第五章维生素(1)

第五章维生素一、维生素及其与辅酶的关系维生素（vitamin）——维持机体正常生命活动不可缺少的一类小分子有机化合物，人和动物不能合成它们，必须从食物中摄取。维生素可分为脂溶性（A，D，K，E）和水溶性两大类。当人体缺乏某种维生素时，则相应代谢受阻，出现维生素缺乏症。多数水溶性维生素作为辅酶的主要成分，或本身就是辅酶参与体内代谢过程。维生素按其结构和性质可分为水溶性和脂溶性两大类。1、水溶性维生素：维生素B1、维生素B2、维生素PP、维生素B6、酸、生物素、叶酸、维生素B12和维生素C等。2、脂溶性维生素有维生素A、维生素D、维生素E、维生素K等。第二节水溶性维生素一、维生素B1和羧化辅酶（一）来源、分子结构和性质维生素B1又称硫胺胺素，酵母、谷物中含量最多，此外瘦肉、白菜和芹菜中含量也较丰富。维生素B1分子中有嘧啶环和噻唑环，其结构如下：维生素B1在水中溶解度较大，在酸性溶液中较稳定，在碱性溶液中加热极易分解。NNNH2.HClCH2--CH3SNCH3ClCH2CH2OH+维生素B1（硫胺素）盐酸盐（人工合成）维生素B1在一切机体的活细胞中，经硫胺素激酶催化，与ATP作用，转化为焦磷酸硫胺素(TPP)+ATP+AMPMg2+硫胺素激酶焦磷酸硫胺素硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)的结构为：NNNH2.HClCH2--CH3SNCH3ClCH2CH2O-+O-POOH-OOHPOOHO焦磷酸硫胺素(TPP)（二）生理功能和缺乏病维生素B1的主要功能是以辅酶方式参加糖的分解代谢，因为维生素B1的衍生物TPP是脱羧酶,又称羧化辅酶。二、维生素B2和黄素辅酶(一）结构和性质维生素B2是一种含核糖基的黄色物质，故称为核黄素。分布较广，酵母、肝脏、瘦肉、乳类、蛋黄等物质中均有。人体不能合成。NNNHNOOCH2CH3CH3CCCCHOHOHHOHHOHHH维生素B2是由异咯嗪基和核糖醇基所组成的异咯嗪基核糖醇基维生素B2维生素B2在酸性溶液中稳定、耐热。在碱性溶液中极易受光照射而被破坏。（二）生理功能和缺乏病维生素B2的主要功能是磷酸化后生成的FMN和FAD为多种氧化还原酶的辅酶，参与生物氧化作用。NNNHNOO101234RCH3CH3NHNNHHNOO101234RCH3CH3+2H-2H通过分子中异咯嗪基上的1位和10位氮原子的加氢和脱氢，把氢从底物转移给受体。维生素B2对糖、脂类及蛋白质的代谢都很重要，为人、动物、微生物的生长所必须的物质。三、泛酸(维生素B3）和辅酶A（一）来源、分子结构泛酸又称遍多酸，也称维生素B3，广泛存在于动植物组织中。泛酸是由ß-丙氨酸与,二羟基-ß,ß二甲基丁酸通过肽键缩合而成的酸性物质。其结构如下：CH2CCH3CHCNCH2--CH2--COOHHCH3OHHOO,二羟基-ß,ß二甲基丁酸ß-丙氨酸（二）生理功能泛酸为辅酶A的组成部分，存在于动植物的一切组织细胞内。辅酶A是酰基转移酶的辅酶，在糖、脂、蛋白质的代谢过程中，起转移酰基的作用。四、维生素B6和磷酸吡哆醛（一）来源、分子结构和命名维生素B6又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺三种化合物，它们的结构如下：。NCH2OHCH2OHHOCH3NCHOCH2OHHOCH3NCH2NH2CH2OHHOCH3吡哆醇吡哆醛吡哆胺维生素B6易溶于水和酒精，对光和碱都敏感，高温下被迅速破坏。二、生理功能和缺乏病磷酸吡哆醛在氨基酸代谢过程中非常重要，它是氨基酸转氨酶，脱羧酶和消旋酶。在转氨酶的催化下，磷酸吡哆醛可以作氨基酸的载体，其结构如下：NCHOCH2-O-P-O-HOCH3NCH2NH2HOCH3OO-CH2-O-P-O-OO-转移过程如下：NCHOCH2-O-P-O-HOCH3OO-NCH2NH2HOCH3CH2-O-P-O-OO-CHRNH2COOHCRCOOHO++-H2O+H2ONCH2NH2HOCH3CH2-O-P-O-OO-CR'COOHO+NCHOCH2-O-P-O-HOCH3OO-CHR'NH2COOH++H2O-H2O六、生物素（一）来源、分子结构、性质1、来源生物素又称维生素B7，分布于动植物组织中。2、分子结构生物素的结构为带有戊酸侧链的噻吩与尿素所形成的稠环。其结构如下：SNHHNOCOOH3、性质生物素在常温下十分稳定，但在高温或遇氧化剂时，则极易失去生理活性。（二）生理功能生物素与酶蛋白结合，催化生物体内二氧化碳的固定及羧化反应，是多种羧化酶的辅酶。由于生物素广布于动植物组织中，人肠道内细菌又能合成，故一般不发生生物素缺乏病。七、维生素B12和维生素B12辅酶（一）来源、性质1、来源维生素B12是含钴的化合物，又称钴胺素，在自然界植物中不含维生素B12。只要微生物能合成维生素B12。动物肝脏含维生素B12最多，其次是乳类、肉、蛋、鱼等。2、性质维生素B12是含三价钴的多环系化合物，为深红色晶体，在强酸、强碱、日光、氧化剂作用下都能使其破坏。（二）生理功能和缺乏病维生素B12辅酶在体内是一些变位酶的辅酶。甲基钴氨素是参与体内碳基的代谢，作为甲基的载体，参加氨基酸、胸腺嘧啶、胆碱的生物合成，维生素B12对维持生物体的正常生长、上皮细胞的新生、红细胞的成熟等都有极重要的作用。当维生素B12的缺乏时，主要出现恶性贫血症状。八、维生素C（抗坏血酸）（一）来源、分子结构和性质1、来源维生素C又称抗坏血酸，广泛存在于新鲜水果和蔬菜中，尤以番茄、橘子、鲜枣、辣椒含量特别丰富。维生素C不能由人体本身合成，而必须从食物中摄取。2、结构维生素C（抗坏血酸）是烯醇式己糖内酯。有L-型和D-型两种异构体，只有L-型有生理活性。其分子结构如下：3、性质在生物体中形成自身氧化-还原体系：L-抗坏血酸-2H脱氢抗坏血酸+2HCCHOCHOHHOHCH2OHOO维生素C(二）生理功能和缺乏病维生素C为很强的还原剂，是脯氨酸羟基化酶的辅酶，有促进胶元蛋白合成及防止毛细血管出血。维生素C也有抗氧化作用，可以防止肾上腺素氧化和促进肾上腺皮质激素合成，能保护不饱和脂肪酸使其不被氧化成过氧化物等。第三节脂溶性维生素维生素A、D、E、K都是不溶于水，而溶于脂肪的维生素，故称为脂溶性维生素。它们的吸收与脂类吸收有关，吸收后的脂溶性维生素可以在体内储存。一、维生素A（一）来源、分子结构1、来源维生素A只存在于动物性食物中，鱼肝油中含量较多。蔬菜中含ß-胡萝卜素，ß-胡萝卜素可以在人体小肠内经酶催化转化为维生素A，故又称维生素A源。2、结构：维生素A为不饱和一元醇，有维生素A1，维生素A2它们的结构如下：CH2OH视黄醇（维生素A1）CH2OH3-脱氢视黄醇（维生素A2）ß-胡萝卜素的结构如下：(二）、生理功能和缺乏病1、生理功能维生素A与正常视觉有关，因为视黄醇可以在体内氧化为视黄醛。视黄醛可与视蛋白结合生成视紫红质，形成视循环：视紫红质弱光全反型视黄醛醇脱氢酶全反型维生素A（醇顺型维生素A（醇顺型视黄醛醇脱氢酶视黄醛异构酶视蛋白视网膜暗处NADH+H+NAD+NADH2NAD+2、缺乏病维生素A缺乏时，会影响生物体的正常生长发育，对暗光适应力弱，患夜盲症。二、维生素D（一）来源、分子结构1、来源维生素D又称为抗软骨病维生素。维生素D存在于动物体内，在鱼肝油中含量极丰富，蛋黄、牛奶等组织中也有。2、结构：维生素D为类固醇物质，它们有四种结构D2、D3D4、D5它们的结构很相似，仅在侧链不同。维生素D的通式：RCH3HOCH212345678911121013141516171819D2:R=-CH-CH=CH-CH-CH-CH3CH3CH3CH3R=-CH-CH2-CH2-CH2-CH-CH3CH3CH3R=-CH-CH2-CH2-CH-CH-CH3CH3CH3CH3R=-CH-CH2-CH2-CH-CH-CH3CH3CH3CH2CH3D3D4D5（二）生理功能和缺乏病1、生理功能维生素D的主要功能是调节钙、磷的代谢，维持血液钙、磷的正常浓度，促进骨骼正常发育。2、缺乏病缺乏维生素D易患软骨病。三、维生素E（一）来源、分子结构1、来源：维生素E又称生育酚，分布甚广。在动、植物油中含量最多，此外在蛋黄、莴笋叶内都有。2、结构：OHOHHHH（二）生理功能维生素E与动物的正常生殖密切相关，同时对维持骨骼肌、心肌、平滑肌和周围血管的正常功能也很重要，维生素E具有抗氧化作用，故能保护红细胞的细胞膜的不饱和脂肪酸不被氧化。四、维生素K（一）来源、结构1、来源维生素K又称为凝血维生素。许多动植物组织中都有，在白菜、木薯、猪肝中含量较多。2、结构维生素K有K1、K2、K3K1、K2为2-甲基奈醌衍生物K3为人工合成2-甲基-1，4-奈醌结构如下：OOCH3CH2CH=C(CH2)3CH(CH2)3CH(CH2)3CH-CH3CH3CH3CH3CH3维生素K1OOCH3CH2(CH=CCH2CH2)5-CH=CCH3CH3CH3维生素K2OOCH3维生素K3（二）生理功能和缺乏病维生素K主要是促进肝细胞对凝血酶原的合成，并能调节凝血因子的合成。缺乏维生素K时，血中的凝血酶原减少，在创伤时可引起流血不止。