生物化学与分子生物学：维生素(用)

1、 第第 七七 节节 维维 生生 素素 与与 辅辅 酶酶 概概 述述 定义定义 维生素维生素(vitamin)(vitamin)是机体维持正常功能所是机体维持正常功能所 必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须 由食物供给的一组低分子量有机化合物。由食物供给的一组低分子量有机化合物。 1 1、维生素的发现、维生素的发现 2 2、何谓维生素、何谓维生素 3 3、维生素的命名与分类：、维生素的命名与分类： 1 1）命名：发现的先后、结构特点、功能）命名：发现的先后、结构特点、功能 2 2）分类：）分类：脂溶性维生素脂溶性维生素 水溶性维生素水溶性维生素 4 4

2、、维生素缺乏的常见原因：、维生素缺乏的常见原因： 1 1）进食量不足）进食量不足 2 2）吸收障碍）吸收障碍 3 3）需要量增加）需要量增加 4 4）服用某些药物）服用某些药物 第第 一一 节节 水溶性维生素与辅酶水溶性维生素与辅酶 共同特点共同特点 易溶于水，故易随尿液排出。易溶于水，故易随尿液排出。 体内不易储存，必须经常从食物中摄取。体内不易储存，必须经常从食物中摄取。 B B1 1、B B2 2、PPPP、B B6 6、叶酸、泛酸、生物素、叶酸、泛酸、生物素、 B B12 12 、 、硫辛酸硫辛酸、C C 一、维生素一、维生素B B1 1 维生素维生素B B1 1 （硫胺素、抗 （硫胺

3、素、抗脚气病脚气病维生素）维生素） 体内活性形式为体内活性形式为焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP) OH N CH3 NH2 CH2N + S CH2 NCH3 CH2 O 硫硫 胺胺 素素 焦磷酸焦磷酸硫胺素硫胺素（TPP） TPPTPP是是-酮酸氧化脱羧酶酮酸氧化脱羧酶的辅酶，也是的辅酶，也是 转酮醇酶转酮醇酶的辅酶。的辅酶。 抑制抑制胆碱酯酶胆碱酯酶的活性，的活性，在神经传导中在神经传导中 起一定的作用。起一定的作用。 脚气病：脚气病：早期主要表现神经系统症状早期主要表现神经系统症状 晚期可累及心脏晚期可累及心脏 二、维生素二、维生素B B2 2 HCH (HCOH)3 CH2

4、OH H3C N N N O O H3C N 异咯嗪异咯嗪 核醇核醇 维生素维生素B2, 又称核黄素又称核黄素 H N N C NH N C O O CH3 CH3 CH 3 HCOH HCOH HCOH H2CPO OH O O OH O P O CH 3 O OHOH N N N N NH2 黄素单核苷酸黄素单核苷酸(FMN)(FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)(FAD) （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：以以FMN、FAD的形式构成各种的形式构成各种 黄素酶的辅基，参与体内氧化还原反应黄素酶的辅基，参与体内氧化还原反应, , 主要起递

5、氢体的作用。主要起递氢体的作用。 缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。 递氢机制递氢机制 三、维生素三、维生素PPPP（V VB B3 3） 维生素维生素PPPP是吡啶的衍生物，包括是吡啶的衍生物，包括: : 尼克酸尼克酸( (烟酸烟酸) )、尼克酰胺、尼克酰胺( (烟酰胺烟酰胺) ) N COOH N CONH2 烟酸烟酸 烟酰胺烟酰胺 ， 活性部位活性部位 以以NADNAD+ +、NADPNADP+ +的形式构成的形式构成不需氧脱氢酶不需氧脱氢酶 的辅酶的辅酶 ，参与体内氧化还原反应。，参与体内氧化还原反应。起传递氢的作起传递氢的作 用。用。 癞癞( (糙糙)

6、)皮病皮病: :对称性皮炎伴有腹泻，对称性皮炎伴有腹泻， 严重时痴呆。机制不清。严重时痴呆。机制不清。 递氢机制递氢机制 四、维生素四、维生素B B6 6 （一）化学本质及（一）化学本质及 维生素维生素B B6 6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺 体内活性形式为体内活性形式为磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛和和磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 2 2、生理作用、生理作用 1) 1)以以磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺的形式构成的形式构成转氨酶、转氨酶、 脱羧酶脱羧酶的辅酶，参与氨基酸代谢。的辅酶，参与氨基酸代谢。 2) 2)构成构成 3 3、缺乏病、缺乏病 低血色素小低血色素小 细胞性

7、贫血和血清铁增高。细胞性贫血和血清铁增高。 人类未发现维生素人类未发现维生素B B6 6缺乏的典型病例。缺乏的典型病例。 临床上常用其辅助治疗妊娠呕吐、婴儿惊厥等症临床上常用其辅助治疗妊娠呕吐、婴儿惊厥等症 ( (促进生成抑制性神经递质促进生成抑制性神经递质: :氨基丁酸氨基丁酸) )。 五、泛五、泛 酸（酸（V-BV-B5 5 ) ) （一）化学本质及（一）化学本质及 由由-丙氨酸丙氨酸与与羟基丁酸羟基丁酸结合而构成，因其广泛存在于结合而构成，因其广泛存在于 动植物组织故名动植物组织故名泛酸泛酸或或遍多酸遍多酸 体内活性形式为体内活性形式为 辅酶辅酶A (CoAA (CoA) ) 酰基载体蛋

8、白酰基载体蛋白( (ACP) ) HOCH2C CH3 CH3 CH OH CONH CH2CH2COOH 泛酸 N N N N NH2 O CH2O OH OPO3H2 OH O O P P O OOHCH2 CCH3CH3 COHH CO NH CH2CH2C O NHCH2CH2SH 泛酸泛酸 4-磷酸泛酰巯基乙胺磷酸泛酰巯基乙胺 CoA的结构式的结构式 33磷酸腺苷磷酸腺苷-5-5焦磷酸焦磷酸 巯基乙胺巯基乙胺 功能基团功能基团 4-磷酸泛酰磷酸泛酰 巯基乙胺巯基乙胺 ACPACP的的 组成成分组成成分 （二）生化作用及缺乏症二）生化作用及缺乏症 CoACoA及及ACPACP是酰基转移

9、酶的辅酶，是酰基转移酶的辅酶， 广泛参与糖、脂肪、蛋白质代谢及肝脏的生广泛参与糖、脂肪、蛋白质代谢及肝脏的生 物转化作用。物转化作用。 泛酸广泛存在自然界，很少有泛酸缺乏症。泛酸广泛存在自然界，很少有泛酸缺乏症。 六、生物素六、生物素 CH S CH CH2 NH CH NH O (CH2)4COOH 与羧基结合生与羧基结合生 成成N-羧基生物羧基生物 素素,作为作为CO2 的载体。的载体。 ( (一一) ) 化学本质及化学本质及 生物素生物素(biotin)(biotin)是噻吩和尿素缩合成的双环化合物。是噻吩和尿素缩合成的双环化合物。 O=C O ( (二二) )生化作用及缺乏症生化作用及

10、缺乏症 生物素是多种生物素是多种羧化酶羧化酶（如丙酮酸羧化酶）（如丙酮酸羧化酶） 的辅酶，参与的辅酶，参与COCO2 2的羧化过程。的羧化过程。 生物素来源广泛，且人体肠道细菌也能合成，生物素来源广泛，且人体肠道细菌也能合成， 很少出现缺乏症。很少出现缺乏症。 长期使用抗生素会抑制肠道细菌生长，也可长期使用抗生素会抑制肠道细菌生长，也可 能造成生物素的缺乏。能造成生物素的缺乏。 人类缺少生物素可能出现疲乏、恶心、呕吐、人类缺少生物素可能出现疲乏、恶心、呕吐、 食欲不振、皮炎及脱屑性红皮病。食欲不振、皮炎及脱屑性红皮病。 七、叶酸七、叶酸 生化作用：生化作用：FHFH4 4是一碳单位转移酶的辅酶

11、，是一碳单位转移酶的辅酶， 参与一碳单位的代谢。参与一碳单位的代谢。 缺乏症：巨幼红细胞贫血缺乏症：巨幼红细胞贫血 (folic acid) 叶酸叶酸 二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶 NADPH+H+NADP+ 二氢叶酸二氢叶酸 二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶 NADPH+H+NADP+ 四氢叶酸四氢叶酸 5, 6, 7, 8-四氢叶酸四氢叶酸 N 1 N 3 CH 6 N H 5 7 N H 8 NH2 OH CH2 9 NH 10 C O NH CH HOOC (CH2)2COOH 与各种一碳单位与各种一碳单位 结合部位结合部位 蝶呤啶蝶呤啶对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸 八、维生素八、

12、维生素B B12 12 R：5-脱氧腺苷脱氧腺苷 5-脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素 R R：-CH3-CH3 甲基钴胺素甲基钴胺素 生化作用：生化作用：作为作为甲基转移酶甲基转移酶的辅酶，的辅酶， 参与体内转甲基作用。参与体内转甲基作用。 缺乏症：巨幼红细胞贫血、神经疾患缺乏症：巨幼红细胞贫血、神经疾患 九、硫辛酸九、硫辛酸 CH2 CH2 CH S S (CH2)4 HOOC 2H 2H CH2 CH2 CH SH SH (CH2)4 HOOC 氧化型氧化型还原型还原型 硫辛酸硫辛酸(lipoic(lipoic acid) acid)的化学结构是的化学结构是6,8-6,8-二硫辛酸二硫辛酸.

13、 . 氧化型与还原型可互变氧化型与还原型可互变. . ( (二二) ) 生化作用生化作用 * * 硫辛酸是硫辛酸是硫辛酸乙酰转移酶硫辛酸乙酰转移酶的辅的辅 酶，起转酰基作用。酶，起转酰基作用。 * * 有抗脂肪肝和降低胆固醇的作用有抗脂肪肝和降低胆固醇的作用 * * 抗氧化、保护巯基酶抗氧化、保护巯基酶 十、维生素十、维生素C C 生化作用：参与氧化还原反应生化作用：参与氧化还原反应; ;参与体内参与体内 羟化反应羟化反应, ,促进胶原蛋白的合促进胶原蛋白的合 成成; ;促进铁的吸收。促进铁的吸收。 缺乏症：坏血病缺乏症：坏血病 C C CH CH2OH OH H OH C C O O OH

14、14 C C CH CH2OH O H OH C C O O O 14 2H 2H 维生素维生素C脱氢维生素脱氢维生素C维生素维生素C 脱氢维生素脱氢维生素C C 维生素主要生理功能维生素主要生理功能 维生素维生素C C在体内参与多种反应，如参与氧化还原在体内参与多种反应，如参与氧化还原 过程，在生物氧化和还原作用以及细胞呼吸中起重过程，在生物氧化和还原作用以及细胞呼吸中起重 要作用。从组织水平看，维生素要作用。从组织水平看，维生素C C的主要作用是与的主要作用是与 细胞间质的合成有关。包括胶原，牙和骨的基质，细胞间质的合成有关。包括胶原，牙和骨的基质， 以及毛细血管内皮细胞间的接合物。因此，

15、当维生以及毛细血管内皮细胞间的接合物。因此，当维生 素素C C 缺乏所引起的坏血病时，伴有胶原合成缺陷，缺乏所引起的坏血病时，伴有胶原合成缺陷， 表现为创伤通难以愈合，牙齿形成障碍和毛细血管表现为创伤通难以愈合，牙齿形成障碍和毛细血管 破损引起大量瘀血点，瘀血点融合形成瘀斑。破损引起大量瘀血点，瘀血点融合形成瘀斑。 B B族维生素的常见辅酶（辅基）的形式及功用族维生素的常见辅酶（辅基）的形式及功用 维生素维生素 活性形式活性形式 主要生化功用主要生化功用 VitB1 TPP - -酮酸氧化脱羧酶的辅酶酮酸氧化脱羧酶的辅酶 VitB2 FMN、FAD 黄素酶的辅基黄素酶的辅基 VitPP NAD

16、+、NADP+ 不需氧脱氢酶的辅酶 不需氧脱氢酶的辅酶 VitB6 磷酸吡哆醛、 磷酸吡哆醛、 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 转氨酶、脱羧酶的辅酶转氨酶、脱羧酶的辅酶 泛酸泛酸 辅酶辅酶A 酰基的载体酰基的载体 叶酸叶酸 四氢叶酸四氢叶酸 一碳单位的载体一碳单位的载体 VitB12 甲钴胺素等甲钴胺素等 转甲基酶的辅酶转甲基酶的辅酶 生物素生物素 羧化酶的辅酶羧化酶的辅酶 硫辛酸硫辛酸 硫辛酸乙酰转移酶辅酶硫辛酸乙酰转移酶辅酶 脂溶性维生素的脂溶性维生素的种类种类： A A、D D、E E、K K 脂溶性维生素的脂溶性维生素的特点特点: : 与脂类食物共存，吸收也与脂类吸收密切相与脂类食物共存，吸收也

17、与脂类吸收密切相 关，进入体内后可在肝中大量储存，所以只关，进入体内后可在肝中大量储存，所以只 有长期缺乏供应才会导致缺乏症。有长期缺乏供应才会导致缺乏症。 一、一、维生素维生素A A（抗干眼病维生素）（抗干眼病维生素） 天然形式：天然形式：A A1 1（视黄醇）（视黄醇） A A2 2（3-3-脱氢视黄醇）脱氢视黄醇） 活性形式活性形式 ：视黄醇、视黄醛、视黄酸：视黄醇、视黄醛、视黄酸 维生素维生素A A原：原：-胡萝卜素胡萝卜素 （二）生化作用及缺乏症（二）生化作用及缺乏症 1. 1. 生化作用生化作用 构成构成视杆细胞感光物质视杆细胞感光物质视紫红质视紫红质的成分的成分 参与糖蛋白的合成

18、，维持上皮组织的分化参与糖蛋白的合成，维持上皮组织的分化 与健全与健全 2. 2. 缺乏症缺乏症 夜盲症，干眼病，皮肤干燥等夜盲症，干眼病，皮肤干燥等 视紫红质视紫红质 视蛋白视蛋白 11-11-顺视黄醛顺视黄醛全反视黄醛全反视黄醛 暗处暗处 光光 ( (视网膜视网膜) ) 异构酶异构酶 11-11-顺视黄醇顺视黄醇全反视黄醇全反视黄醇 ( (肝肝) ) 异构酶异构酶 视黄醛还原酶视黄醛还原酶 视紫红质循环视紫红质循环 二二 、维生素、维生素D D（抗佝偻病维生素）（抗佝偻病维生素） 种类：种类：VitDVitD2 2（麦角钙化醇）（麦角钙化醇） VitDVitD3 3（胆钙化醇）（胆钙化醇） VitDVitD2 2原：麦角固醇原：麦角固醇 VitDVitD3 3原：原： 7-7-脱氢胆固醇脱氢胆固醇 麦角固醇麦角固醇VitDVitD2 2 胆固醇胆固醇7-7-脱氢胆固醇脱氢胆固醇VitDVitD3 3 VitDVitD3 3的活性形式：的活性形式： 1, 25- (OH)1, 25- (OH)2 2-VitD-VitD3 3 阳光及阳光及 紫外线紫外线 作用下作用下 OH OH (肝肝)25-羟化酶羟化酶 维生素维生素D3 25-羟维生素羟维生素D3 (肾等肾等) 1-羟化酶羟化酶 1, 25-二羟维生素二羟维生素D3