水溶性维生素及辅酶

1、维生素的定义维生素的定义n维生素（维生素（F.G.HopkinsF.G.Hopkins）是机体（是机体（动物、植物和动物、植物和微生物微生物）维持正常生命活动所必不可少的一）维持正常生命活动所必不可少的一类小分子有机化合物。类小分子有机化合物。n维生素的发现维生素的发现（源于医药实践和科学实验）（源于医药实践和科学实验）n维生素一般习惯分为维生素一般习惯分为脂溶性和水溶性脂溶性和水溶性两大两大类。其中脂溶性维生素在体内可直接参与类。其中脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用，而水溶性维生素是通过代谢的调节作用，而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起调节作用。转变成辅酶对代谢起调节作用。第一

2、节第一节 水溶性维生素及辅酶水溶性维生素及辅酶辅酶辅酶coenzymecoenzyme和金属离子和金属离子n根据酶的组成情况，可以将酶分为两大类：根据酶的组成情况，可以将酶分为两大类：n单纯蛋白酶单纯蛋白酶：它们的组成为单一蛋白质：它们的组成为单一蛋白质. .n结合蛋白酶结合蛋白酶：某些酶，例如氧化：某些酶，例如氧化- -还原酶等，其分还原酶等，其分子中除了蛋白质外，还含有非蛋白组分子中除了蛋白质外，还含有非蛋白组分. .n结合蛋白酶的蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质结合蛋白酶的蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分包括辅酶、辅基或金属离子部分包括辅酶、辅基或金属离子( (或辅因子或辅因子cofac

3、torcofactor) )。n酶蛋白与辅助成分组成的完整分子称为酶蛋白与辅助成分组成的完整分子称为全酶全酶。单。单纯的酶蛋白无催化功能纯的酶蛋白无催化功能. .n某些小分子有机化合物与酶蛋白结合在一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，起并协同实施催化作用，这类小分子能用这类小分子能用透析或超滤等方法除去，被称为辅酶透析或超滤等方法除去，被称为辅酶。n辅酶是一类具有特殊化学结构和功能的化辅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氧化合物。参与的酶促反应主要为氧化- -还原反还原反应或基团转移反应。应或基团转移反应。n大多数大多数辅酶的前体辅酶的前体主要

4、是主要是水溶性水溶性 B B 族维生族维生素素。一、一、VB1( VB1( 硫胺素硫胺素) )（植物种子、胚芽、芹菜、白菜（植物种子、胚芽、芹菜、白菜瘦肉、酵母）瘦肉、酵母）n硫胺素硫胺素( (维生素维生素B1)B1)在体内以在体内以焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素( (TPP)TPP)形式存形式存在在。缺乏时表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、。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。四肢无力、下肢水肿。Cl-N+SCH3CH2CH2OHNNNH2H3CCH2 VB1(VB1(硫胺素硫胺素) )和焦磷酸硫胺素和焦磷酸硫胺素( (TPP)TPP)n焦磷酸硫胺素是焦磷酸硫胺

5、素是脱羧酶的辅酶脱羧酶的辅酶，它的前体是硫胺，它的前体是硫胺素素( (维生素维生素B1)B1)。功能：功能：是催化是催化 - -酮酸的脱羧反应酮酸的脱羧反应NNNH2H3CCH2N+SCH3CH2CH2OPOOPOHOHOOHCl-噻唑环噻唑环C2活性乙醛 TPPTPP在丙酮酸脱羧中的作用机制在丙酮酸脱羧中的作用机制 二、二、 核黄素（核黄素（VB2)VB2)n核黄素核黄素( (维生素维生素B2)B2)由核糖醇和由核糖醇和6 6，7-7-二甲基异咯嗪两部分组成。二甲基异咯嗪两部分组成。n核黄素是氧化核黄素是氧化- -还原酶的辅基还原酶的辅基FMNFMN和和FADFAD的组分。的组分。n缺乏时组

6、织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口腔发炎，舌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、角膜炎、皮炎等。炎、角膜炎、皮炎等。110110VB2VB2 VB2(VB2(核黄素核黄素) )和和 FADFAD和和FMNFMNnFADFAD( (黄素黄素- -腺嘌呤二核苷酸腺嘌呤二核苷酸) )和和FMNFMN( (黄素黄素单核苷酸单核苷酸) )是核黄素是核黄素( (维生素维生素B2)B2)的衍生物，的衍生物，功能功能：在脱氢酶催化的氧化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反应中，起着电子和质子的传递体作用。用。CH3CH3NCCNHNNOOCH2CHCH

7、CHCH2OPOOHOHOHOOHOCH2OHOHNNNH2NNFMN FAD2 2FMNFMN和和FADFAD的氧化的氧化- -还原反应还原反应n FMN FMNH2 n FAD FADH2+2+2H H-2-2H H+2+2H H-2-2H H三、三、 VB3(VB3(泛酸泛酸) )和辅酶和辅酶A(CoA)A(CoA)n维生素维生素( (B3)-B3)-泛酸是由泛酸是由 ， - -二羟基二羟基- - - -二甲基丁酸和一二甲基丁酸和一分子分子 - - 丙氨酸缩合而成丙氨酸缩合而成。 VB3(VB3(泛酸泛酸) )和辅酶和辅酶A(CoA)A(CoA)n辅酶辅酶A A是生物体内代谢反应中是生物

8、体内代谢反应中乙酰化酶（酰基转乙酰化酶（酰基转移酶）的辅酶移酶）的辅酶，它的前体是维生素，它的前体是维生素( (B3)B3)泛酸。泛酸。功能：功能：辅酶辅酶A A 是传递酰基是传递酰基，是形成代，是形成代谢中间产物的重要辅酶谢中间产物的重要辅酶( (CoA ACPCoA ACP) )。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2CNHCH2CH2SHOOOOHPOOHHONNNH2NNOPOOOHPOOOHCH2 辅酶辅酶A(CoA)A(CoA)的作用机制的作用机制-+-四、维生素四、维生素 B5B5（维生素维生素PPPP）与与NADNAD+ +和和NADPNADP+ +n维生素维生素 B

9、5B5包括烟酸和烟酰胺包括烟酸和烟酰胺，烟酰胺在体内转，烟酰胺在体内转变为辅酶变为辅酶I I（NADNAD+ +）和辅酶和辅酶IIII（NADPNADP+ +）。n能维持神经组织的健康。缺乏时表现出神经营养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。障碍，出现皮炎。NCOOHNCONH2吡啶环吡啶环n NADNAD+ + ( (烟酰胺烟酰胺- -腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶I) I) 和和NADPNADP+ +( (烟酰胺烟酰胺- -腺嘌呤磷酸二核苷酸腺嘌呤磷酸二核苷酸, ,又称为辅又称为辅酶酶II )II )是维生素烟酰胺的衍生物是维生素烟酰胺的衍生物功

10、能：功能：是多种重要脱氢酶的辅酶。是多种重要脱氢酶的辅酶。OCH2OPOPOCH2OHOHO OO-O-N+CONH2OOHOH(OPO3H2)NNNH2NN维生素维生素 B5B5（维生素维生素PPPP）与与NADNAD+ +和和NADPNADP+ +NADNAD（P P）+ +NADNAD（P P）H H五、维生素五、维生素B6(B6(吡哆素吡哆素) )n吡哆素吡哆素( (维生素维生素B6B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺) )。NH3CHOCH2NH2CH2OHNH3CHOCHOCH2OH吡哆素和磷酸吡哆素吡哆素和磷酸吡哆素n磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛（磷酸吡哆素

11、主要包括磷酸吡哆醛（pyridoxal phosphate,PLPpyridoxal phosphate,PLP）和磷酸吡哆胺（和磷酸吡哆胺（pyridoxamine phosphate ,PMPpyridoxamine phosphate ,PMP）。）。NH3CHOCHOCH2OPOHOOHNH3CHOCH2NH2CH2OPOHOOH磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺n磷酸吡哆素是转氨酶、脱羧酶、消旋酶的辅酶，转氨酶通过磷酸磷酸吡哆素是转氨酶、脱羧酶、消旋酶的辅酶，转氨酶通过磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互转换，起转移氨基的作用。吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互转换，起转移氨基的作用。 磷酸吡哆素的作用机制磷酸吡

12、哆素的作用机制六、六、 生物素（生物素（VB7VB7，维生素维生素H H）n生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种B B族维生素族维生素B7B7。羧化酶的功能是作为羧化酶的功能是作为COCO2 2的递体，在生物合成中起传递和的递体，在生物合成中起传递和固定固定COCO2 2的作用。的作用。HNNHCOCHH2CS(CH2)4COOH脲脲噻吩噻吩戊酸侧链戊酸侧链生物素生物素羧化酶羧化酶的作用机制的作用机制+ + HCOHCO3 3- -生物素生物素- -酶酶CO2-CO2-生物素生物素- -酶酶七、七、 VB11(VB11(叶酸叶酸) )和四氢叶酸和四氢叶酸(

13、(FHFH4 4或或THF)THF)n四氢叶酸是四氢叶酸是转一碳单位酶的辅酶转一碳单位酶的辅酶，其前体是叶酸，其前体是叶酸( (又称为蝶酰谷又称为蝶酰谷氨酸，维生素氨酸，维生素B11)B11)。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- -CHCH3 3, -CH, -CH2 2-, -, -CHO -CHO 等（等（P372P372）的载体，参与多种生物合成过程。的载体，参与多种生物合成过程。NNH2NOHNNHHCH2HHHNHCONHCHCOOHCH2CH2COOH八、八、 维生素维生素B B1212与辅酶与辅酶B B1212 n维生素维生素B B121

14、2又称为钴胺素又称为钴胺素。维生素。维生素B B1212分子中与分子中与Co+Co+相连的相连的CNCN基被基被5-5-脱氧腺苷所取代，形成维生素脱氧腺苷所取代，形成维生素B B1212辅酶（辅酶（P377P377）。）。n维生素维生素B B1212辅酶的主要功能是作为辅酶的主要功能是作为变位酶变位酶的辅酶，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。九、硫辛酸九、硫辛酸n硫辛酸是不属于维生素的辅酶。硫辛酸是硫辛酸是不属于维生素的辅酶。硫辛酸是6,8-6,8-二硫辛酸，有两种形式，即硫辛酸（氧化型）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）和二氢硫辛酸（还原型）. .SCHSCHCH2CH2CH2CH2CH2COOH硫辛酸在糖代谢中起到重要作用，是丙酮酸和硫辛酸在糖代谢中起到重要作用，是丙酮酸和酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶脱氢酶的辅酶，在氧化脱羧过程中的辅酶，在氧化脱羧过程中传传递酰基和氢。递酰基和氢。十、辅酶十、辅酶Q(CoQ)Q(CoQ)n辅酶辅酶Q Q又称为泛醌，广泛存在于动物和细菌的线粒又称为泛醌，广泛存在于动物和细菌的线粒体中，其结构为：体中，其结构为：OOCH3OCH3OCH3(CH2CH CCH2)nHCH3n=6-10n辅酶辅酶Q Q的活性部分是它的醌环结构，主