第四章维生素与辅酶

1、n掌握全酶的概念。掌握全酶的概念。n从食品生物化学的角度学习维生素。从食品生物化学的角度学习维生素。第四章第四章 维生素与辅酶维生素与辅酶学习目标学习目标酶单成分酶单成分酶 脲酶、蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。双成分酶双成分酶酶蛋白辅因子（简单蛋白质）（结合蛋白质）（apoenzyme）（cofacter)辅酶（coenzyme)辅基(prosthetic group)全酶全酶(holoenzyme(holoenzyme）= = 酶蛋白酶蛋白 + + 辅因子辅因子酶的辅因子酶的辅因子p 酶的辅因子是酶的对热稳定的非蛋白小分子物质部分，酶的辅因子是酶的对热稳定的非蛋白小分子物质部分，其主要作用是

2、作为电子、原子或某些基团的载体参与反其主要作用是作为电子、原子或某些基团的载体参与反应并促进整个催化过程。应并促进整个催化过程。(1)(1)传递电子体：传递电子体：如如 卟啉铁、卟啉铁、铁硫簇；铁硫簇；(2)(2)传递氢（递氢体）：传递氢（递氢体）：如如 FMN/FAD、NAD/NADP、C0Q、 硫辛酸；硫辛酸；(3)(3)传递酰基体：传递酰基体：如如 C0A、TPP、硫辛酸；、硫辛酸；(4)(4)传递一碳基团：传递一碳基团：如如 四氢叶酸；四氢叶酸；(5)(5)传递磷酸基：传递磷酸基：如如 ATP，GTP；(6)(6)其它作用：其它作用： 转氨基，如转氨基，如 VB6 ；传递传递COCO2

3、 2，如，如 生物素。生物素。p维生素和辅酶维生素和辅酶l维生素是机体维持正常生命活动所维生素是机体维持正常生命活动所必不可少必不可少的一类小分子的一类小分子有机物质。有机物质。l多数维生素作为辅酶和辅基的组成成分，参与体内的物质多数维生素作为辅酶和辅基的组成成分，参与体内的物质代谢。代谢。l维生素一般习惯分为维生素一般习惯分为脂溶性脂溶性和和水溶性水溶性两大类。其中脂溶性两大类。其中脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用，而水溶性维生维生素在体内可直接参与代谢的调节作用，而水溶性维生素通过转变成辅酶对代谢起调节作用。素通过转变成辅酶对代谢起调节作用。l某些小分子有机化合物与酶蛋白结合在一

4、起并协同实施催某些小分子有机化合物与酶蛋白结合在一起并协同实施催化作用，这类分子被称为化作用，这类分子被称为辅酶（或辅基）辅酶（或辅基）。l辅酶辅酶是一类具有特殊化学结构和功能的化合物。参与的酶是一类具有特殊化学结构和功能的化合物。参与的酶促反应主要为促反应主要为氧化氧化-还原反应或基团转移反应还原反应或基团转移反应。l大多数辅酶的大多数辅酶的前体前体主要是水溶性主要是水溶性B族维生素。许多维生素的族维生素。许多维生素的生理功能与辅酶的作用密切相关。生理功能与辅酶的作用密切相关。u脂溶性维生素脂溶性维生素n维生素维生素A,D,E,KA,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶于水，在食物中均溶于脂类溶剂

5、，不溶于水，在食物中通常与脂肪一起存在，吸收它们，需要脂肪和胆汁酸。通常与脂肪一起存在，吸收它们，需要脂肪和胆汁酸。u维生素维生素A An维生素维生素A A分分A A1 1, A, A2 2两种，是不饱和一元醇类。维生素两种，是不饱和一元醇类。维生素A A1 1又称为视黄醇，又称为视黄醇，A A2 2称为脱氢视黄醇。称为脱氢视黄醇。n主要功能：维持上皮组织健康及正常视觉，促进年幼主要功能：维持上皮组织健康及正常视觉，促进年幼动物的正常生长。动物的正常生长。CH2OHCH2OHA1A2u维生素维生素D Dn维生素维生素D是固醇类化合物，主要有是固醇类化合物，主要有D2、D3、D4、D5。其。其中

6、中D2、D3活性最高。活性最高。麦角固醇7-脱氢胆固醇22-双氢麦角固醇7-脱氢谷固醇维生素D2维生素D3维生素D4维生素D5n维生素维生素D D的结构的结构n在生物体内，在生物体内，D D2 2和和D D3 3本身不具有生物活性。它们在肝脏和本身不具有生物活性。它们在肝脏和肾脏中进行羟化后，形成肾脏中进行羟化后，形成1,25-1,25-二羟基维生素二羟基维生素D D。其中。其中1,25-1,25-二羟基维生素二羟基维生素D D3 3是生物活性最强的。是生物活性最强的。n主要功能：调节钙、磷代谢，维持血液中钙、磷浓度正常，主要功能：调节钙、磷代谢，维持血液中钙、磷浓度正常，促使骨骼正常发育。促

7、使骨骼正常发育。HORu维生素维生素E En维生素维生素E E又叫做生育酚，目前发现的有又叫做生育酚，目前发现的有6 6种，其中种，其中 ， ， ， 四种有生理活性。四种有生理活性。n主要功能：具有抗氧化剂的功能，可作为食品添加剂使主要功能：具有抗氧化剂的功能，可作为食品添加剂使用，还可保护细胞膜的完整性；同时还有抗不育的作用。用，还可保护细胞膜的完整性；同时还有抗不育的作用。OHOR2R1R3u维生素维生素K Kn维生素维生素K K有有3 3种：种：K K1 1,K,K2 2,K,K3 3。其中。其中K K3 3是人工合成的。维生素是人工合成的。维生素K K是是2-2-甲基萘醌的衍生物。甲基

8、萘醌的衍生物。n主要功能：促进肝脏合成凝血酶原，促进血液的凝固。主要功能：促进肝脏合成凝血酶原，促进血液的凝固。OOOOCH2CHC(CH3)CH2CH25CHC(CH3)2u水溶性维生素水溶性维生素u维生素维生素B B1和羧化辅酶和羧化辅酶n维生素维生素B B1又称硫胺素，在体内又称硫胺素，在体内以硫胺素焦磷酸酯的形式以硫胺素焦磷酸酯的形式存在存在, ,构成构成焦磷酸硫胺素（焦磷酸硫胺素（TPPTPP）。）。缺乏时表现出多发性缺乏时表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿。Cl-N+SCH3CH2CH2OHNNNH2H3CCH2

9、维生素维生素B1的结构的结构n焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP)是脱羧酶的辅酶，催化丙酮是脱羧酶的辅酶，催化丙酮酸或酸或酮戊二酸的氧化脱羧反应，所以又称为酮戊二酸的氧化脱羧反应，所以又称为羧化辅酶羧化辅酶。TPP的结构的结构NNNH2H3CCH2N+SCH3CH2CH2OPOOPOHOHOOHCl-u维生素维生素B B2 2和黄素辅酶和黄素辅酶n维生素维生素B B2 2又称核黄素，由核糖醇和又称核黄素，由核糖醇和6 6,7-7-二甲基异咯嗪两二甲基异咯嗪两部分组成。部分组成。n缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口腔缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口腔发炎，舌炎、

10、角膜炎、皮炎等。发炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。NCCNHNNOOCH2CHCHCHCH2OPOHOHOHOHOOHCH3CH3维生素维生素B2的结构的结构FMN的结构的结构nFAD(FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸) )和和FMN(FMN(黄素单核苷酸黄素单核苷酸) )是核黄是核黄素素( (维生素维生素B B2 2) )的衍生物。它们在脱氢酶催化的氧化的衍生物。它们在脱氢酶催化的氧化- -还原还原反应中，起着电子和质子的传递体作用，与糖、脂和氨反应中，起着电子和质子的传递体作用，与糖、脂和氨基酸的代谢密切相关。基酸的代谢密切相关。u泛酸和辅酶泛酸和辅酶A A（CoACoA）n维生素维

11、生素B B3 3又称泛酸，是由又称泛酸，是由 , , -二羟基二羟基- , , -二甲二甲基丁酸和一分子基丁酸和一分子 -丙氨酸缩合而成丙氨酸缩合而成。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2COHCOOHO维生素维生素B3的结构的结构n辅酶辅酶A A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它是含泛酸的复合核苷酸。在糖类和脂类代谢中起是含泛酸的复合核苷酸。在糖类和脂类代谢中起转移酰基的作用，是酰基转移酶的辅酶。转移酰基的作用，是酰基转移酶的辅酶。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2CNHCH2CH2SHOOOOHPOOHHONNNH2NNO

12、POOOHPOOOHCH2辅酶辅酶A的结构的结构u维生素维生素PPPP和辅酶和辅酶I I、辅酶、辅酶IIII n维生素维生素PPPP包括尼克酸（又称烟酸）和尼克酰胺包括尼克酸（又称烟酸）和尼克酰胺（又称烟酰胺）两种物质。在体内主要以尼克（又称烟酰胺）两种物质。在体内主要以尼克酰胺形式存在，尼克酸是尼克酰胺的前体。酰胺形式存在，尼克酸是尼克酰胺的前体。NCOOHNCONH2n维生素维生素PPPP能维持神经组织的健康。缺乏时表现出能维持神经组织的健康。缺乏时表现出神经营养障碍，出现皮炎。神经营养障碍，出现皮炎。nNAD (烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶I) 和和N

13、ADP (烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,又称为辅酶又称为辅酶II ) 是维生素烟酰胺的衍生物，其还原形式为是维生素烟酰胺的衍生物，其还原形式为NADH和和NADPH，它们是多种重要脱氢酶的辅酶。，它们是多种重要脱氢酶的辅酶。OCH2OPOPOCH2OHOHO OO-O-N+CONH2OOHOH(OPO3H2)NNNH2NNu维生素维生素B B6 6及其辅酶及其辅酶n维生素维生素B B6 6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。 结构结构 page 241 page 241n维生素维生素B B6 6在体内经磷酸化作用转化为相应的磷酸脂，在体内经磷酸化作用转化

14、为相应的磷酸脂，参参加代谢的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡哆醛加代谢的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡哆醛是氨基酸转氨作用、脱羧作用和消旋作用的辅酶。是氨基酸转氨作用、脱羧作用和消旋作用的辅酶。NH3CHOCHOCH2OPOHOOHNH3CHOCH2NH2CH2OPOHOOH磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺u生物素生物素n生物素（生物素（biotin）也称为维生素）也称为维生素B B7 7，它是，它是多种羧多种羧化酶的辅酶。化酶的辅酶。n生物素的功能是作为生物素的功能是作为COCO2 2的递体，在生物合成中的递体，在生物合成中起传递和固定起传递和固定COCO2 2的作用。的作用。HNNHCOC

15、HH2CS(CH2)4COOH生物素的结构生物素的结构u叶酸和四氢叶酸叶酸和四氢叶酸n维生素维生素B B1111又称叶酸，作为辅酶的是叶酸加氢的又称叶酸，作为辅酶的是叶酸加氢的还原产物还原产物四氢叶酸四氢叶酸。n四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如-CH-CH3 3、 -CH-CH2 2- -、-CHO-CHO 等的载体，参与多种生物合成过程。等的载体，参与多种生物合成过程。NNH2NOHNNHHCH2HHHNHCONHCHCOOHCH2CH2COOH四氢叶酸的结构四氢叶酸的结构u维生素维生素B B1212和和B B1212辅酶辅酶n维生素维生素B B121

16、2又称为钴胺素。维生素又称为钴胺素。维生素B B1212分子中与分子中与CoCo+ +相连的相连的CNCN基被基被55-脱氧腺苷所取代，形成维生脱氧腺苷所取代，形成维生素素B B1212辅酶。辅酶。n维生素维生素B B1212辅酶的主要功能是作为变位酶的辅酶，辅酶的主要功能是作为变位酶的辅酶，催化底物分子内基团催化底物分子内基团( (主要为甲基主要为甲基) )的变位反应。的变位反应。u维生素维生素C Cn维生素维生素C C能防治坏血病，故又称抗坏血酸。能防治坏血病，故又称抗坏血酸。在在体内参与氧化还原反应、羟化反应。人体不体内参与氧化还原反应、羟化反应。人体不能合成。能合成。CCCCCCH2O

17、HOHOHOHHOHOOCCOOOHHOHCH2OHCCCu硫辛酸硫辛酸n硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶。硫辛。硫辛酸是酸是6 6,8 8-二硫辛酸，有两种形式：即硫辛二硫辛酸，有两种形式：即硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型）。酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型）。SCHSCHCH2CH2CH2CH2CH2COOHu辅酶辅酶Q Q（CoQCoQ）n辅酶辅酶Q Q又称为泛醌，广泛存在于动物和细又称为泛醌，广泛存在于动物和细菌的线粒体中。菌的线粒体中。n辅酶辅酶Q Q的活性部分是它的的活性部分是它的醌环结构，主要醌环结构，主要功能是作为线粒体呼吸链氧化功能是作为线粒体呼吸链氧化- -还原酶的还原酶的辅酶，在酶与底物分子之间传递电子。辅酶，在酶与底物分子之间传递电子。OOCH3OCH3OCH3(CH2CH CCH2)nHCH3n=6-10辅酶在酶促反应中的作用特点