物素缺乏癥。 在肝,腎,蛋黃,酵母,蔬菜和谷類中都含有,七、 葉酸和四氫葉酸,1、結(jié)構(gòu),2-氨基4-羥基6-甲基喋呤,

16、PABA,L-谷氨酸,2、功能,葉酸在5、6、7、8位加上四個氫，生成四氫葉酸（FH4），四氫葉酸是一碳單位的載體，傳遞一碳單位。在核酸和蛋白質(zhì)合成中極其重要。,葉酸還原成四氫葉酸,二氫葉酸,四氫葉酸,四氫葉酸攜帶各種一碳單位的形式,葉酸類似物,可抑制二氫葉酸還原酶，它們是抗腫瘤藥物,3、缺乏癥 由于葉酸參與嘌呤、嘧啶的合成，進(jìn)而間接影響到蛋白質(zhì)的合成，一旦缺乏會影響細(xì)胞合成。如巨紅細(xì)胞性貧血病。 除了惡性貧血外，還可能引起舌炎、腸胃病等。 廣泛存在于肝,酵母及蔬菜中,人類腸道細(xì)菌也能合成葉酸,一般不易發(fā)生缺乏癥.,1、結(jié)構(gòu),B12的咕啉核心,八、 維生素B12和B12輔酶,維生素B12及其輔

17、酶形式的結(jié)構(gòu)式,5脫氧腺苷鈷胺素,甲基鈷胺素,5-脫氧腺苷,維生素B12輔酶,分子內(nèi)重排,核苷酸還原成脫氧核苷酸,2、功能, 甲基轉(zhuǎn)移,B12還可促使紅血球的生成和成熟，缺乏B12得惡性貧血。,臨床上常用維生素B12和葉酸合用治療貧血。,3、來源,動物性食品, 特別是肉類和肝類,人和動物腸道細(xì)菌都能合成 一般情況下不會缺乏,又名抗壞血酸，是含有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的酸性多羥基化合物，其分子中第2位和第3位碳原子上的兩個烯醇式羥基極易解離質(zhì)子，因而其水溶液有較強(qiáng)的酸性。此外，維生素C可脫氫而被氧化成氧化型維生素C，此反應(yīng)是可逆的。 輔酶羥化酶。 缺乏癥：壞血病,九、VitC（抗壞血酸）,還原型維生素C和氧化型維生素C的互變,維生素C的功能,參與體內(nèi)的羥基化反應(yīng) 膠原的合成 膽酸的形成 酪氨酸的降解 有機(jī)