第三章维生素和辅酶.

第三章维生素和辅酶一维生素B1与羧化辅酶二维生素B2与黄素辅酶三泛酸和辅酶A四维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ五维生素B6和磷酸吡哆醛六生物素七叶酸和叶酸辅酶八维生素B12和B12辅酶九维生素C十维生素A十一维生素D十二维生素E十三维生素K维生素、辅酶形式和相应的代谢活动一览表一、维生素的概念（Vitamin）1、维生素：参与生物生长发育和代谢所必需的一类微量有机物质。体内不能合成或合成量不足，以mg或ug计算，必需从食物中补充，不作为能源物质，不参与生物体组成，代谢中作为辅酶或辅基，在物质代谢中起重要作用。2、维生素缺乏症：缺乏维生素引起的疾病。二、维生素的发现唐代医学家，孙思邈，肝脏－防治夜盲症－VA；谷皮－治疗脚气－VB大鼠－纯化饲料不能存活－缺乏维生素。大肠杆菌－合成VK，核杆菌－合成VB,一般来说植物可以合成维生素，高等动物一般不能合成，但也有例外，人可以合成VD，鼠能合成VC最早分离出的维生素（维生素B1）是一种胺类（amine），将维生素取名为Vitamine（生命胺，最初中译为维他命），但并非所有的维生素都含氨基，改为Vitamin（V）6、7世纪前，我国已有脚气病和“雀目症”的记载。生物对维生素的需要情况取决于：1.在代谢过程中是否需要；2.自身能否合成。肝、胆疾病可阻碍维生素的吸收。长期口服抗生素可抑制肠道菌生长，引起Vk、生物素、叶酸、泛酸等的缺乏。妊娠、哺乳、强体力劳动、高温操作，维生素B1和B2的需要量相应增加。长期大量使用维生素A和维生素D会引起中毒；维生素B1用量过多会引起周围神经痛觉缺失；长期大量使用维生素B12会引起红细胞过多；口服维生素C过多可破坏膳食中维生素B12而引起贫血。维生素水溶性维生素脂溶性维生素：维生素B族（B1、B2、泛酸、维生素PP、B6、生物素、叶酸，B12）和维生素C等。：维生素A、D、E、K等三、维生素的分类和辅酶的关系四、脂溶性维生素脂溶性维生素：不溶于水，而溶于脂肪和脂溶剂，苯、乙醚、氯仿。肠道在吸收时与脂质吸收相关，脂质吸收不良，脂溶性维生素吸收也少，甚至缺乏，吸收后脂溶性维生素存在体内，可在肝脏存储。（一）维生素A1、结构：维生素A又名视黄醇，只存在于动物性食物中，包括A1和A2两种。A1即一般所说的视黄醇；A2即3-脱氢视黄醇，在高等植物和动物中普遍存在的β-胡萝卜素可转变为2分子视黄醇，但是在体内的利用率低，仅相当于1／6VA的活性。CH2OH3-脱氢视黄醇A2CH2OHCHO视黄醇A13、功能1）构成视觉细胞内的感光物质的成分。视网膜上有圆锥细胞和杆细胞，圆锥细胞对强光及颜色敏感，杆细胞内含有视紫红质，该物质在强光中分解，在弱光中合成，所以对弱光敏感，对颜色不敏感，当VA缺乏时，视紫红质合成受阻，使视网膜不能很好的感受弱光，在暗处不能辨别物体，暗适应能力下降，严重时出现夜盲症。2）维生素A除了促进年幼动物生长外，其主要功能为维持上皮组织的健康及正常视觉，还有助于动物生殖和泌乳。2、来源：肝脏、乳制品、蛋黄、禽类、鱼类Schematicdrawingofarodcell视网膜杆状细胞圆锥细胞Thechemicalchangesinphotoreception4、缺乏症：1.上皮组织结构改变，呈角质化。皮肤干燥，成磷状。呼吸道表皮组织改变，易受病菌侵袭。有的患者因肠胃黏膜表皮受损而引起腹泻。在儿童还偶有因缺乏A引起眼角膜和结膜变质，牙釉和骨质发育不全。大人、小孩长期缺乏维生素A都会导致泪腺分泌障碍产生干眼病（眼结膜炎）。动物缺乏维生素A，生殖和泌乳也不正常，易发生流产和缺奶。2.视紫红质不足，对暗光适应能力减弱，发生夜盲症。3.引起代谢失调，如某些器官的DNA含量减少，粘多糖（硫酸软骨素）的生物合成也受阻碍。4.维生素A缺乏引起干眼病和夜盲症（二）维生素D1、结构：维生素D为无色晶体，不溶于水而溶于油脂及脂溶剂，相当稳定，不易被酸、碱或氧化破坏。维生素D具有抗佝偻病作用，又称抗佝偻病维生素。已确知有4种，即维生素D2、D3、D4、D5，均为类固醇衍生物，其中D2和D3较为重要。2、来源：鱼肝油中含量最丰富。动、植物组织中含有能转化为维生素D的固醇类物质，经紫外光照射可转变为维生素D。目前尚不能用人工方法合成，只能用紫外光照射维生素D原的方法来制造。肝脏、奶、蛋黄、鱼肝油。3、功能：调节钙、磷代谢，维持血液正常的钙、磷浓度，从而促进钙化，使牙齿、骨骼发育正常。7－脱氢胆固醇－紫外线－前VD3－－VD3－－VD3活性形式。4、缺乏症：维生素D摄食不足，不能维持钙的平衡，儿童骨骼发育不良，产生佝偻病。患者骨质软弱，膝关节发育不全，两腿形成内曲或外曲畸形。成人则产生骨骼脱钙作用，得软骨病；孕妇和授乳妇人的脱钙作用严重时导致骨质疏松症，患者骨骼易折，牙齿易脱落。过量：机体只能从胆汁排出过多的维生素D，维生素D如摄食过量则会中毒。早期症状为：乏力、疲倦、恶心、头痛、腹泻等。较严重时引起软组织（包括血管、心肌、肺、肾、皮肤等）的钙化，导致重大病患。（三）维生素E－生育酚1、结构：维生素E又称生育酚或抗不育维生素，已知有8种，其中4种（α、β、γ、δ-生育酚）较为重要，α-生育酚的效价最高。动物组织的维生素E都是从食物中取得的。维生素E为淡黄色无嗅无味油状物，不溶于水而溶于油脂。不易被酸、碱和热破坏，无氧条件下热至200℃也稳定。极易被氧化。易被紫外光破坏。在259nm有吸收峰。2、来源：植物油、豆类、蔬菜3、功能：抗动物不育症，抗衰老作用（由于维生素E的强抗氧化性质，能保护不饱和脂酸使其不被氧化成脂褐色素（lipofuscin）及自由基，从而维护细胞的完整和功能，故有一定的抗衰老作用。）4、缺乏症：1）生殖系统的上皮细胞毁坏，雄性睾丸退化，不产生精子，雌性流产或胎儿被溶化吸收。2）肌肉（包括心肌）萎缩，形态改变，代谢反常。3）血胆固醇水平增高，红细胞破坏，发生贫血。（四）维生素K－凝血维生素1、结构：维生素K是一类能促进血液凝固的萘醌衍生物。1929年，H.Dam发现。有K1、K2、K3三种，K1、K2为天然产物，K3为人工合成品，临床上常用。维生素K1为黄色油状物。维生素K2为黄色晶体。溶于油脂及有机溶剂，如乙醚、丙酮等，耐热，但易被光破坏。2、来源：蛋黄、红花油、大豆油、鱼肝油、海藻类、绿叶蔬菜、肝脏、肠道细菌可合成。3、功能：维生素K的主要作用是促进血液凝固，因维生素K是促进肝脏合成凝血酶原的重要因素。4、缺乏症：动物缺乏维生素K，血凝时间延长。成人一般不易缺乏维生素K。有维生素K缺乏病状的人，必伴有其他生理功能不正常的情况，如胆管阻塞，或因肠道疾病妨碍维生素K的吸收。新生婴儿肠内无菌，不能合成维生素K，身体本身又无贮存，故易因维生素K的缺乏而出血，应当在出生前增加母体的维生素K含量。大剂量维生素K可引起动物贫血、脾肿大和肝肾伤害。对皮肤和呼吸道有强烈刺激，有时还引起溶血。五、水溶性维生素：包括B族、VC、硫辛酸（一）维生素B1－抗神经炎维生素1、结构：维生素B1由一含S的噻唑环和一含NH2的嘧啶环组成，又称硫胺（素）（Thiamine）。维生素B1盐酸盐为无色结晶，溶于水，在酸性溶液中稳定，在中性和碱性溶液中易被氧化。在普通烹调条件下损失并不大。有特殊香气，微苦。维生素B1在活体组织中可经硫胺素激酶催化与ATP作用转化成硫胺素焦磷酸（thiaminepyrophosphate，TPP），作为脱羧酶的辅酶。2、来源：米糠、麦麸、黄豆、瘦肉，酵母中含维生素B1最多.3、主要功能：1）以辅酶方式参加糖的分解代谢。TPP是脱羧酶、脱氢酶的辅酶。功能部位在噻唑环的C2上。2）促进年幼动物的发育。维生素B1促进肠胃蠕动，增加消化液的分泌，因而能促进食欲。3）保护神经系统。促进糖代谢，为神经活动提供能量，又能抑制胆碱酯酶的活性。4、缺乏和过多的影响(1)脚气病维生素B1和糖代谢密切相关，多食糖类食物，VB1的需求量也增加，当VB1缺乏时，糖代谢受阻，丙酮酸积累，病人的血、尿、脑组织中丙酮酸增加，引起的多发性神经炎。(2)引起中枢神经和胃肠道疾病VB1抑制胆碱酯酶的活性，当VB1缺乏时，该酶活性增加，乙酰胆碱水解加速，使得神经传导受到影响，胃肠道蠕动缓慢，消化液分泌减少，食欲不振，消化不良等。（二）维生素B2和黄素辅酶1、结构：维生素B2又称核黄素（riboflavin），是一种含核糖醇基的黄色物质，在自然界多与蛋白质结合存在，这种结合体称黄素蛋白。维生素B2由异咯嗪与核糖醇所组成性质：维生素B2为桔黄色的针状晶体，味苦，微溶于水，极易溶于碱性溶液，水溶液呈黄绿色荧光，在波长565nm，pH4～8之间荧光最大，可作定量依据。对光和碱都不稳定，对酸相当稳定。在碱液中经光作用产生光咯嗪（lumichrome）。自然界中，维生素B2在机体内与ATP作用转化为核黄素磷酸，即黄素单核苷酸（简称FMN）。后者再经ATP作用进一步磷酸化即产生黄素腺嘌呤二核苷酸（简称FAD）。2、来源维生素B2的分布较广。酵母、肝脏、乳类、瘦肉、蛋黄、花生、糙米、全粒小麦、黄豆等含量较多；蔬菜及水果也略含有。人体不能合成维生素B2，所有植物和某些微生物能合成。VB2体内以FAD和FMN辅基形式存在，转移氢原子（电子）3、功能及作用机制主要功能是作为辅酶促进代谢。核黄素（即维生素B2）经ATP磷酸化产生的FMN与FAD是许多脱氢酶的辅酶，是很重要的递氢体。可促进生物氧化作用，对糖、脂和氨基酸的代谢都很重要。4、缺乏及过量摄取的影响维生素B2的每人每天最低需要量：儿童为0.6mg，成人为1.6mg，即可不致发生缺乏病。膳食中长期缺乏维生素B2会导致细胞代谢失调。首先受影响的为眼、皮肤、舌、口角和神经组织。缺乏症状有眼角膜和口角血管增生，白内障、口角炎、眼角膜炎等症，还可导致舌炎和阴囊炎。过量的维生素B2可从粪便和尿中排出，无毒。（三）泛酸（维生素B3）和辅酶A1、泛酸是β-丙氨酸与α，γ-二羟-β-二甲基丁酸结合而成的化合物。分子中有一肽键。在机体内泛酸与ATP和半胱氨酸经一系列反应可合成辅酶A（CoA），是泛酸的主要活性形式，传递酰基的作用。2、来源：肝脏、蛋、花生、豆类、蜂王浆；动物性食物，肝脏，酵母，蛋黄，豆类中量丰富，蔬菜水果中则量偏少。3、功能：泛酸的生物功能是以CoA形式参加代谢，是酰基的载体，是体内酰化酶的辅酶，对糖、脂、蛋白质代谢过程中的乙酰基转移有重要作用。4、缺乏症：很少有证实人体会缺乏泛酸，因为它广泛存在一般食物中，但是还是有一些例子显示：缺乏导致--头痛、呕吐、肌肉酸痛,肾上腺机能不足和减退，头发泛白，皮肤布满皱纹，容易疲劳晕倒等。成人每天需要量为5～10mg，一般膳食的泛酸含量丰富。大白鼠缺乏泛酸，毛发变灰白，并自行脱落，毛与皮的色素形成可能与泛酸有关。（四）维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ1、结构：维生素PP过去称抗赖皮病维生素或维生素B5，包括尼克酸（烟酸）和尼克酰胺。尼克酰胺的副作用较小（如引起面部、颈部发赤发痒和烧灼感），医疗及营养上多用尼克酰胺。尼克酰胺为维生素B5的化学名。NCOOH尼克酸（nicotinicacid）NCONH2尼克酰胺（nicotinamide）VPP在体内以辅酶形式存在，NAD+与NADP+皆是脱氢酶的辅酶。2、来源：含维生素PP最多的食物是肝脏和酵母，其次是动物的内脏、瘦肉、鱼和蛋类以及植物中的糙米、水果、花生、黄豆和蔬菜。3、功能：1）以NAD+或NADP+形式作为脱氢酶的辅酶而起到递氢体的作用。NCONH2R+2HNCONH2RHH14-2HNAD(P)++2H-2HNAD(P)H+H+＋＋2）维持神经组织的健康。尼克酰胺对中枢及交感神经系统有维护作用，缺乏，则常产生神经损害和精神紊乱。3）促进微生物生长。4）尼克酸可使血管扩张，使皮肤发赤发痒，尼克酰胺无此作用。大剂量尼克酸有降低血浆胆固醇和脂肪的作用。4、缺乏症：膳食中长期缺乏维生素PP所引起的疾病为对称性皮炎，又叫赖皮病(pellagra)。主要症状为对称性皮炎，消化道炎和神经损害与精神紊乱