第四章 维生素和辅酶

1、vitamin（一）发现记（一）发现记(1906(1906年英国年英国) )纯化饲料纯化饲料矿物质、矿物质、蛋白质、蛋白质、脂肪、核脂肪、核酸、糖酸、糖 牛奶中存在需要量极少，但生存必需的食物辅助因子维生素动物合成某些动物合成某些维生素的功能维生素的功能退化，必须依退化，必须依靠植物和微生靠植物和微生物提供，一旦物提供，一旦缺乏：缺乏：病病/死死一、维生素的概述一、维生素的概述 （二）概念（二）概念维生素维生素( (vitamin) ) 机体必需的一类营养素机体必需的一类营养素 是维持机体正常生理功能所必需、机体自身又不是维持机体正常生理功能所必需、机体自身又不能合成或合成量不足，必需靠外界供

2、给的一类能合成或合成量不足，必需靠外界供给的一类微量低分子有机化合物。微量低分子有机化合物。维生素的代谢特点：维生素的代谢特点：维生素主要存在于天然食物中。维生素主要存在于天然食物中。维生素主要参与体内代谢过程的调控维生素主要参与体内代谢过程的调控维生素机体不能合成或合成量太少，须由食物维生素机体不能合成或合成量太少，须由食物提供。提供。1.少量维生素就能满足生理需要。少量维生素就能满足生理需要。（二）（二） 维生素的命名和分类维生素的命名和分类 维生素维生素是小分子有机化合物，在化学结构上无共同性，是小分子有机化合物，在化学结构上无共同性，可可依据溶解性依据溶解性分为：分为：水溶性：水溶性：

3、 VC 、VB族族（B1、B2、烟酸和烟酰胺、烟酸和烟酰胺、B6、泛酸、泛酸、生物素、叶酸、生物素、叶酸、B12）脂溶性：脂溶性： VA 、 VD、 VE、 VK功能：功能：作为辅酶或辅基，主要是水溶性作为辅酶或辅基，主要是水溶性V中的中的B族维生素族维生素 参与酶催化反应中底物基团的转移参与酶催化反应中底物基团的转移调控某些生物机能（不作为辅酶或辅基），主要是调控某些生物机能（不作为辅酶或辅基），主要是脂溶性脂溶性V命名按照发现先后顺序命名：如VA, VB1, VB2, VC, VD,VE 摄入不足摄入不足 人体吸收利用降低人体吸收利用降低 维生素需要量增高维生素需要量增高 存在抗维生素物质

4、存在抗维生素物质维生素缺乏的原因维生素缺乏的原因一、水溶性维生素与辅酶一、水溶性维生素与辅酶 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 作用比较单一，主要构成酶的辅助因子直作用比较单一，主要构成酶的辅助因子直 接接影响某些酶的催化作用。影响某些酶的催化作用。：B族维生素，维生素族维生素，维生素C 坏血坏血/ /病病 毛细管脆弱、易碎毛细管脆弱、易碎 表现为牙龈发炎出血，皮肤出现小血斑、表现为牙龈发炎出血，皮肤出现小血斑、防治坏血病防治坏血病抗坏血酸抗坏血酸 化学结构化学结构酸性多羟基化合物酸性多羟基化合物（一）（一）

5、 人体、灵长类动物及豚鼠体内不能自行合成，人体、灵长类动物及豚鼠体内不能自行合成，只能通过只能通过食物获取食物获取还原型还原型氧化型氧化型 VC具有较强的还原（抗氧化）性具有较强的还原（抗氧化）性 VC与胶原蛋白合成有关，对透明质酸有氧化还原解聚作用。与胶原蛋白合成有关，对透明质酸有氧化还原解聚作用。3. VC通过对肝微粒体酶系统的作用影响某些药物代谢通过对肝微粒体酶系统的作用影响某些药物代谢4. VC对心血管系统有较明显的作用对心血管系统有较明显的作用维生素C生理功能：（二）（二） VB1( 硫胺素）硫胺素）（抗神经炎（抗神经炎V)存在形式：存在形式：（硫胺素焦磷酸）（硫胺素焦磷酸）由由AT

6、P提供提供功能：功能：脱羧辅酶脱羧辅酶多存在于多存在于种皮、胚芽、米糠、麦麸、黄豆、种皮、胚芽、米糠、麦麸、黄豆、酵母、瘦肉、白菜中酵母、瘦肉、白菜中VB1在酸性溶液中稳定，耐热，在在酸性溶液中稳定，耐热，在pH3.5以以下，下，120不被破坏不被破坏。维生素B1缺乏症脚气病脚气病两脚无力、健忘、四肢麻木、肌肉萎缩、心两脚无力、健忘、四肢麻木、肌肉萎缩、心力衰竭、下肢水肿等症状力衰竭、下肢水肿等症状消化功能障碍消化功能障碍胃肠道蠕动缓慢、消化液分泌减少、食欲胃肠道蠕动缓慢、消化液分泌减少、食欲不振、消化不良等不振、消化不良等H化学结构化学结构VB2存在形式存在形式 黄素黄素单单核苷酸核苷酸 F

7、MN 黄素黄素腺嘌呤腺嘌呤 二核苷酸二核苷酸 FAD氧化态 还原态 FMN + 2e + 2H+ FMNH2 FAD + 2e + 2H+ FADH2 二甲基异咯嗪上二甲基异咯嗪上的的N1N1、N5N5载运载运H H 生化作用：生化作用：FMN及及FAD是体内是体内脱氢酶黄素酶脱氢酶黄素酶(如如脂酰脂酰CoA脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶等）的辅基，主要起酶等）的辅基，主要起氢传递体氢传递体的作用的作用 . 缺乏症：缺乏症：口角炎，唇炎，眼球充血等口角炎，唇炎，眼球充血等 补充物补充物：牛奶、蔬菜。：牛奶、蔬菜。广泛存在，广泛存在，酵母、肝、酵母、肝、肾、蛋

8、、奶、大豆中丰富肾、蛋、奶、大豆中丰富FMN和和FAD是体内脱氢酶黄素酶的辅基是体内脱氢酶黄素酶的辅基（四）（四） PP（烟酰胺（烟酰胺/尼克酰胺）尼克酰胺） 化学结构化学结构 存在方式存在方式烟酰胺烟酰胺腺嘌呤腺嘌呤二核苷酸二核苷酸（辅酶辅酶I） NAD+烟酰胺烟酰胺腺嘌呤腺嘌呤二核苷酸二核苷酸磷酸磷酸 （辅酶辅酶）NADP+NCNH2O烟酰胺磷酸磷酸OO 功能：功能：脱氢酶辅酶脱氢酶辅酶传递传递可自身合成，不缺乏可自身合成，不缺乏+H+ 维生素维生素PP缺乏可引起癞皮病缺乏可引起癞皮病 癞皮病癞皮病 NAD+及及NADP+是体内多种是体内多种不需氧脱氢酶不需氧脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱

9、氢酶）的辅酶，起（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。传递氢的作用。（五）（五） VB6又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺，又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺，皆属于吡啶衍生物皆属于吡啶衍生物NCH2OHCH2OHHOH3C 吡哆醇(pyridoxol)NCH2OHCHOHOH3C 吡哆醛(pyridoxal)NCH2OHCH2NH2HOH3C 吡哆胺(pyridoxamine)NCH2OCHOHOH3CP（磷酸吡哆醛，（磷酸吡哆醛，PLP）吡哆醇吡哆醇氧化酶吡哆醛吡哆胺吡哆胺转氨酶ATPADP磷酸吡哆醇磷酸吡哆醇 氧化酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺 转氨酶磷酸吡哆胺ATPAD

10、P激酶ATPADP在体内以磷酸酯形式存在，磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是其活性在体内以磷酸酯形式存在，磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是其活性形式。形式。功能：功能：作为辅酶参加多种代谢反应，包括转氨、脱作为辅酶参加多种代谢反应，包括转氨、脱羧、氨基酸内消旋、羧、氨基酸内消旋、Trp代谢、含硫氨基酸代谢、含硫氨基酸的脱硫、羟基氨基酸的代谢和氨基酸的脱水的脱硫、羟基氨基酸的代谢和氨基酸的脱水等。等。动植物中分布广泛，谷类外皮尤丰富。动植物中分布广泛，谷类外皮尤丰富。食物中富含，肠道细菌可以合成供人体需要。食物中富含，肠道细菌可以合成供人体需要。缺乏症：缺乏症：导致皮肤、中枢神经系统和造血机构的损导致皮肤、中枢神

11、经系统和造血机构的损害。害。(六六) 泛酸泛酸/遍多酸遍多酸(VB3) 化学结构化学结构OHCH2CH3CCH3CHOHCONHCH2CH2OHOC泛泛解解酸酸丙丙氨氨酸酸VB3B3 存在方式存在方式 辅酶辅酶A（CoASH）巯基乙胺巯基乙胺酰胺键磷酸二酯键泛酸泛酸VB33.5-ADP功能：功能： 体内活性形式为体内活性形式为辅酶辅酶A(CoA)、酰基载体、酰基载体蛋白蛋白(ACP)泛酸在辅酶泛酸在辅酶A和酰基载体蛋白分子中发挥作用和酰基载体蛋白分子中发挥作用在酵母、肝、肾、蛋、小麦、米糠、在酵母、肝、肾、蛋、小麦、米糠、花生和豌豆中含量丰富，蜂王浆中含花生和豌豆中含量丰富，蜂王浆中含量最多。

12、量最多。辅酶辅酶A A广泛被作各种疾病的重要辅助广泛被作各种疾病的重要辅助药物。药物。（七）（七）生物素生物素（VB7 ）为含硫维生素，其结构可视为由尿素与为含硫维生素，其结构可视为由尿素与噻噻吩吩环结合而成，并有一个环结合而成，并有一个C5酸枝链。酸枝链。HNNHCO尿素部分尿素部分HCCHH2CCHS噻吩环部分噻吩环部分(CH2)4COOH戊酸根部分戊酸根部分生物素（生物素（biotin）尿素环上的尿素环上的一个一个N可与可与CO2结合结合羧化酶的辅酶羧化酶的辅酶生物素是细长针状的晶体，熔点生物素是细长针状的晶体，熔点232，耐热和酸碱，微溶于水。耐热和酸碱，微溶于水。功能功能：生物素是多

13、种羧化酶的辅酶，：生物素是多种羧化酶的辅酶， 在在CO2固定反应中起重要作用。固定反应中起重要作用。来源广泛，肠道能合成，人体一般不会缺乏。来源广泛，肠道能合成，人体一般不会缺乏。新鲜鸡蛋中含抗生物素蛋白新鲜鸡蛋中含抗生物素蛋白大量食用可致生物素缺乏。大量食用可致生物素缺乏。大白鼠严重缺乏时，后脚瘫痪，广泛的皮肤病、脱毛和神经过大白鼠严重缺乏时，后脚瘫痪，广泛的皮肤病、脱毛和神经过敏。人类缺少生物素可能导致皮炎、肌肉疼痛、感觉过敏、怠敏。人类缺少生物素可能导致皮炎、肌肉疼痛、感觉过敏、怠倦、厌食、轻度贫血等。倦、厌食、轻度贫血等。（八）（八）VB11（叶酸造血维生素）（叶酸造血维生素） 化学结

14、构化学结构 NNNNNH2OHCH2NHCONHCHCOOHCH2CH2COOH123456789102-氨基氨基-4-羟基羟基-6-亚甲基蝶呤亚甲基蝶呤对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸叶酸叶酸蝶酰谷氨酸蝶酰谷氨酸蝶酸蝶酸 存在形式存在形式四氢叶酸（辅酶四氢叶酸（辅酶F、CoF）NNNNNH2OHCH2NHCO12345678910谷氨酸谷氨酸F4，THFHNNNNNH2OHCH2NHHHHHCO二氢叶酸二氢叶酸5678HHNNNNNH2OHCH2NHHHHHCO四氢叶酸四氢叶酸5678HH 含一个碳原子的基团含一个碳原子的基团methylmethylenemethenylformylfo

15、rmimino功能：功能：一碳单位脱除酶的辅酶一碳单位脱除酶的辅酶 传递一碳基团传递一碳基团 叶酸参与甲硫氨酸、嘌呤、胸腺嘧啶的合叶酸参与甲硫氨酸、嘌呤、胸腺嘧啶的合成成，在细胞分裂旺盛时需求量很大。因此，在细胞分裂旺盛时需求量很大。因此孕妇需补充。孕妇需补充。 肿瘤患者可通过抑制二氢叶酸还原酶控制肿瘤患者可通过抑制二氢叶酸还原酶控制肿瘤生长，如氨甲喋呤和氨基蝶呤是肿瘤肿瘤生长，如氨甲喋呤和氨基蝶呤是肿瘤生长的抑制物。但是这些药物对正常细胞生长的抑制物。但是这些药物对正常细胞也有毒性，仅能用于短期治疗。也有毒性，仅能用于短期治疗。 磺胺类药物可磺胺类药物可竞争性竞争性地抑制细菌叶酸的合地抑制细

16、菌叶酸的合成，导致繁殖中断。成，导致繁殖中断。临床上用作治疗巨红细胞性贫血。临床上用作治疗巨红细胞性贫血。广泛存在于肝、酵母及绿叶蔬菜中，肠道细广泛存在于肝、酵母及绿叶蔬菜中，肠道细菌可合成。菌可合成。（九）（九） VB12及其辅酶及其辅酶维生素维生素B12是含钴的化合物，是含钴的化合物，又称氰钴胺素又称氰钴胺素(cyanocobalamine)在自然界中只有微生物能合成在自然界中只有微生物能合成维生素维生素B12 ；人体中人体中VB12的吸收需要胃壁细胞分泌的糖蛋白的吸收需要胃壁细胞分泌的糖蛋白（内因子），两者结合后才能被小肠吸收。（内因子），两者结合后才能被小肠吸收。R：-CH3甲基钴胺素

17、甲基钴胺素 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（辅酶（辅酶B12)在体内转变成两在体内转变成两种辅酶形式种辅酶形式4.4. 髓磷脂的生物合成减少，损害神经系统髓磷脂的生物合成减少，损害神经系统缺乏症：缺乏症：1. 1. 儿童及幼龄动物发育不良。儿童及幼龄动物发育不良。2. 2. 消化道上皮组织细胞失常。消化道上皮组织细胞失常。3. 3. 造血器官功能失常，导致恶性贫血造血器官功能失常，导致恶性贫血。广泛来源于动物性食品，肠道细菌可合成，不缺乏。一、脂溶性维生素一、脂溶性维生素Lipid-soluble Vitamin 共同特点：共同特点： （1 1）均为非极性疏水的异戊二

18、烯衍生物）均为非极性疏水的异戊二烯衍生物 （2 2）不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂）不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂 （3 3）在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收）在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收 （4 4）吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某）吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某 些特殊结合蛋白特异结合而运输些特殊结合蛋白特异结合而运输 种类：种类： Vit A, Vit D, Vit E, Vit K （一） VA动物饮食中吸收，或植物中的动物饮食中吸收，或植物中的-胡萝卜素转化而来胡萝卜素转化而来化学结构：化学结构： 不饱和一元醇不饱和一元醇 (脂类中萜类衍生物）CH3CH3CH3CHC

19、HCH3CHCHCHCH3CH2OHCH3CH3CH3CHCHCH3CHCHCHCH3CH2OHVV（化学组成）（化学组成）3甲基甲基环己环己(二二)烯烯+2甲基甲基-壬壬-四四烯醇烯醇视黄醇、视黄醛和视黄酸是维生素视黄醇、视黄醛和视黄酸是维生素A A的活性形式的活性形式11-顺视黄醇11-顺视黄醛视蛋白全反视黄醇 视紫红质（11-顺视黄醛） 光视紫红质（全反视黄醛）光变视紫红质II全反视黄醛异构酶还原酶还原酶视觉神经冲动缺乏缺乏夜盲症夜盲症(1(1）维生素）维生素A A与暗视觉相关与暗视觉相关(2)(2)维持上皮组织结构的完整与健全维持上皮组织结构的完整与健全缺乏：干眼病缺乏：干眼病(xer

20、ophthalmia)(3)(3)维生素维生素A A和胡萝卜素是有效的抗氧化剂和胡萝卜素是有效的抗氧化剂(4)(4)维生素维生素A A过量可引起中毒过量可引起中毒（二）（二） V VD D固醇衍生物固醇衍生物(P437)维生素维生素D2原（植物油或酵母）原（植物油或酵母）Vit D3原原转化成活性形式转化成活性形式Vit D325-OH-VitD31，25-（OH）2-VitD3肝肝肾肾为为VD的活性形式，调节钙和磷的活性形式，调节钙和磷的体内平衡。的体内平衡。 缺乏：缺乏：佝偻病、严重蛀牙、佝偻病、严重蛀牙、 软骨病、老年性骨质疏松症软骨病、老年性骨质疏松症多喝奶制品！2.帮助吸收帮助吸收V

21、A适度的太阳光可合成适度的太阳光可合成VD烟雾烟雾会遮断制造会遮断制造强烈日晒强烈日晒灼伤后，灼伤后，皮肤停止制造皮肤停止制造VD。功能功能 1.（三）（三） VE（生育酚生育酚）功能：功能：影响影响生殖生殖 抗氧化抗氧化养颜，保护生物膜养颜，保护生物膜 促进血红素合成促进血红素合成缺乏：生殖器官受损而不育、死胎、细胞异型缺乏：生殖器官受损而不育、死胎、细胞异型主要存在植物油中，豆类及蔬菜中含量也较多，主要存在植物油中，豆类及蔬菜中含量也较多，人体人体很少缺乏很少缺乏(P438)化学结构化学结构（四）（四） VK（凝血维生素凝血维生素） 化学结构化学结构VK1，绿叶植物及肝脏，绿叶植物及肝脏含

22、量丰富含量丰富VK2，肠道细菌的代谢，肠道细菌的代谢产物产物124OOCH3CH2CHCCH3(CH2CH2CH2CH2CH)2CH3CH3CCH3CH2CH2)5CHCH2(HCCH2OOCH3CCH3CH3临床最常用，临床最常用，作为合成作为合成VK1和和VK2的前体的前体凝血活性比凝血活性比K1高高34倍。倍。功能：功能：血纤维蛋白质血纤维蛋白质促凝血蛋白原促凝血蛋白原血浆凝血酶血浆凝血酶磷脂、磷脂、Ca2+凝血酶原凝血酶原不溶性血纤维蛋白凝块来源：来源：K1K1在绿色植物及动物肝脏中含量丰富，在绿色植物及动物肝脏中含量丰富，K2K2能由肠道中微生物合成，鱼类中也较丰富。能由肠道中微生物

23、合成，鱼类中也较丰富。 不易缺乏不易缺乏分类分类名称名称存在形存在形式式发现发现别称别称作用作用来源来源缺乏症缺乏症脂溶性视黄醇类(维生素A)由Elmer McCollum和M. Davis在1912年到1914年之间发现。并不是单一的化合物，而是一系列视黄醇的衍生物(视黄醇亦被译作维生素A醇、松香油)抗干眼病维生素维持一切上皮组织健全所必需促进生长、发育及繁殖构成视觉细胞内感光物质的成分鱼肝油、绿色蔬菜夜盲症水溶性硫胺素(维生素B1)TPP1896年荷兰科学家伊克曼首先发现，1910年为波兰化学家丰克从米糠中提取和提纯抗脚气病维生素氧化脱羧酵母、谷物、肝脏、大豆、肉类脚气病消化不良水溶性核黄

24、素(维生素B2)FMNFAD由D. T. Smith和E. G. Hendrick在1926年发现维生素G脱氢酶的辅酶，传递H酵母、肝脏、蔬菜、蛋类口腔炎、皮炎、微血管增生症水溶性烟酸(维生素B3)CoASH由Conrad Elvehjem在1937年发现维生素P、维生素PP、菸硷酸、尼古丁酸酰基转移酶的辅酶，传递酰基酵母、谷物、肝脏、米糠水溶性泛酸（维生素B5)NAD+NADP由Roger Williams在1933年发现遍多酸，Vpp脱氢酶的辅酶，传递H酵母、谷物、肝脏、蔬菜水溶性吡哆醇类(维生素B6)PLP由Paul Gyorgy在1934年发现包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺脱羧、转氨、氨基

25、酸内消旋、Trp代谢等酵母、谷物、肝脏、蛋类、乳制品水溶性生物素(维生素B7)维生素H或辅酶R羧化酶的辅酶， 在CO2固定反应中起重要作用酵母、肝脏、谷物水溶性叶酸(维生素B9)THF蝶酰谷氨酸、蝶酸单麸胺酸、维生素M、造血维生素或叶精一碳单位脱除酶的辅酶，传递一碳基团蔬菜叶、肝脏水溶性钴胺素(维生素B12)由Karl Folkers和Alexander Todd在1948年发现氰钴胺或辅酶B12肝脏、鱼肉、肉类、蛋类水溶性抗坏血酸(维生素C)詹姆斯林德在1747年发现抗环血酸1. 抗坏血病（保护细胞膜） 2. 氢传递体3.脯氨酸羟基化酶的辅酶 4.酶的激活剂新鲜蔬菜、水果脂溶性钙化醇(维生素

26、D)由Edward Mellanby在1922年发现这是唯一一种人体可以少量合成的维生素骨化醇、抗佝偻病维生素， 1.促进Ca2+在骨骼中沉积2.帮助吸收VA鱼肝油、蛋黄、乳制品、酵母脂溶性钙化醇(维生素D)由Edward Mellanby在1922年发现这是唯一一种人体可以少量合成的维生素骨化醇、抗佝偻病维生素， 1.促进Ca2+在骨骼中沉积2.帮助吸收VA鱼肝油、蛋黄、乳制品、酵母脂溶性生育酚(维生素E)由Herbert Evans及Katherine Bishop在1922年发现。主要有、四种影响生殖，抗氧化、促进血红素合成鸡蛋、肝脏、鱼类、植物油脂溶性萘醌类(维生素K)由Henrik Dam在1929年发现。凝血维生素促进凝血菠菜、苜蓿、白菜、肝脏四、作为辅酶的金属离子四、作为辅酶的金属离子(P464)1转氨酶的辅因子为 。其有三种形式，分别为 、 、 ，其中 在氨基酸代谢中非常重要。2叶酸有 和 两种还原形式，后者的功能作为 载体3维生素是维持生物体正常生长所必需的一类_有机物质。主要作用是作为_的组分参与体内代谢。4根据维生素的_性质，可将维生素分为两类，即_和_。5维生素B1由含_的_环与含_的_环组成，故称为_。1. 维生素B6，吡哆醇，吡哆醛，吡哆酸，吡哆醛2. 二氢叶酸，四氢叶酸，一碳