维生素与辅酶上课讲义

1、维生素与辅酶 11维生素概论 11.1.1维生素的概念维生素是参与生物生长发育和代谢所必需的一 类微量有机物质。维生素不用来供能或构成生物体的组成部分。已知绝大多数维生素作为酶的辅酶或辅基的组 成部分。由于缺乏维生素而引起的疾病称维生盍缺乏症 (avitaminosis)。11.1.2维生素的发现 The Discovering of Vitamin来源于医药实践和科学试验: 唐代孙思邈：动物肝脏可防止夜盲症,谷皮汤熬粥 可防止脚气病。 1878-1882日本海军：脚气病维生素是通过实验动物的科学饲养试验而发 现。高等动物不能合成维生素不是绝对的,如人体能合成 VD ;大小白鼠能合成Vc。脂类

2、.微量元戛 的辅助因子OThe Discovering of Vitamin世纪,印度大面积暴发脚气病，症状为全身无力等, 90年代荷兰医生艾克曼,小鸡实验。06年#英国生物化学家霍普金斯（Frederick-29共获诺贝尔奖z证明食物中除了蛋白糖The Discover!ng of Vitamin 1912年,波兰科学家丰克(CasimirFunk),经过干百次的试验,终于从米糠中 提取出_种能够治疗脚气病的白色物质。 Funk提议将这种化合物叫做Vitamine ,意 为Vital amine,申文意思就是致命的 胺 O随后发现,许多其它的维生素并不含有“胺 结构但是由于Funk的叫法已经

3、广泛采用, 所以这轴叫法并没看庚弃，仅仅将amine的 最启一个e去箍,成为了 vitamin。 70年代,诺贝尔奖获得者Pauling , VC叶酸 我国北方农村 神经管畸形。中美就此课题进行合作 47万妇女f 2 5万人的结果f发病率下降了 85%。 11.13维生素的分类和辅酶的关糸 The classification of Vitamin and the relationship with Coe nzymeB族维生素维生素酶.辅基及其它活性形式主要功能忧基转移和酮酸的脱竣作用 氧化还原反应维生素B（硫胺素）焦磷酸硫胺素（TPP ）维生素B?（核黄素）黄素单核苜酸（FMN ）黄素腺瞟

4、吟二核苜酸（FAD ） 氧化还原反应维生素PP烟酰胺腺瞟吟二核苜酸（NAD ）氢原子（电子）转移泛酸叶酸烟酰胺腺瞟瞼二核苔酸磷酸（NADP ）氢原子（电子）转移辅酶A酰基转移作用四氢叶酸传递一碳单位11.2脂嫁性维生素溶于脂肪及脂溶剂（如苯.乙醛及氯仿中）。 吸收后可以在体内,尤其是在肝内储存。 11.2.1维生素AVitamin A维生素A视黄醇（retinol） A1fiJA2 两种。I1 P 胡萝卜素（维生素A原）小肠黏膜的卜胡萝卜素15 15二加氧酶-2视黄醇。视紫红质（rhodopin ）维生素AVitamin Ach3ch2oh维生素A2IS-carotene （维生素A原丿a.

5、丫胡萝卜素活性为B型的一半丿Vitamin A，s FunctionsVImmunityReproducti onGrowthVitamin A and Nyctalopia夜盲瘟 H- 2 o o麦角箔醇维生素D27 脱氢胆當醇维生素D322双氢麦角當醇l维生素D47 脱氢谷當醇维生素D5 Vitamin D Family: 11.2.2 Vitamin D Vitamin D is Anti-rachitis佝镂病 VitaminVitamin D图11-3 维生素6通过阳光作用于7 脱氢胆曲醇在皮肤中产生。在肝和肾中混合功能氧化酵的连续作用 产生维生素的活性形式1,25-二轻维生素Djo

6、麦角钙化醇以类似的方式由麦角傷醇产生Vitamin DL 252 g t 生素 DVitamin D25强维生素D3是维生素D在身体内的主要循环形式。 25轻维生素5的最终活性形式是1, 25二務 维生素D3 O 1, 25-二疑维生素D3的主要耙细胞是小肠黏膜、 骨骼和肾小管，主要生理作用是促进小肠粘 膜细胞对钙和璘的及收。Vitamin D Avitaminosis生素D时, 儿童可发成人引起Before dtamin D treatmentAfter 14 months of vitamin D treatmentVitamin D 1123 Vitamin E维生素巳 生育盼Ctoco

7、phwrol天然生育酚有8种，俱为苯骈二氢毗喃 的衍生物Tocopherolch5cch2)3h 2 HCH2(CH2CH =C C H2)3H维生素E中以a-生育酚生理活性最高。&生育酚抗氧化作用作用最强。Tocopherol维生素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抗氧化剂。临床上用维生素E治疗先兆流产和习惯性流产。 11.2.4 Vitamin K维生素K具有促获血的功能，凝血维生素天然的维生素K :维生素心和心。是2甲基,4蔡醞的衍生物。Vitamin KH3 cCH3-(CH2cHCCC=CCH3H2)5H2 H纟鯉素K2脂嫁性维生素Vitamin K维生素K的

8、主要生理功能:促进肝脏合成凝血酶原；调节另外三种凝血因?vn. ix及x的合成。种类主要活性形式维生素A11 -顺视黄醛维生素D1,25 -二径胆钙 笛醇维生素E8种维生素K4种化学结构主要功能具有脂环的不 饱和一元醇暗视觉和弱 宪感光类笛醇衍生物调节钙.磷 代谢苯骈二氢毗喃 的衍生物抗氧化剂 生殖功能多是蔡酿的衍 生物或类似物参与凝血作 用水嫁性维生素水溶性维生素包括维生素B族.硫辛酸和维I1生素C。I1I1维生素B族主要包括维生素B, B2? PP, B6, 泛酸.生物素.叶酸及B2等。维生素B族在生物体内通过构成辅酶发挥对 物质代谢的影响。体内不能多储存水溶性维生素。 113水嫁性维生素

9、 11.3.1维生素6和硫族素焦确酸Vitamin Band Thiamine pyrophosphate (TPP) 维生素B 硫素抗神经炎维生素蠢抗脚气病维生素(a I i)筆刖址dd Pue la uiuieA3Vitamin B and TPP硫胺素焦确酸（TPP丿：糖代谢中象基碳醴和酮合成与裂解反应的辅酶。a -酮酸的脱竣反应a -轻酮的形成与裂解反应a -酮转移反应Vitamin B1 and TPP维生素B缺乏时,糖代谢受阻,丙酮酸积累, 使病人的血.尿和脑组织中丙酮酸含量増多, 出现多发性神经炎,皮肤麻木.心力衰竭. 四肢无力.肌肉萎缩及下肢浮肿等症状，临 床上称會1气病。维生

10、素B主要存在于种子外皮及胚芽中f米 糠.麦矢 黄豆.酵母.瘦肉等食物中含量 最丰富i*IllI11*11.3.2维生素PP和烟族辅酶维生素PP又称抗赖皮病维生素烟酸，烟雜巌Nicotinic acid, nicotinamidei1广泛存在于自然界,以酵母、花生、谷类. 肉类.豆类和动物肝脏中含量丰富,在体内 色氨酸能转变为维生素PP。(HouQTC1VNarpelld solid apnup ainuepeOp-Eeuq.8u) (I OKN arpq.ounup au-uepe apEeu43ouu) 缠如卑H40B霽亂耍 售iI人类维生素PP缺 乏症称为癞皮症 (pellagra ) f

11、 主要表现是皮炎 腹泻及痴呆。皮 炎常呈对称性 并出现于暴露部 位；痴呆是因神 经组织变性的结 果。维生素PP和烟族端酶COCH烟憫安OCN-b烟酰胺（氧化型）烟脱胺（还原型）N H 2氢负离子H：-NADP +在2释基含个PNHNAD + NADH+H+ NADP+“ NADPH+H+体。 NAD啲作用: NAD+是呼吸链中传递氢过程中的一环。 代谢物上的氯先交给NAD+或NADP+ ,生 I成还原型的NADH或NADPH ,后者在将氢去还原另一个代谢物。I1键提供所需要的能量。11.33维生素B?和黄素輔酶维生素B?又名核堇素(riboflavin ),是核醇 与7 , 8甲基异咯嗪的缩合

12、物。1=1oHO -OHc5h!维生素B?和黄素輔酶黄素蛋白黄素酶X1嘩内核黄素是以堇素单核昔酸（FMN ）和 黄素腺D票岭二核苜酸（FAD ）形式存在,是 生物体内一些氧化还原酶（黄素蛋白）的辅 基,与蛋白部分结合很牢。维生素B?和黄素瑞酶图11 - 14核黄素、黄素单核昔酸(FMN)和黄素腺瞟吟二核昔酸(FAD)的结构维生素B?和黄素辅酶氧化型（黄色）半覘型2 寸 570nm（蓝色）还原型（无色）FAD 或 FMN+ H： e| 卜 H： e_FADH 或 FMNH9 +H-十-e*0半眠负离子 爲490mn（红色）FADH2 或 FMNH2图11-15 FAD和FMN的氧化还原态维生素B

13、?和黄素端酶当维生素B?缺乏肘引起口角炎、舌炎、恳炎、 阴囊友炎、眼唸炎、角膜血管增生等。维生素B?广泛存在于动、植杨中，在酵母、 肝、肾、蛋黄、奶及大豆中含量丰富。 11.3.4泛酸和痛酶ACo ASH表示辅酶A是泛酸的主要活性形式磷酸泛酰颈基乙胺OHHO-2NH功能CoA-CO-CH3传递酰基,是形成代谢中间产物的重要辅酶。当辅酶A携带乙酰时,称为乙酰辅酶A。imsa在糖代谢.脂质分解代谢.氨基酸代谢及体内_些重要物质如乙酰胆碱.胆SU卜喑和肝糖原等的合成中均起重要作用0 11.3.5维生素B&和璘酸ML哆醛、维生素B6包括:毗哆醇(pyridoxine )、X1毗哆醛(pyridoxal

14、) 毗哆胺(pyridoxamine ) 0 维生素Be活性形式:磷酸毗哆醛(PLP )和磷酸毗哆胺。I1H o2ft畛ftH3CHoHNHH o维生素Bg确酸/此哆确酸此哆肢维生素Be确酸观啄睡.确酸观哆族隣酸毗哆腋silolfi常|(*.*-11.3.6维生素及其瑞酶融胺素 cyanocobalamin 1961，Hodgkin，Nobel Prize X-ray crystallography of5，-deoxyadenosylocbalamin0维生素B?缔酶参与三种类型的反应: 1 ）分子内重排2）核昔酸还原成脱氧核苜酸（在某些细菌中）3 ）甲基转移缺乏症：恶性贫血动物食品中（肉类

15、和肝脏中）含量丰富Z人 和动物肠舀中也能合成。11.3.7生畅素 vb7维生素HHH i(C H 2)4C 0 0 Ht乌I生物素在多种酶促催化反应中作为活动竣基 载体。生物素一赖氨酸:生物细胞素基( residue)。来源广泛,肠道细菌也能合成。卵蛋白avidinOX1biocytin生物素-赖氨酸(生物胞素)复合物HHIN卵蛋白avidin卵白素二抗生物素二亲合素PAP复合物卯白盍继生素H二枕（羊杭兔）一挤（兔g组织抗:S 11.3.8叶酸和商氢叶酸 Folic acid and tetrahydrofolate叶酸最初由肝脏中分离出,后来发现绿叶中 含量丰富”敌茗叶酸。叶酸除 并乞之外是

16、舖有氧化水平碳原子_碳 单位的重要養体和供体。四氢叶酸(THF )是叶酸的活性辅酶形式, 称为辅酶F ( CoF ) oI1I1I1叶酸和商気叶酸o coo0II H IC+N CHCHCHO】72 氨基-4-短基-6-甲基蝶碇 对氨基苯甲酸谷氨酸蝶酸叶酸（蝶酰谷氨酸）叶酸和叨養叶酸碳形式-CH3 CH2 -CH=O -CH=O -CH = NH -CH =四氢叶酸形式2甲基-THFN5N】 亚甲基-THF2甲酰基-THFN】o-甲酰基-THFN5-亚胺甲基-THFhPNio-次甲基-THF 11.3.9硫辛酸 Lipoic acid同酶分子中赖氨酸现基的NH2以犹胺键 共价结合。S sn/

17、z旺、/CHCHqCICHC、 m硫辛酸（氧化型）硫辛酸（还原型）HS HSc/ . 夕H2cx /CHCHjCHzCHjCIC、 go*硫辛酸赖氨酸图 11-34氧化型和还原型硫辛酸以及硫辛酸-赖氨酸偶联物的结构硫辛酸丙爾酸失去CO?和 形成HETPP辅馨蛊丙酮酸脱氢砾复合体催化中的作用丙酮酸CoASHSCoA氢械辛酰胺重氧化FAD蛋白质NADH+H硫辛酸丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酰转乙酰酶二氢硫辛酰脱氢酶硫胺素 焦磷酸NAD+TPP 轻乙基-TPP (HETPP)图11-35丙酮酸脱氢酶反应机制丙醐酸脱竣产生宛乙基-TPP（步骤1）,在步驟2中转移二碳单位给硫辛酸，随后在步骤3 中形成乙酰-CcA,在步骤4反应中硫辛酸重新氧化轻乙基转移给硫辛酸并乙酰基转移给CoA氧化形成乙酰二氢硫辛酰胺硫辛酸Lipoic acid硫辛酸是一种軌基载体硫辛酸在a酮酸氧化作用和脱缓作用时行使 偶联雜基转移和尅子转移的功能。1L3J0维生素C维生素C,称抗坏血酸（ascorbic acidJ抗坏血酸和脱氢抗坏血酸形式是一种有效的 氧化还原糸统。ascorbic acidcooCOO抗坏血酸（维生素C）3- -L-古洛