王镜岩生化第三版考研课件 第11章_维生素与辅酶

第11章维生素和辅酶(Vitamin＆Cozymase)二学时◆一、维生素概论◆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、维生素概论（一）维生素的概念维生素是参与生物生长发育和代谢必需的一类微量有机物质。这类物质由于体内不能合成或合成量不足，所以需要量虽少，每日mg以ug或计算，但必须由食物提供。维生素缺乏症维生素的命名维生素是按照发现的次序来命名的。一般为维生素+A或B等，再加1.2.3等机体缺乏维生素时，物质代谢发生障碍，这种由于维生素缺乏引起的疾病称维生素缺乏症正常成年人对维生素的需求量VA0.8～1.6mgVB11～2mgVB21～2mg泛酸3～5mgVB62～3mgVPP10～20mg生物素0.2mg叶酸0.4mgVB122～6μgVD10～20μgVC60～100μg（二）维生素的发现唐代孙思邈用肝治夜盲症，用谷皮治脚气病。1897年荷兰医生C.Eijkman证明米糠可治脚气病。1906年英国的F.G.Hopkins发现大鼠喂纯化饲料（包括蛋白质、脂肪、糖类、和矿质）和水，就不能存活；添加微量牛奶就能正常生长。牛奶中存在的营养辅助因素也就是维生素。他们两人因发现维生素而获诺贝尔奖。维生素脂溶性维生素：A、D、E、K水溶性维生素：B1、B2、PP、B6、泛酸、生物素、叶酸、B12和维生素C（三）维生素的分类与辅酶的关系脂溶性维生素与水溶性维生素的比较维生素辅酶功能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、甲基化水溶性维生素的辅酶(辅基)形式及酶反应中的主要功能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缺乏症1.维生素A1１－顺视黄醛视循环夜盲症2.维生素D１，２－二羟胆钙甾醇调节钙、磷代谢软骨病佝偻病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二、脂溶性维生素◆（一）维生素A◆（二）维生素D◆（三）维生素E◆（四）维生素K均为异戊二烯衍生物。不溶于水，溶于脂肪及脂溶剂。在食物中与脂肪共存，伴随脂类的吸收而吸收。与脂蛋白或特殊的结合蛋白结合被运输可在体内储存，长期摄入过多会引起中毒。(一)、维生素A（视黄醇）1、维生素A分A1,A2两种，是不饱和一元醇类。维生素A1又称为视黄醇，A2称为脱氢视黄醇。CH2OHCH2OHA1A2CH2OHCHO视黄醇视黄醛2、β-胡萝卜素又称维生素A原植物中β-胡萝卜素进入动物体后，受肠壁中的酶（加氧酶、醇脱氢酶）的作用而转变成VitAβ-胡萝卜素向维生素A的转变以及维生素A在体内的功能3、主要生理功能：维生素A是构成视觉细胞内感光物质的成分视紫红质视蛋白11-顺视黄醛全反视黄醛暗处光(视网膜)异构酶11-顺视黄醇全反视黄醇(肝)异构酶视黄醛还原酶杆细胞的视循环•视紫红质不足，对暗光适应能力减弱，发生夜盲症。4、来源及缺乏症(夜盲症)维生素A存在于动物性食物,如肝脏,乳制品和蛋黄植物性食品如绿色蔬菜,胡萝卜和玉米等维生素A缺乏，引起夜盲症，还可使上皮组织干燥、增生、角化，泪腺上皮受影响后分泌减少，产生干眼病，维生素A还促进儿童生长发育。过多摄入会引起中毒二、维生素D（抗佝偻病维生素）1、维生素D是类固醇衍生物，主要有D2、D3、D4、D5。其中D2、D3活性最高，结构相似。D2麦角钙化醇D3胆钙化醇UV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。2、功能：3、来源和缺乏症维生素D主要含于肝奶和蛋黄中，以鱼肝油含量最为丰富。4、缺乏症：成人骨软化病儿童佝偻病三、维生素E1、又叫做生育酚，目前发现的有8种，其中，，，四种有生理活性。-生育酚效价最高。6-羟苯骈二氢吡喃衍生物OCH3CH3HOH3CCH2CH3CH2CH2CHCH3CH2H3α-Tocopherol123456782、生理功能1)维持动物的生殖功能（抗动物不育症）2)保护红细胞膜上不饱和脂肪酸免于氧化而被破坏,防止红细胞破裂而造成溶血3）保护巯基不被氧化。4）维E极易氧化而保护其他物质不被氧化,是动物和人体中最有效的氧化剂3、来源和缺乏症分布广泛，植物组织中存在较多，麦胚油、玉米油、花生油中含量多，豆类、蔬菜中含量丰富。动物缺乏维生素E时其生殖器官受损甚至不育，人类尚未发现因缺乏维生素E而导致不育。临床上用于习惯性流产和先兆流产的防治。4、缺乏症:贫血或血小板增多症四、维生素K（凝血维生素）维生素K族有K1、K2、K3、K4。K1、K2是天然存在的。K3、K4是人工合成的。1．结构OOCH3R2-甲基-1,4萘醌的衍生物1234维生素K作为辅酶参与的酶促反应2．功能促进血液凝固，所以维生素K也称凝血维生素。3.来源和缺乏症肝、鱼、肉、蔬菜等都富含VitK。另一方面,人和哺乳动物肠道中的大肠杆菌可以合成成人一般不缺乏,缺乏维生素K时，凝血时间延长，严重时发生皮下、肌肉和胃肠道出血。三、水溶性维生素◆（一）维生素B1和硫胺素焦磷酸◆（二）维生素B2和黄素辅酶◆（三）维生素PP和烟酰胺辅酶◆（四）泛酸和辅酶A◆（五）维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺◆（六）维生素B12及其辅酶◆（七）生物素◆（八）叶酸和四氢叶酸◆（九）硫辛酸◆（十）维生素C溶于水，均可由尿排出体外。体内很少储存，不会发生中毒。必须经常从食物中摄取。1、别名：硫胺素、抗脚气病维生素,抗神经炎维生素2、来源：酵母中含量最多，谷类种子的外皮与胚芽（麸皮、米糠）；瘦猪肉、动物心脏、肝脏的含量较为丰富。(一)、维生素B1和硫胺素焦磷酸（最早发现的维生素）3、硫胺素(VitB1)结构式嘧啶环噻唑环Cl-N+SCH3CH2CH2OHNNNH2H3CCH24、辅酶形式：焦磷酸硫胺素(TPP)C25、功能①B1的辅酶形式TPP，是丙酮酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶的辅酶，参与α-酮酸的氧化脱羧。另外还是转酮酶的辅酶，参与糖代谢丙酮酸脱羧酶的辅酶乙酰乳酸合成酶的辅酶乙酰乳酸6、缺乏症：脚气病、神经炎症（1）由于维生素B1与糖代谢关系密切，所以当B1缺乏时，糖代谢的中间产物-酮酸氧化受阻而积累，使机体特别是神经组织的能量来源发生障碍，出现烦躁易怒、肢端麻木、肌肉萎缩、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿等症状，临床上称为脚气病。+(CH3)3N+CH2CH2OCOCH3(CH3)3N+CH2CH2OH+CH3COOHH2O胆碱乙酰化酶乙酰胆碱酯酶胆碱乙酰胆碱（2）肠胃蠕动缓慢、消化液分泌减少、食欲缺乏和消化不良1、别名:尼克（烟）酸和尼克（烟）酰胺2、来源：动物肝脏、瘦肉、豆类及花生中含量丰富，在体内可由Trp转变成维生素PP(二)、VitPP和烟酰胺辅酶维生素B3（也称维生素pp、抗癞皮病维生素)3、结构维生素B3是吡啶的衍生物NCOOH1234吡啶-3-羧酸nicotinicacid尼克酸NCNH2O1234吡啶-3-酰胺Nicotinamide尼克酰胺4、辅酶形式:NAD+和NADP+•NAD+:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,辅酶I•NADP+:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,辅酶ⅡR＝H：NAD+；R＝H2PO3：NADP+N+CONH2HOHOHOHHCH2HOPOPOHOOHOOCH2HOOHORHHNNNNNH2H5、功能：作为脱氢酶的辅酶，参与氧化还原反应，在催化底物时通过氧化态与还原态的互变而传递氢•NAD++2H=NADH+H+•NADP++2H=NADPH+H+烟酰胺辅酶参与催化的6类反应6、VitPP缺乏症•能维持神经组织的健康。缺乏时表现出神经营养障碍，出现皮炎（癞皮病）。(三)．维生素B2（核黄素riboflavin）和黄素辅酶1、结构核黄素H2C—C—C—C—CHOHOHOHOHHHHH1′2′3′4′5′NNNCCONHOCH3CH3123487910核糖醇基异咯嗪基52、功能维生素B2是FMN和FAD的组成成分，FMN和FAD是脱氢酶的辅酶。FMN:黄素单核苷酸FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸FMN,FAD广泛参与体内各种氧化还原反应,因此它能促进糖,脂肪和蛋白质的代谢,对维持皮肤,粘膜和视觉的正常机能均有一定的作用.FADVB2H二甲基异咯嗪核糖醇AMPFMNVitB2FAD+2H=FADH2FMN+2H=FMNH23、缺乏症：•口腔发炎，舌炎、角膜炎、皮炎等，但不会引起严重病症。4、来源：•广泛存在于动植物中,在酵母,肝,肾,蛋黄,奶及大豆中含量丰富,所有植物和微生都能合成核黄素。(四)、泛酸和辅酶A(CoA-SH)1）VitB5，别名：遍多酸，1919年发现“pantothenicacid”----无所不在2）来源：动植物细胞内都有，分布广,在酵母,肝,肾,蛋,小麦,米糠,花生和豌豆中含量丰富,在蜂王浆含量最多.a），-二羟基-，-二甲基丁酸和一分子-丙氨酸缩合而成。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2COHCOOHO3、化学结构：b）与巯基乙胺、核苷酸形成辅酶A(CoA-SH)•结构：OHCH2CH3CCH3CHOHCONHCH2CH2OHOC泛酸β丙氨酸VitB5•辅酶：•辅酶A（CoA~SH）3’,5’-ADP3`5`巯基乙胺酰胺键磷酸二酯键泛酸3,3-二甲基-2,4-二羟基丁酸OH14、功能B5是CoA的组成成分，CoA是生物体内转酰基酶的辅酶（主要作为转乙酰基酶的辅酶），参与转酰基作用。在临床上为重要辅助药物，常与ATP、细胞色素C合用于许多疾病治疗。人类极少发生泛酸缺乏病。(五)、维生素B6和磷酸吡哆醛,磷酸吡哆胺1、结构NCHOCH2HHCH3OHHO+123456吡哆醛NCH2OHCH2HHCH3OHHO+123456吡哆醇NCH2NH2CH2HHCH3OHHO+123456吡哆胺2、辅酶形式：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺功能：参与氨基酸的转氨、脱羧和消旋作用，是AA转氨酶、脱羧酶、消旋酶的辅酶•转氨酶通过磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互转换，起转移氨基的作用。NH3CHOCHOCH2OPOHOOHNH3CHOCH2NH2CH2OPOHOOH磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺3、缺乏症•极少发生缺乏症。•治疗婴儿昏厥和妊娠呕吐•缺乏VitB6会导致皮肤、中枢神经和造血机能损害。4、来源：蛋黄、肉、鱼、谷类和卷心菜,肠道细菌可以合成HNNHCO尿素HCCHH2CCHS塞吩环(CH2)4COOH戊酸生物素（bioton）1、结构(六)、生物素（维生素H、VitB7）生物素与酶蛋白中赖氨酸的连接2、功能B7作为多种羧化酶的辅酶，起CO2载体的作用。生物素分布广泛。但生鸡蛋清中含有一种抗生物素蛋白，能与生物素结合成无活性又不易被吸收的结合蛋白。长期食用生鸡蛋可致生物素缺乏病，出现抑郁、贫血、食欲不振、恶心呕吐、毛发脱落等。3、来源肠道细菌可以合成生物素，一般不会出现生物素缺乏症。在肝,肾,蛋黄,酵母,蔬菜和谷类中都含有七、叶酸和四氢叶酸1、结构2-氨基－4-羟基－6-甲基喋呤PABAL-谷氨酸2、功能叶酸在5、6、7、8位加上四个氢，生成四氢叶酸（FH4），四氢叶酸是一碳单位的载体，传递一碳单位。在核酸和蛋白质合成中极其重要。叶酸还原成四氢叶酸二氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸携带各种一碳单位的形式叶酸类似物可抑制二氢叶酸还原酶，它们是抗肿瘤药物3、缺乏症由于叶酸参与嘌呤、嘧啶的合成，进而间接影响到蛋白质的合成，一旦缺乏会影响细胞合成。如巨红细胞性贫血病。除了恶性贫血外，还可能引起舌炎、肠胃病等。广泛存在于肝,酵母