维生素化学ppt课件

1、维生素化学 (Vitamin),基本要求： 1.熟悉维生素的概念和分类； 2.掌握维生素的生理功用。,1,学习概要 pp.239,维生素的结构、性质、功能 特别是维生素与辅酶的关系 学习要点： 分类及各类中的成员 B族维生素及辅酶 一些辅酶的氧化形式及还原形式 各种维生素的活性形式及缩写符号,2,维生素的发现,动物实验证明，给大鼠喂饲纯的蛋白质、脂肪、糖类和矿物质后，都不能很好存活； 在纯化饲料中增加微量牛奶，大鼠则可正常生长。 科学家确定动物体正常营养除蛋白质、脂肪、糖类和矿物质外，还必需供给某些必要物质维生素 中国古代名医孙思邈，用动物肝脏（VA）治疗夜盲症、用谷皮汤（B1）治疗脚气病。

2、人体也能合成某些维生素，如VD，但不能满足正常需求。 植物可合成多种维生素，微生物也可合成一些维生素，如VK，VB2等。可为人类补充维生素不足。,3,第一节 概 述 pp.239,维生素(vitamin)生物体维持正常生理功能所必需，但体内不能合成或合成不足，必须由食物供给的一系列低分子有机化合物。是各种生物体重要的营养物之一。 维生素不能氧化供能，不作为组织结构 主要功能：以辅酶形式参加代谢调节 长期缺乏可导致代谢异常而患相应疾病,4,维生素的分类,根据溶解性能分类 pp.239-240,脂溶性维生素：A（A1，A2） D（D2，D3，D4，D5） E（E,E,E,E等8种) K（K1，K2

3、）,水溶性维生素： VB族（B1，B2，PP，B6， 生物素，叶酸，B12等） Vc,5,功能绝大多数维生素作为酶的辅酶或辅基的组成部分，在代谢中起重要作用。,王镜岩：生物化学（上册）PP.463,6,7,维生素缺乏： 多种维生素作为一些代谢途径不同酶的辅助因子，参加各种代谢。当缺乏时，可使多种代谢途径受影响。长期缺乏可导致不同的疾病。 如： VB1糖有氧分解 VA视觉细胞中视紫红质合成障碍 维生素缺乏疾病被称为维生素缺乏症。,8,维生素的命名, 习惯命名法开始按发现顺序命名。 称为：vit A、B、C、D等。 后来，把曾被认为是一种物质的混合物，其中各种有效成分，在其右下方标上1，2，3，4

4、。因而，就有了今天的：B1、B2、B3；VD2、VD3；K1、K2等 根据结构命名： 如：B1，(含-S-, -NH2)又称硫胺素 根据性质和功能命名：如：Vc可抗坏血病，且具有酸性，又称抗坏血酸,9,维生素与辅酶的关系,功能：维生素，尤其是B族维生素多以衍生物的形式存在于体内，充当各种酶的辅酶。 例如：VB1焦磷酸硫胺素（TPP） VB2黄素单核苷酸 (FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸 (FAD) VPP烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+) 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 (NADP+),10,第二节 脂溶性维生素,Lipid-soluble Vitamins,11,脂溶性维生素,Vit 别名 生理功能

5、 长期缺乏 A 视黄醛 合成视紫红质 夜盲症、干眼病 D 钙化醇 促进钙磷吸收 佝偻病、软骨病 E 生育酚 抗氧化 生殖性疾病 K 凝血Vit 合成凝血因子 凝血时间延长,12,一、维生素A（视黄醇、抗干眼病维生素）,（一）化学本质与性质 天然形式有两类： 异戊二烯聚合的一元醇化合物，食物中多以酯的形式存在。 活性形式：视黄醇、 视黄醛、视黄酸,pp.240-243,-白芷酮环,13,来源：动植物食品中 如：咸、淡水鱼肝脏及哺乳动物肝脏和肉蛋奶中均丰富，植物中只有-胡萝卜素。 -胡萝卜素(VA源)VA前体， 有,形 存在于肉蛋奶及植物中 每1个-胡萝卜素分子相当于2分子VA， 称其为A源。 易

6、被氧化及紫外线破坏 不同的动物体对-胡萝卜素利用率不同,14,（二）生理功能,VA主要功能：增强对弱光及暗光敏感 视紫红质为弱光敏感物，由11-顺视黄醛与视蛋白结合生成。 当弱光照射后，视紫红质分解并刺激神经发生视觉。,功能性物质,pp.242,15,缺乏时： 1）VA111-顺视黄醛视紫红质合成 暗光适应能力严重者夜盲症； 2） VA1糖蛋白合成维持上皮组织的分化与完整性干眼病、上皮细胞组织干燥、增生、角质化。 糖蛋白对保持细胞水分具有重要作用，同时影响细胞的分化等功能。,16,其他功能：,增强免疫力，具有一定的抗癌功能。 人体上皮细胞正常分化与视黄酸相关。 研究表明： -胡萝卜素具有一定抗

7、癌作用。 在pO2较低时（如肌组织细胞中），-胡萝卜素具有抗氧化功能消灭自由基抵抗肿瘤发生。,17,（三）VA过量 长期过量头痛、恶心、腹泻、肝脾肿大等，孕妇易出现胎儿畸形。 VA是脂溶性物质，不易排出，当其大过量时可中毒 正常人平均需求量： 5000IU/日=16 700g/日 中毒剂量：5-50万IU/日,18,二、维生素D（钙化醇、抗佝偻病维生素）,（一）化学本质和性质 属甾醇类衍生物 （1）种类：D2，D3，D4，D5 VitD2（麦角钙化醇） VitD3（胆钙化醇） VitD2源：麦角固醇 VitD3源：7-脱氢胆固醇 VitD3的活性形式：1,25-(OH)2-D3,pp.243-

8、245,19,（2）维生素D来源 pp.244 仅来源于动物体内，鱼肝油中丰富；蛋黄、奶、肝、肾、脑、皮肤中均含有。植物体内不含有。,动植物体内含有可转化为VD的固醇类物质VD源紫外线照射后可使VD源VD。,注意：若波长与照射时机不适当，可产生有毒物质,20,在体内的转变 pp.244,24,25-(OH)2-D3 （24,25-二羟胆钙化醇）,24-羟化酶 （肾,骨,胎盘、软骨）,1-羟化酶 （肾,骨,胎盘）,肝25-羟化酶,维生素D3 （胆钙化醇）,1,25-(OH)2-D3 （1,25-二羟胆钙化醇）,1-羟化酶,24-羟化酶,1,24,25-(OH)3-D3,21,VD的运输,22,（

9、二）生化作用及缺乏症,1. 生化作用 作用于小肠粘膜、肾及肾小管，促进钙磷吸收，有利于新骨形成和钙化。 在补充Ca时，要注意VD的补充，否则 Ca、P 不被很好吸收利用。 2.活性型：1,25-(OH)2-D3活性最强， 靶细胞：小肠粘膜细胞、肾、肾小管细胞 1,24,25-(OH)3-D3活性 1,25-(OH)2-D3,23,缺乏症： 儿童佝偻病 成人软骨病、骨质疏松症等 易发生手足抽搐和骨折 过量：不易排出（脂溶性），将会聚 积在体内。,24,补充VD前后的状态,25,三、维生素E pp.245,（一）化学本质与性质 种类：生育酚 (Toc.)、生育三烯酚 极易自身氧化，故具有较强的抗氧

10、化功能。,生育酚结构：,生育三烯酚结构：,26,（二）生化作用及缺乏症 pp.246 生化作用： 1. 抗氧化作用 是体内最重要的抗氧化剂 由于极易氧化，可保护其它物质不被氧化。是动物体内最有效的抗氧化剂，可抑制生物膜磷脂中不饱和脂肪酸的过氧化反应，保护生物膜的结构与功能。 VE通过清除自由基，达到保护细胞膜作用。,27,2.与动物生殖有关 在某种程度上具有抗不孕作用，但对人体作用不明显 3.与肌组织功能及营养性贫血有关 可维持骨骼肌、心肌、平滑肌和周围血管正常功能，防止肌肉萎缩。 与营养性贫血有关。,28,缺乏症： pp.247 VE与动物的生殖功能有关 缺乏时可产生各种生殖性疾病。临床上用

11、于治疗先兆流产和习惯性流产等。 通常VE不易缺乏，只有当脂肪吸收障碍时，可引起缺乏症。,29,VE缺乏症的表现：红细胞数减少，寿命缩短。红细胞脆性增强，导致贫血或血小板增高。 原理：,30,第三节 水溶性维生素,Water-soluble Vitamins,31,共同特点,易溶于水，无论吸收、运输、利用、排泄均以水溶液形式进行，故易随尿液排出。 体内不易储存，必须经常从食物中摄取。,32,分 类, B族维生素 B1、B2、B3、B5 (VPP)、B6、B7、B11 (叶酸)、 B12 维生素C 知识点：化学结构与性质 在体内的活性形式及功能部位 辅酶功能及缺乏症,33,1. 维生素B1（硫胺素

12、）和TPP,B1计量单位： 1IU = 3g,pp.249,硫胺素,焦磷酸硫胺素（TPP，B1在体内的活性形式）,H,活性部位,34,（一） B1的化学本质及性质 维生素B1又称硫胺素(thiamine) 体内活性形式为焦磷酸硫胺素(TPP),35,TPP形成过程,活性部位,TPP是B1在TPP合成酶催化下合成的，是B1在体内的活性形式,活性部位,36,性质：,TPP可通过下列方法定性及定量检测，反应如下： pp.250,37,（二）生化作用及缺乏症,1. 生化作用 TPP是-酮酸脱羧酶和转酮酶的辅酶。 在神经传导和糖代谢中起重要作用，抑制胆碱酯酶的活性。,CoASH、NAD+、TPP,38,

13、在神经传导中起作用 TPP参与神经传导物质乙酰胆碱的合成 VB1TPP乙酰胆碱的合成神经传导 稳定性： 酸中稳定，碱中易被破坏，较耐热。 pHpH3.5 120时仍稳定 自然界分布： 存在于种子外皮及胚芽、麦麸中 淘米及谷物加工过细，可将其流失。 此外，黄豆、酵母、瘦肉中富含。 正常需求量：成人：1.0 - 1.5mg/日,39,缺乏症： pp.250 B1-酮酸脱羧酶活性血液丙酮酸神经功能神经髓鞘磷脂合成神经髓鞘炎 表现为：脚气病（神经性末梢炎）。 消化道功能减退。 发生群：高糖饮食人群，经常食用精加工 米人群，酒精中毒患者，不能正 常摄入食物者。,40,二、维生素 B2 pp.251,（一

14、）化学本质及性质 命名：维生素B2又称核黄素 核醇与7.8-二甲基异咯嗪缩合物 体内活性形式 黄素单核苷酸(FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD) （结构如图）,41,FAD （黄素腺嘌呤二核苷酸）,Vit B2,FMN（黄素单核苷酸）,AMP,8,7,2,1,5,H,功能部位,42,（二）生化作用及缺乏症,生化功能及作用机理： pp.252 FMN及FAD分别是体内氧化还原酶的辅基，主要起递氢体作用。 B2的异咯嗪环上1、5位N与活泼共轭双键相连，可接受H或放出H。 可作为辅助因子参与氧化还原性可逆反应 如在 糖、脂、Pr代谢中； 维持皮肤、粘膜和视觉正常机能,43,44,缺乏症： 发生口角

15、炎，唇炎，舌炎、粘膜炎、角膜炎、血管增生等症状。 需量： 成人：1.2-1.6mg/日 分布：广泛地存在于动植物食品中， 如：酵母、肝、肾、蛋黄、奶、大豆、米糠等中。 所有植物和微生物均可以合成B2,pp.251,45,三、维生素pp (VB5) pp.252,（一）化学本质及性质 命名： 维生素PP（尼克酸、尼克酰胺；烟酸、烟酰胺），根据功能又可称为抗癞皮病维生素 一种吡啶衍生物 体内活性形式 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+、Co) 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+、Co),46,烟酸 (尼克酸),烟酰胺 (尼克酰胺),47,NAD+: X 为 H ; NADP+: X 为 PO3H2,

16、48,递氢体功能及其功能部位：,功能部位,功能部位,49,（二）生化功能与缺乏症,1. 生化功能 NAD+ (氧化型辅酶，Co)：在分解代谢中结合H，最终将H传给呼吸链放出能量。 NADP+ (氧化型辅酶， Co)：只从葡萄糖磷酸酯获得还原能力，用于还原性合成反应及羟化反应。 NAD+、NADP+均为体内不需氧脱氢酶的辅酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶），起递 H 体的作用。,50,Vpp的C4位可作为H和e的受授活性部位(如图)。 NAD+(NADP+)+ 2H NADH(NADPH)+ H+ 作为下列酶的辅酶： a.脱氢酶; b. 脱氨基酶； c.-羟氧化酶；-酮脱羧酶；d.醛氧化酶；e.类

17、固醇还原酶； f.二氢叶酸还原酶等酶的辅酶。 要求： 认识结构，掌握功能、功能部位、名称与缩写,连写法,51,Vpp来源： 花生、豆类、肉类和酵母中含量较高。 人体可用Try（Trp）合成尼克酸，但合成率极低（60:1），而且需要B1、B2、B6协助，所以仍需由食物中摄取。,52,Vpp生理功能： pp.253,作为辅酶参与代谢， 是NAD+、NADP+的主要成分，是生物氧化还原反应不可缺少的递H体； 烟酸有舒张血管的作用，可用于治疗冠心病； 可降低cAMP水平，使血糖及尿酸升高，有诱发糖尿病及痛风的风险。 烟酰胺有维持中枢神经及交感神经系统作用； 可促进微生物生长（乳酸菌、白喉菌等）。,53

18、,2. 缺乏症 赖皮病、皮炎（对称性）、腹泻、痴呆（神经性）等； 与抗结核药物异烟肼结构相似，因此，异烟肼有拮抗Vpp功能，长期服用Vpp缺乏 烟酸可抑制脂肪分解抑制脂肪酸氧化供能 3. 过量: 38g/日 时，可损伤肝脏。,54,四、维生素B6 pp.254,（一）化学本质及性质 维生素B6包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺 B6磷酸化活性型结构 磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺,55,-CH2OH,56,（二）生化作用及缺乏症,磷酸吡哆醛功能： 氨基酸转氨酶、脱羧酶及消旋酶的辅酶，参与氨基酸的脱氨基和脱羧基作用及内消旋反应。此外，还使氨基酸和钾进入细胞速度加快。例如：Glu,脑中重要的神经递素：-氨基丁酸、

19、多巴胺和组胺等均可通过AA脱羧基得到。,57,VB6缺乏症 pp.255 可引起周边神经病变，因为5-羟色胺、-氨基丁酸、去甲肾上腺素等神经递质的合成都需要VB6（氨基酸脱羧反应）； 血红素前体的合成也需要VB6： VB6缺乏血红素合成小细胞性贫血，同时血中Fe。 VB6缺乏可引起高铁性红细胞性贫血症。 分布：B6在动植物中分布广泛，谷皮中尤为丰富，肉、蛋、蔬菜中含量也较多。肠道细菌可合成B6。因此，不易产生缺乏症。,58,五、叶酸（VB11，FA） pp.256,（一）化学本质及性质 叶酸又称蝶酰谷氨酸 体内活性形式为 5, 6, 7, 8-四氢叶酸 (FH4 THF,),59,（二）生化作

20、用及缺乏症 生化作用：FH4（THF）是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。 发现于肝脏，但绿叶植物中十分丰富，因而得名。 缺乏症：巨幼红细胞性贫血,5, 6, 7, 8-四氢叶酸（FH4、THF）,叶 酸 （FA）,N,1,N,3,C,H,6,N,H,5,7,N,H,8,N,H,2,O,H,C,H,2,9,N,H,10,C,O,N,H,C,H,HOOC,(CH,2,),2,COOH,C,H,2,60,功能 THF（FH4） 除CO2外的所有一碳基团（一碳单位）重要的受体和供体。是由二氢叶酸还原酶将叶酸连续还原而成。 一碳单位的连接部位（活性部位）： N5 或 N10 位。,61,THF

21、可参与多种合成代谢，凡需一碳单位的合成过程均需THF。 例如：嘌呤(A)、胸腺嘧啶核苷酸（TMP）、胆碱和某些氨基酸（Met、Gly、Ser）等合成中均起重要作用。对核酸代谢贡献极大。 甲氨蝶呤抗癌原理： 由于抗癌药物甲氨蝶呤结构类似于叶酸，因此，癌细胞中二氢叶酸还原酶活性部位可受该药物竞争，因而抑制癌细胞内FH4合成。抑制一碳单位传递。从而使癌细胞内嘌呤、TMP等的合成具有抗癌功能,62,叶酸缺乏症：,叶酸THFDNA合成骨髓，幼红细胞DNA合成细胞分裂速度 巨红细胞性贫血 分布： 自然界广泛存在（尤其绿色叶片中），肉类中含量较丰富。 正常人不易缺乏。 但孕妇因需要量大较易缺乏 苯巴比妥及口

22、服避孕药物可干扰叶酸吸收与代谢。,63,六、维生素B12 pp.258,（一）化学本质及性质 * 维生素B12又称钴胺素，唯一带有金属离子(Co2+)的维生素。分子中含钴和咕啉。 * 维生素B12一种抗恶性贫血维生素。 肝脏中丰富 * 咕啉与卟啉类似，Co2+有6个配位键，第6个配位可结合其他基团，产生各种钴胺素。 * 如： 氰钴胺素、羟钴胺素、甲基钴胺素、5-脱氧腺苷钴胺素等。,64,R = 5-脱氧腺苷时，为5-脱氧腺苷钴胺素,R,65,（二）生化作用及缺乏症,生化作用： 参与体内变位作用和甲基转移作用（如下图）。,66,甲基转移作用： 甲钴胺素可接受甲基四氢叶酸提供的甲基，用于合成甲硫氨

23、酸(Met)。,67,缺乏症：,Met通用的甲基供体，参与多种甲基化反应。因为CH3-THF只能向甲钴胺素释放甲基，因此，钴胺素CH3-THF(堆积) 甲基需求代谢障碍。 可导致巨红细胞贫血。 分布：广泛分布于肝、肠、肌肉等动物组织中，素食者易缺乏。,68,七、泛酸 （VB3） pp.252,（一）化学本质及性质 * 泛酸又名遍多酸 体内活性形式：辅酶A (HSCoA) 分子中带有 SH 基 * 是酰基载体蛋白(ACP)中重要成分,69,泛酸,4,辅酶A （HSCoA）,70,（二）生化作用及缺乏症 * CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移。 是脂酸合成酶多酶复合体的主要成分。 在脂酸合成与分解代谢中起重要作用,71,九、维生素C pp.261,（一）化学本质 维生素C又称 L-抗坏血酸，酸性己糖衍生物 （二）生化功能及缺乏症 生化功能：较强的抗氧化作用，参与氧化还原反应和羟化反应，促进胶原蛋白的合成，促进Fe的吸收。 来源：新鲜蔬菜与水果，因为水溶性好，易氧化，因此极易被破坏和流失。因此须经常