生物化学 05第五章 维生素

第五章维生素维生素（vitamin）是各种生物维持正常生理功能所必需的一类低分子有机化合物。这类物质由于体内不能合成或者合成量不足，所以必需由食物供给。已知绝大多数维生素作为酶的辅酶或辅基的组成成分，在物质代谢中起重要作用。机体缺乏维生素时，会引起维生素缺乏症。一、概述二、脂溶性维生素三、水溶性维生素四、作为辅酶的金属离子一、概述（一）维生素的特点1.维生素的化学本质：低分子有机化合物。2.维生素的生理功能3.维生素的需要量4.维生素缺乏病及原因（二）维生素的命名与分类按英文字母，按生理功能，按化学结构脂溶性维生素和水溶性维生素重要的脂溶性维生素脂溶性维生素易溶于有机溶剂，不溶于水，在食物中常与脂类共存，它们的吸收与脂类吸收有关。脂溶性维生素在体内有一定量的储存，主要在肝脏中储存。1.维生素A：视黄醇（retinol）2.维生素D：麦角钙化(甾)醇（ergocalciferol，即维生素D2）胆钙化(甾)醇（cholecalciferol，即维生素D3）3.维生素E：生育酚（tecopherol）4.维生素K：凝血维生素主要脂溶性维生素的辅酶形式及主要功能维生素辅酶功能1.维生素A1１－顺视黄醛视循环2.维生素D１，２－二羟胆钙甾醇调节钙、磷代谢3.维生素E保护膜脂质，抗氧化剂4.维生素K参与氧化还原反应羧化反应的辅助因子●含有β-白芷酮环的不饱和一元醇类，包括A1和A2两种；●由于维生素A的结构中具有共轭体系，因而有紫外吸收性质：维生素A1在325nm处有一最大吸收峰维生素A2在345nm和352nm处各有一吸收峰。●维生素A易被氧化破坏，对热和光不稳定。●在视黄醇还原酶催化下，视黄醇可以转变为视黄醛，且反应时可逆的。全反视黄醛11-顺视黄醛维生素A(视黄醇)光敏感蛋白—视紫红质视蛋白骨架视蛋白（暗）视蛋白（光）维生素A的来源维生素A主要来自动物性食物，以肝、乳制品及蛋黄中含量最多。维生素A1：哺乳动物及淡水鱼的肝脏；维生素A2：淡水鱼的肝脏。维生素A原：无生理活性，它们在人和动物的小肠和肝脏中能转化为维生素A（β-胡萝卜素）。维生素A的生理功能1.构成视觉细胞内感光物质的成分图解2.维持上皮组织结构的完整和健全所必需的物质：视黄醇的磷酸酯3.促进正常生长发育：类固醇合成4.抗癌作用5.维生素A中毒维生素D（一）化学本质及性质维生素D是类固醇的衍生物，现在已知的维生素D主要有D2，D3，D4和D5结构（二）来源：由相应的维生素D原经紫外线照射转变来。维生素D原：麦角固醇，7-脱氢胆固醇，22-双氢麦角固醇，7-脱氢谷固醇。（三）生理功能维生素D3在机体内主要以1,25-(OH)2-D3的形式发挥作用。主要功能是促进钙和磷的吸收，促进骨盐更新，使骨骼正常发育。过量摄入可引起中毒，造成骨化过度，严重时可出现肾功能不全。维生素D2维生素D3维生素D是无色晶体。不易被酸、碱。氧化剂破坏。在265nm处有特征吸收峰。维生素DUV自发转变维生素D3肝肾1，25—维生素D3前维生素D37—脱氢胆固醇25—羟维生素D3（胆钙化醇）VD3的生成维生素D2（麦角钙化醇）麦角甾醇VD2的生成维生素E（一）化学本质及性质又称生育酚，其化学本质为6-羟基苯并二氢吡喃，共有8种，其中α-生育酚的活性最高。图例（二）来源维生素E多存在于植物中，其中以麦胚油含量最多，豆类和蔬菜中含量也丰富。（三）生理功能生殖功能与抗氧化作用。1-生育三烯酚维生素E（tecopherol）-生育酚生育酚生育酚自由基维生素K（一）化学本质及性质又称凝血维生素，其化学本质为2-甲基萘醌的衍生物，K1,K2是天然存在的维生素，K3,K4为人工合成产物。结构（二）来源维生素K1存在于猪肝、蛋黄、苜宿、白菜及其它绿色蔬菜中，维生素K2为人和动物肠道细菌合成。（三）生理功能参与凝血作用和生物氧化。11-顺视黄醛维生素K1维生素K2维生素K3维生素K4主要可溶性维生素和相应辅酶维生素辅酶功能1.B1(硫胺素)TPP醛基转移、α-酮酸脱羧2.B2(核黄素)FMN、FAD氧化还原反应、氢转移3.PP[尼克酸（酰胺）]NAD+、NADP+氧化还原反应、氢转移4.泛酸（遍多酸）CoASH酰基转移5.B6[吡哆醇（醛、酸）]磷酸吡哆醇（醛）转氨、脱羧、消旋6.叶酸FH4(THFA)传递一碳基团7.生物素羧化辅酶8.C（抗坏血酸）氧化还原作用9.硫辛酸酰基转移、氧化还原反应10.B12（氰钴氨素）分子重排、甲基化重要的水溶性维生素及相应辅酶1维生素B1：焦磷酸硫胺素（TPP）2维生素B2：黄素单核苷酸（FMN）黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）3维生素pp：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+）4维生素B6：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺5泛酸：辅酶A（CoA）6叶酸：四氢叶酸（FH4）7维生素B128生物素9维生素C微量元素及其生物化学功能元素生物化学功能的例子铁血红素酶的辅基碘甲状腺素结构中需要铜细胞色素氧化酶的辅基锰精氨酸酶和其它酶的辅因子锌脱氨酶类、DNA聚合酶的辅因子钴维生素B12的组分钼黄嘌呤氧化酶的辅因子硒谷胱甘肽过氧化物酶的辅因子钒硝酸还原酶的辅因子镍脲酶的辅因子铬血糖的适当利用锡骨的形成氟骨的形成硅结缔组织和骨的形成砷不清楚RAMPNAD+:R=HNADP+:R=PO2H2尼克酰胺核苷酸维生素pp和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸）NAD(P)+NAD(P)H+H+NAD(P)++2H2e+H+2e+H+nicotinamide生理作用作为脱氢酶的辅酶参与体内生物氧化的过程。扩张血管核黄素ribiflavin核黄素+ATPFMN+ADPFMN+ATPFAD+PPi维生素B2和黄素单核苷酸（FMN）.黄素腺嘌呤二核苷（FAD）+2H-2HFMNFADATP生理功能FMN和FAD是黄素酶的辅基，参与体内多种氧化还原反应。在生物氧化过程中有递氢的作用。泛酸(pantorthenicasaid)和辅酶A（coenzymeA）SHS-C-RO泛酸巯基乙胺ADP生理功能泛酸在体内参与辅酶A的合成。辅酶A是酰基转移酶的辅酶，对糖、脂肪和蛋白质等的代谢起非常重要的作用。泛酸与蛋白质结合，参与脂肪酸和一些重要物质的生物合成。维生素B1和焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素（thiaminpyrophosphate,TPP）生理功能作为脱氢酶系的辅酶抑制胆碱酯酶的活性维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺(pyridoxol)(pyridoxal)(pyridoxamine)(pyridoxalphosphate)(pyridoxaminephosphate)生理功能在体内主要以辅酶的形式参与氨基酸代谢。叶酸(folicacid)和四氢叶酸（FH4）叶酸四氢叶酸HH105对氨基苯甲酸谷氨酸蝶呤生理功能叶酸在体内的活性形式是四氢叶酸，四氢叶酸是一碳单位转移酶的辅酶，参与体内多种重要物质的合成。维生素C（抗坏血酸，ascorbicacid）抗坏血酸氧化酶还原型氧化型2H2H生物功能在体内参与氧化还原反应维生素C是羟化酶的辅酶，参与羟化反应抗癌作用维生素C中毒生物素(biotin)和羧化反应+酶蛋白酶蛋白ATP+CO2ADP-R—CH—CO—SCoA生物功能生物素是羧化酶的辅酶在代谢过程中起CO2载体的作用维生素B12钴胺素cyanocobalamine生理功能维生素B12参与体内一碳单位的代谢通过增加叶酸的利用率来影响蛋白质的生物合成，从而促进红细胞的发育和成熟。