第四章 維生素與輔酶

1、Chapter 6 輔酶和維生素,維生素不能供給機體熱能，也不能作為構(gòu)成機體組織的物質(zhì)，其主要功能是通過作為輔酶的成分調(diào)節(jié)機體代謝。長期缺乏任何一種維生素都會導(dǎo)致相應(yīng)的疾?。ňS生素缺乏癥）。,維生素是機體維持正常生命活動所必不可少的一類有機物質(zhì)，需要量極微，主要由外界供給。,維生素分類,水溶性維生素,：VitA、D、E、K等,脂溶性維生素,：VitB族（B1、B2、泛酸、 維生素PP、B6、生物素、 葉酸，B12）

2、和VitC等,維生素,,重點,尼克酸，又稱為煙酸、維生素PP，過去稱抗賴皮病維生素或維生素B5，是B族維生素中人體需要量最多者。包括尼克酸（煙酸）和尼克酰胺。尼克酰胺為維生素B5的化學(xué)名。,尼克酸（nicotinic acid）,尼克酰胺（nicotinamide）,1. 尼克酸（維生素PP、VitB5）,,,VitB5的輔酶形式——輔酶Ⅰ、輔酶Ⅱ,輔酶Ⅰ：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucl

3、eotide，NAD+）輔酶Ⅱ：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADP+）,2NAD+ + 2H → 2NADH2NADP+ + 2H → 2NADPH,生化作用是傳遞氫負(fù)離子。活性部位在煙酰胺環(huán)N原子（雙電子原子）,1. 以NAD+或NADP+形式作為脫氫酶的輔酶，起遞氫體的作用。,NAD+受氫負(fù)離子攻擊，吡啶環(huán)的氮正離子

4、要加氫還原，而在氮上已經(jīng)沒有反應(yīng)的位置,它必須經(jīng)過雙鍵遷移,在碳上留出一個位置給氫。經(jīng)過一次雙鍵遷移，得到氮鄰位碳的正離子，由于沒有對位的穩(wěn)定，所以負(fù)氫離子進(jìn)攻的是對位碳，得到了NADH。,長期缺乏維生素PP所引起的疾病為對稱性皮炎，又叫賴皮病（糙皮病，Pellagra）。狗則生黑舌病。 賴皮病患者的中樞及交感神經(jīng)系統(tǒng)、皮膚、胃、腸等皆受不良影響。主要癥狀為對稱性皮炎，消化道炎和神經(jīng)損害，兩手及其裸露部位呈現(xiàn)對稱性皮

5、炎；頭痛、頭昏、精神亢奮、易刺激、抑郁、妄想等。 Trp可轉(zhuǎn)變?yōu)槟峥缩０罚杂衩诪橹魇骋谆既狈ΠY（玉米中Trp貧乏）。,缺乏癥：,賴皮病,維生素B2又稱核黃素（riboflavin），是一種核糖醇與6,7-二甲基異咯嗪的縮合物，在自然界多與蛋白質(zhì)結(jié)合成黃素蛋白。,2 核黃素（維生素B2）,,,生化作用傳遞2個氫原子活性部位在于異咯嗪環(huán)上N1、N5的兩個活潑雙鍵,核黃素的氧化形式FAD和FMN在445～450nm波長

6、范圍內(nèi)都有吸收，顯黃色，但FADH2和FMNH2卻是無色的，因為當(dāng)它們被還原后，異咯嗪的共軛雙鍵系統(tǒng)消失。,維生素B2缺乏癥,女性尤其容易缺乏,α,3.泛酸（維生素B3）和輔酶A,,,β-丙氨酸,,巰基乙胺,,輔酶A（CoASH）,α,γ-二羥-β,β-二甲基丁酸,輔酶A常作為?；妮d體參與代謝中的反應(yīng)。酰基與輔酶A之間形成的硫酯鍵是一種高能鍵，可以說酰基CoA中的?；潜患せ盍说孽；?。,?；D(zhuǎn)移酶的輔酶生化作用是轉(zhuǎn)運?；钚圆课粸?/p>

7、巰基,4. 硫胺素（維生素B1）,硫胺素又稱維生素B1、抗腳氣病維生素、抗神經(jīng)炎素；最早被發(fā)現(xiàn)；酵母中含量最多，瘦肉、核果和蛋類的 含量較多，五谷類多集中在胚芽及皮層中， 宜多吃粗糧。,維生素B1由一含S的噻唑環(huán)和一含NH2的嘧啶環(huán)組成，又稱硫胺（素）（Thiamine）。,噻唑環(huán)C-2失去H＋形成負(fù)碳離子，是很好的親核基團(tuán),1. 以輔酶方式參加糖的分解代謝。TPP是脫羧酶、脫氫酶的輔酶。功能部位在噻唑環(huán)的C2上

8、。,2. 促進(jìn)年幼動物的發(fā)育；促進(jìn)腸胃蠕動，增加消化液的分泌，因而能促進(jìn)食欲。,3. 保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)。促進(jìn)糖代謝，為神經(jīng)活動提供能量，又能抑制膽堿酯酶的活性。,主要功能,2,缺乏癥：,1. 腳氣病,中樞神經(jīng)和腸胃患糖代謝失常消化不良手腳發(fā)麻多發(fā)性神經(jīng)炎,維生素B6 (吡多素，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)。,5. 維生素B6,吡哆醇(pyridoxol),吡哆醛(pyridoxal),吡哆胺(pyridoxamine),,磷酸吡

9、哆醛，PLP,吡哆醇,,吡哆醇氧化酶,吡哆醛,吡哆胺,吡哆胺轉(zhuǎn)氨酶,,磷酸吡哆醇 氧化酶,磷酸吡哆醛,磷酸吡哆胺轉(zhuǎn)氨酶,磷酸吡哆胺,激酶,VB6是轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，轉(zhuǎn)氨酶通過磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互轉(zhuǎn)換，起轉(zhuǎn)移氨基的作用。,導(dǎo)致皮膚 中樞神經(jīng)系統(tǒng) 造血機構(gòu)的損害。,VitB6缺乏癥,6.6 生物素（維生素B7）,也稱維生素H，維生素B7，主要由腸道細(xì)菌合成。為含硫維生素，其結(jié)構(gòu)可視為由尿素與硫戊烷環(huán)結(jié)

10、合而成，并有一個C5酸枝鏈。耐熱和耐酸、堿，微溶于水，細(xì)長針狀的晶體，熔點232℃。,,尿素部分,,硫戊烷環(huán)部分,(CH2)4COOH,,C5酸根部分,生物素（bioton）,尿素環(huán)上的一個N可與CO2結(jié)合,,生物素（維生素B7、維生素H ）為含硫維生素，其結(jié)構(gòu)可視為由尿素與硫戊烷環(huán)結(jié)合而成，并有一個C5酸枝鏈。,,尿素部分,,(CH2)4COOH,,C5酸根部分,生物素（bioton）,尿素環(huán)上的一個N可與CO2結(jié)合,硫戊烷環(huán)

11、部分,6.6 生物素（維生素B7）,生物素功能,生物素是催化羧基轉(zhuǎn)移反應(yīng)和依賴ATP的羧化 反應(yīng)的酶的輔助因子，在CO2固定反應(yīng)中起重 要作用。 生物素通過酰胺鍵與酶的活性 部位中一個Lys殘基的ε-氨基 共價連接， 生物素酰-賴氨酸部分稱生物胞素。,ε,人體一般不會發(fā)生生物素缺乏。大白鼠嚴(yán)重缺乏時，后腳癱瘓，廣泛的皮膚病、脫毛和神經(jīng)過敏。人類缺少生物素可能導(dǎo)致皮炎、肌肉疼痛、感覺過敏

12、、怠倦、厭食、輕度貧血等。經(jīng)常食用生蛋清會導(dǎo)致生物素缺乏（抗生物素蛋白）。,生物素缺乏癥,7. 四氫葉酸（維生素B11）,葉酸（folic acid）即維生素B11，也稱蝶酰谷氨酸，由蝶呤啶、對氨基苯甲酸與L-谷氨酸連接而成。葉酸為鮮黃色物質(zhì)，微溶于水，在水溶液中易被光破壞。在植物綠葉中含量豐富故名。在動物組織中以肝臟含葉酸最豐富。,四氫葉酸（FH4或THFA）,葉酸在體內(nèi)須轉(zhuǎn)變成THFA才有生理活性。小腸粘膜、肝及骨髓等組織

13、含有葉酸還原酶，在NADPH和維生素C的參與下，在葉酸的5、6、7、8位置，可被還原成THFA 。THFA的N5 和N10位可與多種一碳單位結(jié)合作為它們的載體。若葉酸缺乏，則紅細(xì)胞的發(fā)育受到影響，造成巨紅細(xì)胞性貧血癥。,7. 維生素B12,是含鈷的化合物，又稱鈷胺素(cyanocobalamine)。其發(fā)現(xiàn)是多年研究惡性貧血癥（即巨初紅細(xì)胞癥）的結(jié)果。最初發(fā)現(xiàn)服用全肝可控制惡性貧血癥狀，在1948年從肝臟中分離出一種具有控制惡

14、性貧血效果的紅色晶體物質(zhì)，定名為維生素B12。,C63H88O14N14RCo,維生素B12是含三價鈷的 多環(huán)系化合物，其經(jīng)驗式 為C63H88O14N14RCo。 其結(jié)構(gòu)式經(jīng)多次修正， 至1963年確定。1973年 完成人工合成。,VitB12的輔酶形式——腺苷鈷胺素和甲鈷胺素,VitB12的輔酶形式是兩種不穩(wěn)定的化合物：腺苷鈷胺素和甲鈷胺素。主要功能是作為變位酶的輔酶，催化底物分子內(nèi)基團(tuán)(主

15、要為甲基)的變位反應(yīng)。,1. 兒童及幼齡動物發(fā)育不良。2. 消化道上皮組織細(xì)胞失常。3. 造血器官功能失常，不能正常產(chǎn)生紅血細(xì)胞，導(dǎo)致惡性貧血。4. 髓磷脂的生物合成減少，引起神經(jīng)系統(tǒng)的損害，表現(xiàn)癥狀為手足麻木、刺痛、體位不易維持平衡、肌肉動作不協(xié)調(diào)、憂郁易怒、思想遲緩和健忘等。,維生素B12的缺乏癥,9. 硫辛酸,硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸（氧化型）和二氫硫辛酸（還原型）。

16、酰基轉(zhuǎn)移功能。,硫辛酸,10. 維生素C,維生素C能防治壞血病，又稱抗壞血酸(ascorbic acid)。豚鼠和靈長類（包括人）不能合成。壞血病癥狀：皮膚損傷，牙齦出血等。,,-2H,+2H,[還原型],[氧化型],1. 維持酶分子的-SH，保持體內(nèi) 各種含巰基酶的活性2. 清除自由基，阻斷致癌物N-亞硝基化合物合成3. 促進(jìn)各種支持組織及細(xì)胞間粘合物的形成4. 脯氨酸羥化酶的輔酶5. 維持谷

17、胱甘肽還原狀態(tài)，使之結(jié)合重金屬，解毒,維生素C功能,維生素C與谷胱甘肽氧化還原反應(yīng)的關(guān)系,,維生素C缺乏癥,皮膚粗糙壞血病 毛細(xì)血管易出血創(chuàng)傷不易愈合齒、骨發(fā)育不全或退化,6.11 維生素A,維生素 A又稱抗干眼病維生素。天然的維生素 A有兩種形式: A1及 A2   Al又稱視黃醇（retinol）

18、 A2又稱3-脫氫視黃醇,視黃醇,,3-脫氫視黃醇,A1主要存在于海水魚的肝臟A2主要存在于淡水魚的肝臟 在高等植物和動物中普遍存在的 β-胡蘿卜素可轉(zhuǎn)變?yōu)?維生素A,,β-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,VitA缺乏癥,上皮組織結(jié)構(gòu)改變， 呈角質(zhì)化。皮膚干燥，成磷狀。呼吸道表皮組織改變， 易受病菌侵襲。腸

19、胃黏膜表皮受損而引起腹瀉。,12. 維生素D,具有抗佝僂病作用，又稱抗佝僂病維生素。已確知有4種，即維生素D2、D3、D4、D5， 均為類固醇衍生物，其中D2和D3較為重要。維生素D為無色晶體，不溶于水而溶于油脂及脂溶劑。相當(dāng)穩(wěn)定，不易被酸、堿或氧化破壞。,只在動物體內(nèi)含有VitD，魚肝油中 含量最豐富。天然的VitD有兩種， 麥角鈣化醇(D2)和膽鈣化醇(D3)。植物油或酵母中含麥角固醇，經(jīng)UV激活

20、轉(zhuǎn)化為VitD2。動物皮下的7-脫氫膽固醇，經(jīng)UV照射轉(zhuǎn)化為VitD3， 故麥角固醇和7-脫氫膽固醇常 被稱作VitD原。目前尚不能用人工方法合成，只能 用紫外光照射VitD元的方法來制造。,VitD缺乏癥,維生素D攝食不足，不能維持鈣平衡，兒童骨骼發(fā)育不良，產(chǎn)生佝僂病?；颊吖琴|(zhì)軟弱，膝關(guān)節(jié)發(fā)育不全，兩腿形成內(nèi)曲或外曲畸形。成人則產(chǎn)生骨骼脫鈣作用；孕婦和授乳婦人的脫鈣作用嚴(yán)重時導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥，患者骨骼

21、易折，牙齒易脫落。,13. 維生素E,維生素E又稱生育酚或抗不育維生素。已知有8種，其中4種（α、β、γ、δ-生育酚）較為重要，α-生育酚的效價最高。動物組織的維生素E都是從食物中取得的。,VitE缺乏癥,生殖系統(tǒng)的上皮細(xì)胞毀壞， 雄性睪丸退化，不產(chǎn)生精子， 雌性流產(chǎn)或胎兒被溶化吸收。肌肉（包括心?。┪s， 形態(tài)改變，代謝反常。血膽固醇水平增高，紅細(xì)胞破壞，發(fā)生貧血。維生素E攝食過量無毒性。,14.

22、 維生素K,維生素K是一類能促進(jìn)血液凝固的萘醌衍生物。1929年，H. Dam發(fā)現(xiàn)。有K1、K2、K3三種，K1、K2為天然產(chǎn)物，K3為人工合成品。,VitK缺乏癥,動物缺乏維生素K，血凝時間延長。成人一般不易缺乏維生素K。有維生素K缺乏病狀的人，必伴有其他生理功能不正常的情況，如膽管阻塞，或因腸道疾病 妨礙維生素K的吸收。,6.名詞解釋,維生素水溶性維生素脂溶性維生素輔酶/輔基NAD+/NADP+FMN/FA