生物化学维生素

1、第四章第四章 a d e k b1 b2 b6 b12 c 叶酸叶酸 生物素生物素 泛酸泛酸 维生素维生素pp c维 生 素 vitamins 维生素的发现维生素的发现 1.1. 18811881年年luninlunin指出，纯粹的谷类不能维指出，纯粹的谷类不能维 持生命。持生命。 2.2. 1906190619121912年，年，hopkinshopkins用纯粹谷类饲用纯粹谷类饲 鼠，发现鼠不能正常生长与繁殖，加牛鼠，发现鼠不能正常生长与繁殖，加牛 奶可解决。奶可解决。 3.3. 19121912年，年，funkfunk从米糠中提出维生素从米糠中提出维生素b1b1。 4.4. 现今已发现有

2、现今已发现有3030多种维生素，其中有多种维生素，其中有1414 种维生素的结构和功能已清楚。种维生素的结构和功能已清楚。 概概 述述 no 维生素是能维生素是能 源物质吗？源物质吗？ 人体能自我合人体能自我合 成维生素吗？成维生素吗？ no no no no 人体可以缺人体可以缺 乏维生素吗？乏维生素吗？ 人体维生素可人体维生素可 以过量吗？以过量吗？ no no no 人体对维生素的人体对维生素的 需要量如何？需要量如何？ 微量微量 什麽是维生素？什麽是维生素？ 调节物质代谢、促进生长发育和调节物质代谢、促进生长发育和 维持生理功能等。维持生理功能等。 维生素的作用维生素的作用 是什麽？是

3、什麽？ 【内容提要】 1维生素概述 2脂溶性维生素a d e k 3水溶性维生素b 族 维生素c 4维生素间协同作用与维生素过量 来源来源 化学性质化学性质 生理作用生理作用 缺乏症缺乏症 1、维生素的概念、维生素的概念 维持人体正常物质代谢和生理功能维持人体正常物质代谢和生理功能 的一类有机化合物。的一类有机化合物。 2、维生素的作用、维生素的作用 以辅酶的方式参与体内代谢以辅酶的方式参与体内代谢 调节物质代谢、促进生长发育 维持生理功能等发挥着重要作用 概概 述述 3、如果长期缺乏如果长期缺乏-维生素缺乏症维生素缺乏症 1）提供量不足）提供量不足 (原发性原发性) 供给不足、烹调不当、贮存

4、不当供给不足、烹调不当、贮存不当吸收不良吸收不良 2）药物的影响）药物的影响 3）生理和病理需要量增多）生理和病理需要量增多 4) 排泄增多排泄增多 5) 吸收障碍吸收障碍: 消化道疾病，酒精消化道疾病，酒精 6) 食物加工过程中破坏食物加工过程中破坏 4、如果过量如果过量 可能造成中毒 概概 述述 维生素的命名 发现先发现先 后后 维生素维生素a a 化学结化学结 构构 视黄醇视黄醇 生理功生理功 能能 抗干眼病维生素抗干眼病维生素 化学结化学结 构构 视黄醇视黄醇 5、维生素的分类、维生素的分类 概概 述述 第一节脂溶性维生素第一节脂溶性维生素 a d e k 脂溶性维生脂溶性维生 素素

5、脂溶性维生素脂溶性维生素 维生素维生素a 维生素a又名视黄醇（retinol），有二种形 式，va2的生理活性仅为va1的一半。 维生素a1 维生素a2 3-脱氢视黄醇脱氢视黄醇 （二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症 生化作用生化作用缺乏症缺乏症 构成视细胞内感光物质，即构成视细胞内感光物质，即视视 紫红质紫红质-维护夜视功能维护夜视功能 暗适应能力差，暗适应能力差，重者重者夜盲、干夜盲、干 眼症、结膜干燥、角膜软化、眼症、结膜干燥、角膜软化、 眼眶下色素沉着眼眶下色素沉着 参与糖蛋白合成，维持上皮参与糖蛋白合成，维持上皮细细 胞胞完整健全完整健全 上皮干燥、增生、过度角化，上皮干燥、

6、增生、过度角化， 上皮肿瘤上皮肿瘤 促进生长、发育促进生长、发育儿童生长停顿、骨骼发育不良儿童生长停顿、骨骼发育不良 大鼠排卵减少，影响生殖大鼠排卵减少，影响生殖 缺乏维生素致癌物在体内毒缺乏维生素致癌物在体内毒 性增强，补充后可使已癌变细性增强，补充后可使已癌变细 胞恢复正常胞恢复正常 维生素维生素a a的摄入与癌症发生呈的摄入与癌症发生呈 负相关负相关 脂溶性维生素脂溶性维生素 维生素维生素a 维生素a主要 存于动物性食 物中，但有色 植物中的-胡 萝卜素即va 原含量丰富。 ：（植物）：（植物） ：（动物）：（动物） 维生素可调节人体钙代谢维生素可调节人体钙代谢 最新研究证实，在最新研究

7、证实，在甲状旁腺、胰腺、垂体、胎甲状旁腺、胰腺、垂体、胎 盘及全身多个器官和组织盘及全身多个器官和组织中，都有中，都有钙化醇受体钙化醇受体， 利于利于钙化醇钙化醇发挥广泛生理功能发挥广泛生理功能 调节钙代谢，保持正常脑功能，改善肌肉强度，调节钙代谢，保持正常脑功能，改善肌肉强度， 调节胶原生成，促进软骨蛋白聚糖合成调节胶原生成，促进软骨蛋白聚糖合成 调节内分泌系统、免疫系统调节内分泌系统、免疫系统 有了足够的有了足够的钙钙才能有效地发挥才能有效地发挥维生素维生素的催的催 化效果，达到增强骨质正常钙化的作用。化效果，达到增强骨质正常钙化的作用。 典型的佝偻病症状 方颅、鸡胸、x型腿、o型腿、串珠

8、肋、蒸笼头 脂溶性维生素脂溶性维生素 维生素维生素d 促进钙磷吸收，有利于新骨生 成与钙化。主要是1，25-二 羟胆钙化醇通过降钙素和甲 状旁腺素行使调节钙、磷在 体内的平衡。 vd主要存在于肝、奶、蛋黄中。 儿童缺乏vd患佝偻病 成人患骨质疏松病 脂溶性维生素脂溶性维生素 维生素维生素e 维生素e与生育有关，故称生育酚。天然的ve 共有八种，其中-生育酚的生理活性最强，但抗 氧化能力却最弱。 维生素维生素e的效用的效用 1).延缓延缓细胞因氧化而细胞因氧化而老化老化，保持青春容姿；，保持青春容姿； 2).供给体内氧气，使您更有耐久力；供给体内氧气，使您更有耐久力； 3).和维生素和维生素a一

9、起作用，抵御大气污染，保护肺脏；一起作用，抵御大气污染，保护肺脏； 4).防止血液凝固防止血液凝固； 5).是局部外伤的外用药是局部外伤的外用药(可透过皮肤被吸收可透过皮肤被吸收)和内服药，和内服药， 皆可皆可防止留下疤痕防止留下疤痕； 6).加速灼伤的康复；加速灼伤的康复； 7).以利尿剂的作用来以利尿剂的作用来降低血压降低血压； 8).防止流产防止流产； 9).有助于有助于减轻腿抽筋和手足僵硬减轻腿抽筋和手足僵硬的状况；的状况； 10).降低患缺血性降低患缺血性心脏病心脏病的机会。的机会。 缺乏症缺乏症 雄鼠睾丸萎缩、不产生精子；雄鼠睾丸萎缩、不产生精子； 雌鼠流产雌鼠流产 贫血、脑萎缩、

10、脑软化、神经退行性病变贫血、脑萎缩、脑软化、神经退行性病变 脂溶性维生素脂溶性维生素 维生素维生素k 促进凝血功能（凝血维生素），天然的有k1和k2二种。 k1（绿色植物、动物肝脏） k2（人体肠道细菌代谢产物） 脂溶性维生素脂溶性维生素 维生素维生素k 血液凝固关键是凝血酶原变 成凝血酶，需要ca2+参与， 而结合ca2+则必需肽 链上要有-羧基谷氨酸结构。 vk是蛋白质中谷氨酰羧化 的辅助因子 vk主要功能是促进肝脏合成凝血酶原（即凝血因子ii） 脂溶性维生素脂溶性维生素 维生素维生素k 一般情况下人体不会缺乏vk，因为它在绿色植 物中分布很广，且人体肠道细菌能合成。 但过量使用抗生素可能

11、会导致人体缺乏vk，引起 血液凝固时间延长，脂肪吸收困难等症状。 二、生化作用及缺乏症二、生化作用及缺乏症 生化作用生化作用促进血液凝固促进血液凝固 缺乏症缺乏症主要症状是易出血主要症状是易出血 缺乏原因缺乏原因胰腺疾病、胆管疾病、小肠黏膜萎缩、胰腺疾病、胆管疾病、小肠黏膜萎缩、 脂肪便；长期应用抗生素脂肪便；长期应用抗生素 第二节水溶性维生素第二节水溶性维生素 . 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素b1 vb1又称硫胺素，由一个噻唑环和嘧啶环组成。在 生物体内主要以焦磷酸硫胺素（tpp）形式存在。 2.2.焦磷酸硫胺素（焦磷酸硫胺素（tpptpp）的产生的产生 参与糖代谢参与糖代谢 体内

12、活性形式体内活性形式 . wet beri-beri 湿性脚气病湿性脚气病腿部广泛性水肿腿部广泛性水肿 维生素 b1 (硫胺素 thiamine) 食物来源：食物来源： * 粮谷类、豆类、坚果类粮谷类、豆类、坚果类 * 瘦肉、蛋类瘦肉、蛋类 * 绿色蔬菜绿色蔬菜 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素b2 接受h 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素b2 vb2又称核黄素，是核醇与7，8-二甲基异咯嗪的 缩合物。在生物体内的氧化还原过程中起传递h的 作用。在体内主要以黄素单核苷酸（fmn）和黄 素腺嘌呤二核苷酸（fad）形式存在，与生物体 内一些氧化还原蛋白（黄素蛋白）结合牢固，是 其辅基。

13、 维生素 b2 缺乏症：缺乏症： 口角炎、唇炎、口角炎、唇炎、 舌炎、脂溢性皮炎舌炎、脂溢性皮炎 阴囊炎阴囊炎 食物来源 动物性食物动物性食物 （肝、肾、心多）（肝、肾、心多） 真菌类真菌类 紫菜紫菜 奶类奶类 蛋类蛋类 水溶性维生素水溶性维生素 tpp主要涉及到糖代谢中羰基碳（醛和酮） 合成与裂解反应的辅酶。特别是-酮酸的脱 羧和-羟酮的形成与裂解都依赖于tpp。 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素pp nad+或或nadp+参加参加 二个电子的转移反应二个电子的转移反应 皮炎dermatitis 腹泻diarrhea 痴呆dementia pellagra （五）维生素 pp (烟酸n

14、iacin) 食物来源： 豆类、粮食、肝脏、肾、瘦肉、 鱼、酵母、蘑菇 色氨酸在体内合成烟酸： 60mg色氨酸 = 1mg烟酸 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素b6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是其活性形式，是 氨基酸代谢中多种酶的辅酶，如转氨酶。 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素b6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 吡哆醛吡哆醇 吡哆胺 磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺 水溶性维生素水溶性维生素 磷酸吡哆醛（磷酸吡哆醛（plp）主要涉及的氨酸酸反应有）主要涉及的氨酸酸反应有 转氨反应： -脱羧反应： 水溶性维生素水溶性维生素 转醛亚胺

15、作用 -脱羧作用中间物 -脱羧作用中间物转氨作用中间物 -消除作用中间物 -消除 消旋 羟醛 反应中间物 水溶性维生素水溶性维生素 泛酸与辅酶泛酸与辅酶a 泛酸又名遍多酸，是由-丙氨酸和, -二羟基 , -二甲 基丁酸缩合而成的有机酸。辅酶a（coash）是泛酸的主 要活性形式，是由3,5 -adp以磷酸酐键连接4-磷酸泛酰巯 基乙胺而成。泛酸的另一种活性形式是酰基载体蛋白 （acp），它是4-磷酸泛酰巯基乙胺以共价键与蛋白质丝 氨酸相连。acp与脂肪酸合成密切相关，coash则主要起 传递酰基作用，是各种酰化反应的辅酶。 水溶性维生素水溶性维生素 生物素生物素vh 生物素:由噻吩环和尿素结合

16、成的双环化合物。 其主要生物功能是在各种酶促羧化反应中作为活 动羧基载体。生物素作为辅基通过蛋白质的lys的 - nh2共价连接到酶蛋白上。 水溶性维生素水溶性维生素 生物素生物素vh 水溶性维生素水溶性维生素 生物素生物素vh生物功能：依赖atp的羧化反应的羧化酶辅基。 lactate and pyruvate metabolism acetyl-coa carboxylase pyruvate carboxylase 丙酮酸羧化酶 乙酰辅酶a羧化酶 水溶性维生素水溶性维生素 生物素生物素vh生物功能：依赖atp的羧化反应的羧化酶辅基。 甲基巴豆酰coa羧化酶 methylcrotonyl-

17、coa carboxylase 甲基戊烯二酸单酰coa 水溶性维生素水溶性维生素 生物素生物素 生物素来源广泛，肝、肾、蛋黄、酵母、蔬菜 和谷物中均含有。肠道细菌也能合成供人体需要， 一般很少缺乏。但过量使用抗生素也能会破坏肠 道菌群，而引起生物素缺乏。 水溶性维生素水溶性维生素 叶酸和四氢叶酸叶酸和四氢叶酸 叶酸又称喋酰谷氨酸，由2-氨基-4-羟基-6-甲基 喋啶、对氨基苯甲酸、l-谷氨酸三部分组成。 水溶性维生素水溶性维生素 叶酸和四氢叶酸：叶酸和四氢叶酸：fthf c1单位连接在thf的n5n10上 水溶性维生素水溶性维生素 叶酸和四氢叶酸：叶酸和四氢叶酸：thf携带的携带的c1基团基团

18、 水溶性维生素水溶性维生素 叶酸和四氢叶酸：脱氧胸苷一磷酸合成叶酸和四氢叶酸：脱氧胸苷一磷酸合成 水溶性维生素水溶性维生素 叶酸和四氢叶酸：叶酸和四氢叶酸： 叶酸与核酸合成相关，当缺乏时dna合成受抑制，骨 髓巨红细胞中dna合成减少，细胞分裂速率下降，细 胞体积较大，未成熟前便破裂造成贫血，称巨红细胞 性贫血。氨甲蝶呤及其类似物是二氢叶酸还原酶的竞 争性抑制剂，可以阻断肿瘤细胞中四氢叶酸的合成， 从而阻止肿瘤细胞核酸的合成，即肿瘤细胞不能生长。 但这类药物对正常细胞也有毒性，故只用于短期治疗。 人体肠道细菌也可合成叶酸，一般不会缺乏。 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素b12及其辅酶及其

19、辅酶 vb12或称氰钴胺素，是唯一含金属元素的维生 素，在体内转变成二种辅酶形式：5-脱氧腺苷钴 胺素和甲基钴胺素。vb12主要参与体内的三种反 应：分子内重排、核苷酸还原成脱氧核苷酸、甲 基转移。其中甲基转移是通过甲基钴胺素来完成 的。 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素b12及其辅酶及其辅酶 vb12的功能： 分子内重排 核苷酸还原 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素b12及其辅酶及其辅酶 vb12的功能： 甲基转移 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素b12及其辅酶及其辅酶 vb12参与dna的合成，对红细胞的成熟很重要， 当缺少vb12时，巨红细胞中dna合成受阻，影响 了细

20、胞分裂分化成红细胞，引起恶性贫血。vb12 广泛存在于动物性食物中，人和动物的肠道细菌 能合成，故一般不会缺乏。 metabolic pathways with the b vitamins 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素c 又名抗坏血酸，是含6个碳的多羟基酸性化合物， 其在生物体内主要作为电子载体起作用。 - 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素c生物功能生物功能 参与体内的氧化还原反应：如保持sh基酶的活性、恢复hb的输送氧 功能、促进肠道内fe的吸收、保护ve、va、vb免遭氧化等； 参与体内多种羟化反应：如促进胶原蛋白的合成、维护胆固醇正常代 谢、维护氨基酸代谢等； 其它功能

21、：如防止贫血、刺激免疫系统增加机体抵抗力增加机体抵抗力 维持牙齿、骨骼、血压的正常功能维持牙齿、骨骼、血压的正常功能 阻断亚硝胺在体内合成阻断亚硝胺在体内合成 * 具有较强的还原性具有较强的还原性 水溶性维生素水溶性维生素 维生素维生素c生物功能（生物功能（具有较强的还原性具有较强的还原性） vit c (还原态) vit c (氧化态) gssg 2gsh 不饱和脂肪酸 脂质过氧化物 谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽过氧化物酶 vc与谷胱甘肽氧化还原反应 维生素维生素c缺乏症：缺乏症： * 坏血病坏血病 毛细血管脆性增加；毛细血管脆性增加； 牙龈肿胀、出血、萎缩；牙龈肿胀、出血、萎缩； 鼻衄、月经过多

22、；鼻衄、月经过多； 骨钙化不正常及伤口愈合缓慢；骨钙化不正常及伤口愈合缓慢； 维生素c (抗坏血酸, ascorbic acid) vitamin c deficiency signs vitamin cdeficiency symptoms: scorbutic gums pinpoint bleeding in scurvy 食物来源(food sources of vitamin c) when dietitians say “vitamin c,” people think “oranges.” 海鲜海鲜+维生素维生素c=砒霜砒霜 美国芝加哥大学的研究人员通过实验发 现，虾等软壳类食物

23、含有大量浓度较高 的五钾砷化合物。这种物质食入体内， 本身对人体并无毒害作用，但是，在服 用“维生素c”之后，由于化学作用，使原 来无毒的砷酸酐转变为有毒的亚砷酸酐， 这就是人们俗称的砒霜！ 水溶性维生素水溶性维生素 硫辛酸：硫辛酸： 硫辛酸是一个含有二个sh基（还原态）或一个s-s（氧化态） 的八碳羧酸。它主要通过lys的-nh2与酶分子以酰胺键相连。 水溶性维生素水溶性维生素 硫辛酸：硫辛酸：硫辛酸主要作为酰基载体，参与糖代谢、脂 肪酸代谢等。 丙酮酸脱氢酶系 丙酮酸脱氢酶 二氢硫辛酸转乙酰酶 二氢硫辛酸脱氢酶 维生素的缺乏与过量中毒维生素的缺乏与过量中毒 缺乏的原因：缺乏的原因： 食物的

24、保存、加工与烹调不当造成维生素被过量食物的保存、加工与烹调不当造成维生素被过量 破坏；不良的饮食习惯如偏食等造成维生素的摄破坏；不良的饮食习惯如偏食等造成维生素的摄 入不足；入不足； 某些疾病导致维生素的大量被消耗或肠胃道疾病某些疾病导致维生素的大量被消耗或肠胃道疾病 造成维生素的吸收障碍；造成维生素的吸收障碍； 当需要量增加而摄入量没有相应增加当需要量增加而摄入量没有相应增加 不同的药物和治疗手段对维生素的额外需求不同的药物和治疗手段对维生素的额外需求 当摄入量达到某一数值时，人们将没有发生该维生素当摄入量达到某一数值时，人们将没有发生该维生素 缺乏症的危险，该数值被称为该缺乏症的危险，该数

25、值被称为该维生素维生素的的rda值值 （recommended daily amountsrecommended daily amounts）。 rdarda值而且因人而异。值而且因人而异。 经过人工提纯而被高度浓缩的维生素制剂服用过量，经过人工提纯而被高度浓缩的维生素制剂服用过量， 就有可能造成积累，进而导致中毒症就有可能造成积累，进而导致中毒症。 维生素的缺乏与过量中毒维生素的缺乏与过量中毒 孕妇长时间大量服用维生素孕妇长时间大量服用维生素c ，将诱，将诱 导体内抗坏血酸氧化酶的合成，使胎导体内抗坏血酸氧化酶的合成，使胎 儿体内该酶活性升高，增加胎儿出生儿体内该酶活性升高，增加胎儿出生 后

26、患坏血病的可能。过量的维生素后患坏血病的可能。过量的维生素c 将增加患各种结石症的可能性将增加患各种结石症的可能性。 维生素的缺乏与过量中毒维生素的缺乏与过量中毒 维生素的协同作用维生素的协同作用 各种维生素在被吸收、体内转 化以及在发挥作用的过程中， 不是孤立的。它们之间常呈现 相互依赖和影响的关系，被称 为协同作用。 一、吸收时的协同一、吸收时的协同 如维生素如维生素e可以保护维生素可以保护维生素c、b1、a； -胡萝卜素可以保护维生素胡萝卜素可以保护维生素c； 维生素维生素c对维生素对维生素a、e及部分及部分b族维生素族维生素 维生素维生素d能促进维生素能促进维生素a的吸收。的吸收。 在

27、在b族维生素之间的协同作用，族维生素之间的协同作用， 维生素维生素b6能帮助能帮助b12的吸收，的吸收， 维生素维生素b1 b2 b6的比例为的比例为1 1 1时，被认时，被认 为它们各有最佳的吸收率。为它们各有最佳的吸收率。 维生素的协同作用维生素的协同作用 二、功能的协同二、功能的协同 维生素维生素a在维生素在维生素e存在时，其功能有较大的增强；存在时，其功能有较大的增强； 维生素维生素c对维生素对维生素e的功效加强更加明显；的功效加强更加明显； 维生素维生素b6将减少维生素将减少维生素c过量所造成的副作用过量所造成的副作用 协同作用在维生素与无机盐、微量元素之间也存在，协同作用在维生素与

28、无机盐、微量元素之间也存在， 并日益显示其重要性。这些都提示我们，在补充维生并日益显示其重要性。这些都提示我们，在补充维生 素时，宜使用合理搭配的组合维生素。尤其是素时，宜使用合理搭配的组合维生素。尤其是b族维族维 生素被复合后，生素被复合后， 比单一维生素比单一维生素b的效果要好得多的效果要好得多。 维生素的协同作用维生素的协同作用 名称名称 来源来源需要量需要量*主要生理功能主要生理功能缺乏症缺乏症 维生素维生素a (视黄醇视黄醇) 肝、蛋黄、鱼肝肝、蛋黄、鱼肝 油、奶汁、绿叶油、奶汁、绿叶 蔬菜、胡萝卜、蔬菜、胡萝卜、 玉米等玉米等 3500 i.u 乳母孕妇加倍乳母孕妇加倍 1.与眼的暗视觉有关与眼的暗视觉有关,是合成视是合成视 紫红质的原料紫红