生物竞赛复习：维生素与辅酶ppt课件

1、第四章 酶化学维生素和辅酶 维生素是维持生物正常生命过程所必需，但需求量很少，维生素是维持生物正常生命过程所必需，但需求量很少，人和动物不能合成或者合成量太少，必需由食物供应的一类人和动物不能合成或者合成量太少，必需由食物供应的一类小分子有机化合物。维生素不能供应机体热能，也不能作为小分子有机化合物。维生素不能供应机体热能，也不能作为构成机体组织的物质，其主要功能是经过作为辅酶的成分调构成机体组织的物质，其主要功能是经过作为辅酶的成分调理机体代谢。长期缺乏任何一种维生素都会导致相应的疾病理机体代谢。长期缺乏任何一种维生素都会导致相应的疾病维生素缺乏症。维生素缺乏症。一、维生素的概念一、维生素的

2、概念最早分别出的维生素维生素最早分别出的维生素维生素B1B1是一种胺类是一种胺类amineamine，将维生素取名为，将维生素取名为VitamineVitamine生命胺，生命胺，最初中译为维他命，但并非一切的维生素都最初中译为维他命，但并非一切的维生素都含氨基，改为含氨基，改为VitaminVitaminV V。生物对维生素的需求情况取决于：生物对维生素的需求情况取决于：1. 1. 在代谢过在代谢过程中能否需求；程中能否需求；2. 2. 本身能否合成。本身能否合成。 埃克曼医生对维生素的发现做出了埃克曼医生对维生素的发现做出了突破性的奉献。他没有遵照固有的逻辑突破性的奉献。他没有遵照固有的逻

3、辑去研讨问题，没有由于专家们以为脚气去研讨问题，没有由于专家们以为脚气病是一种细菌引起的传染病而放弃本人病是一种细菌引起的传染病而放弃本人的想法。他用本人独特的思想方式和敏的想法。他用本人独特的思想方式和敏锐的察看力，发现了导致脚气病的真正锐的察看力，发现了导致脚气病的真正缘由，为人类最终发现维生素作出了艰缘由，为人类最终发现维生素作出了艰苦的奉献。苦的奉献。Christiaan Eijkman荷兰荷兰乌德勒支大学乌德勒支大学1858年年-1930 英国的霍布金斯于1906年，发现大鼠饲以纯化的饲料，包括蛋白质、脂肪、糖类和矿物质后，不能存活；假设在纯化的饲料里添加极其微量的牛奶后，大鼠可以正

4、常生长。霍布金斯得出结论，正常膳食中除了蛋白质、脂肪、糖类和矿物质外，还有必需的食物辅助因子，即维生素。 埃克曼和霍布金斯由于他们在维生素的发现和研讨中做出的重要奉献而荣获了1929年诺贝尔医学生理学奖。 Sir Frederick Gowland Hopkins英国英国剑桥大学剑桥大学1861年年-1947年年 水溶性维生素水溶性维生素脂溶性维生素脂溶性维生素：维生素B族B1、B2、泛酸B3、维生素PP B5 、B6、生物素 B7 、叶酸 B11 ，B12和维生素C等。：维生素：维生素A、D、E、K、硫辛、硫辛酸等酸等二、维生素的分类二、维生素的分类按溶解性按溶解性分为分为机体长期缺乏任何一

5、种维生素会引起缺乏症。引起缺乏的缘由：1.肝、胆疾病可妨碍维生素的吸收。2.长期口服抗生素可抑制肠道菌生长，引起Vk、生物素、叶酸、泛酸等的缺乏。3.妊娠、哺乳、强膂力劳动、高温操作等对维生素的需求量添加。4.食物中含量少。5.某些特异性缺陷。医疗上用维生素防治维生素缺乏而引起的疾病。长期大量运用维生素A和维生素D会引起中毒；维生素B1用量过多会引起周围神经痛觉缺失；长期大量运用维生素B12会引起红细胞过多；口服维生素C过多可破坏膳食中维生素B12而引起贫血。三、过多症和缺乏症三、过多症和缺乏症四、水溶性维生素四、水溶性维生素1.维生素维生素B1抗脚气病维生素抗脚气病维生素NCCH3HCCCH

6、2CH2OHSCl维生素B1由一含S的噻唑环和一含NH2的嘧啶环组成，又称硫胺素Thiamine。1245NH2HClH3CCH2124PP焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素TPP硫胺素 + ATP Mg2+肝硫胺素激酶TPP + AMP主要功能：主要功能：1. 以TPP方式作为脱羧酶、脱氢酶的辅酶参与糖的分解代谢。2. 维生素B1能抑制胆碱酯酶的活性，促进肠胃蠕动，添加消化液的分泌，因此能促进食欲。3. 维护神经系统，促进糖代谢，为神经活动提供能量。缺乏症：缺乏症：1. 脚气病脚气病2. 中枢神经和肠胃患糖代谢失常中枢神经和肠胃患糖代谢失常 因维生素B1严重缺乏而引起的多发性神经炎。患者的周围神经末梢

7、及臂神经丛均有发炎和退化景象，伴有心界扩展、心肌受累、四肢麻木、肌肉瘦弱、焦躁易怒和食欲不振等病症。同时因丙酮酸脱羧作用受阻，组织和血液中乳酸量大增，湿性脚气病还伴有下肢水肿。脚气病 缺乏维生素B1不仅周围神经的构造和功能受损，中枢神经系统也同样受害。由于神经系统特别的大脑所需的能量，根本由血糖氧化供应，当糖代谢受阻时，神经组织也就发生反常景象。维生素B1盐酸盐为无色结晶，溶于水，在酸性溶液中稳定，在中性和碱性溶液中易被氧化。在普通烹调条件下损失并不大。有特殊香气，微苦。酵母中含维生素B1最多，其他食物中含量多不高。五谷类多集中在胚芽及皮层中。瘦肉、核果和蛋类的含量也较多。酵母、细菌和高等植物

8、能合成维生素B1。性质和来源性质和来源2.维生素维生素B2和黄素辅酶和黄素辅酶维生素B2又称核黄素riboflavin或抗口唇 炎维生素，是一种核糖醇与6，7二甲基异咯嗪的缩合物，在自然界多与蛋白质结合成黄素蛋白。H2CCCCCHOHOH OH OHHHHH12345NNNCCONHOCH3CH31234578910核糖醇基核糖醇基异咯嗪基异咯嗪基维生素维生素B2为橘黄色的为橘黄色的针状晶体，味苦，微针状晶体，味苦，微溶于水，极易溶于碱溶于水，极易溶于碱性溶液，对光和碱不性溶液，对光和碱不稳定稳定H2CCCCCH2OHOH OH OHHHHNNNCCONHOCH3CH3-OP=OOO-FMN，

9、黄素单核苷酸O H2COHOH12345NNNNHHH9-OP=O OFAD，黄素腺嘌呤二核苷酸VB2 + ATP FMN + ADP FMN + ATP FAD +PPiNNNCCONHOCH3CH3R101NNNCCONHOCH3CH3HHR+2HH2-维生素B2的生理功能是以FMN和FAD方式作为黄酶等多种氧化复原酶及递氢体辅基的组成成分，参与生物氧化作用，作为递氢体。维生素B2每人每天需求量：儿童0.6mg，成人1.6mg。动物体内不能合成维生素B2。过量那么排出。膳食中长期缺乏维生素B2，眼角膜和口角血管增生，引起白内障、眼角膜炎、舌炎和阴囊炎等。3.泛酸维生素泛酸维生素B3和辅酶和

10、辅酶A 辅酶ACoASH泛酸为淡黄色粘性油状物，溶于水和醋酸，不溶于氯仿和苯，泛酸为淡黄色粘性油状物，溶于水和醋酸，不溶于氯仿和苯，在中性溶液中对湿热、氧化和复原都稳定。在中性溶液中对湿热、氧化和复原都稳定。泛酸的生物功能是以辅酶泛酸的生物功能是以辅酶ACoA方式参与代谢，是酰基方式参与代谢，是酰基的载体，作为酰化酶的辅酶，对糖、脂、蛋白质代谢过程中的载体，作为酰化酶的辅酶，对糖、脂、蛋白质代谢过程中的酰基转移有重要作用。常以的酰基转移有重要作用。常以CoA-SH表示。表示。成人每天需求量为成人每天需求量为510mg，普通膳食的泛酸含量丰富。大，普通膳食的泛酸含量丰富。大白鼠缺乏泛酸，毛发边灰

11、白，并自行零落，毛与皮的色素白鼠缺乏泛酸，毛发边灰白，并自行零落，毛与皮的色素构成能够与泛酸有关。构成能够与泛酸有关。来源：肝脏、肾、蛋、小麦、米糠、花生、豌豆来源：肝脏、肾、蛋、小麦、米糠、花生、豌豆蜂王浆蜂王浆4.维生素维生素PP和辅酶和辅酶、辅酶、辅酶维生素PP亦称抗癞皮病维生素或维生素B5，包括尼克酸烟酸和尼克酰胺。尼克酰胺的副作用较小如引起面部、颈部发赤发痒和烧灼感，医疗及营养上多用尼克酰胺。尼克酰胺为维生素B5的化学名。NCOOH 尼克酸nicotinic acidNCONH2 尼克酰胺nicotinamideNCONH2O OH2COHOHNNNNHH9P -OONH2O H2C

12、OHOHOP = O-OO +尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸NAD+P尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸NADP+Nicotinic acid + PRPP + ATPNAD+NAD+ + ATP NADP+ +PPi尼克酸及尼克酰胺为无色晶体，前者熔点为236，后者熔点为129131，是维生素中较稳定的，不被光、空气及热破坏。溶于水及酒精。与溴化氰作用产生黄绿色化合物，可作为定量根底。生理功能：生理功能：1.以NAD+或NADP+方式作为多种不需氧脱氢酶的辅酶，在生物氧化过程中起递氢体的作用。NCONH2R+2HNCONH2RHH14-2HNAD(P)+ +2H-2HNAD(P)H + H+2. 维持神经组

13、织的安康。尼克酰胺对中枢及交感神经系统有维护作用，缺乏，那么常产生神经损害和精神紊乱。3. 促进微生物生长。4.尼克酸可使血管扩张，使皮肤发赤发痒，尼克酰胺无此作用。大剂量尼克酸有降低血浆胆固醇和脂肪的作用。缺乏症缺乏症膳食中长期缺乏维生素PP所引起的疾病为对称性皮炎，又叫癞皮病(pellagra)。癞皮病患者的中枢及交感神经系统、皮肤、胃、肠等皆受不良影响。主要病症为对称性皮炎，消化道炎和神经损害与精神紊乱，两手及其裸露部位呈现对称性皮炎。中枢神经方面的病症为头痛、头昏、易刺激、抑郁等。Trp可转变为尼克酰胺，以玉米为主食易患缺乏症玉米中Trp贫乏。5. 维生素维生素B6和磷酸吡哆醛和磷酸吡

14、哆醛维生素B6又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺。NCH2OHCH2OHHOH3C 吡哆醇(pyridoxol)NCH2OHCHOHOH3C 吡哆醛(pyridoxal)NCH2OHCH2NH2HOH3C 吡哆胺(pyridoxamine)NCH2OCHOHOH3CP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ATPADP激酶ATPADP吡哆素为无色晶体，易溶于水及乙醇，在酸液中稳定，在碱液中易被破坏，对光不稳定，吡哆醇耐热，吡哆醛和吡哆胺不耐高温。吡哆素 + FeCl3 红色产物吡哆素 + 重氮

15、化对一氨基苯磺酸 橘红色产物吡哆素 + 2，6-二氯醌氯亚胺 蓝色产物生理功能：生理功能： 以磷酸吡哆醛方式作为转氨酶、氨基酸脱羧酶的辅酶参与多种代谢反响，包括脱羧、转氨、氨基酸内消旋、Trp代谢包括Trp nicotinamide、含硫氨基酸的脱硫、羟基氨基酸的代谢和氨基酸的脱水等。缺乏症：导致皮肤、中枢神经系统和造血机构的损害。缺乏症：导致皮肤、中枢神经系统和造血机构的损害。6. 生物素生物素生物素维生素B7为含硫维生素，其构造可视为由尿素与硫戊烷环结合而成，并有一个C5酸枝链。HNNHCO尿素部分HCCHH2CCHS硫戊烷环部分噻吩环(CH2)4COOHC5酸根部分生物素生物素bioto

16、n尿素环上的一个N可与CO2结合生物素是细长针状的晶体，熔点232，耐热和耐酸、碱，微溶于水。功能：生物素多与酶蛋白赖氨酸氨基共价结合，作为多种羧功能：生物素多与酶蛋白赖氨酸氨基共价结合，作为多种羧化酶的辅酶，参与体内化酶的辅酶，参与体内CO2的固定和羧化过程。的固定和羧化过程。缺乏症：人体普通不会发生生物素缺乏。大白鼠严重缺乏缺乏症：人体普通不会发生生物素缺乏。大白鼠严重缺乏时，后脚瘫痪，广泛的皮肤病、脱毛和神经过敏。人类短时，后脚瘫痪，广泛的皮肤病、脱毛和神经过敏。人类短少生物素能够导致皮炎、肌肉疼痛、觉得过敏、怠倦、厌少生物素能够导致皮炎、肌肉疼痛、觉得过敏、怠倦、厌食、轻度贫血等。食、

17、轻度贫血等。7. 叶酸和叶酸辅酶叶酸和叶酸辅酶叶酸folic acid即维生素B11，由蝶呤啶、对氨基苯甲酸与L-谷氨酸衔接而成。亦称蝶酰谷氨酸PGA)。叶酸为鲜黄色物质，微溶于水，在水溶液中易被光破坏。叶酸的5、6、7、8位置，在NADPH2存在下，可被复原成四氢叶酸FH4或THFA。四氢叶酸的N5 和N10位可与多种一碳单位结协作为它们的载体。功能：以功能：以THFA方式作为一碳基团转移酶系的辅酶，转移，方式作为一碳基团转移酶系的辅酶，转移，参与体内一碳基团的与蛋白质、核酸合成有关。参与体内一碳基团的与蛋白质、核酸合成有关。缺乏症：叶酸缺乏时，红细胞的发育遭到影响，呵斥巨红细缺乏症：叶酸缺

18、乏时，红细胞的发育遭到影响，呵斥巨红细胞性贫血症。胞性贫血症。8. 维生素维生素B12和和B12辅酶辅酶维生素维生素B12是含钴的化合物，又称钴胺素是含钴的化合物，又称钴胺素(cyanocobalamine)。 维生素维生素B12的发现是多年研讨恶性贫血症即巨初红细胞症的发现是多年研讨恶性贫血症即巨初红细胞症的结果。最初发现服用全肝可控制恶性贫血病症，在的结果。最初发现服用全肝可控制恶性贫血病症，在1948年年从肝脏中分别出一种具有控制恶性贫血效果的红色晶体物质，从肝脏中分别出一种具有控制恶性贫血效果的红色晶体物质，定名为维生素定名为维生素B12。在自然界中只需微生物能合成维生素在自然界中只需

19、微生物能合成维生素B12。维生素维生素B12是含三价钴的多环系化合物，其阅历式为是含三价钴的多环系化合物，其阅历式为C63H88O14N14RCo。其构造式经多次修正，至。其构造式经多次修正，至1963年确定。年确定。1973年完成人工合成。年完成人工合成。微生素微生素B12为深红色晶体，熔点甚高，溶于水、乙醇和丙酮，为深红色晶体，熔点甚高，溶于水、乙醇和丙酮，不溶于氯仿。微生素不溶于氯仿。微生素B12晶体及水溶液都相当稳定。但酸、晶体及水溶液都相当稳定。但酸、碱、日光、氧化和复原都使之破坏，有光活性。碱、日光、氧化和复原都使之破坏，有光活性。化学称号：钴胺素。活性方式；15脱氧腺苷钴胺素：甲

20、基丙二酸单酰辅酶A变位酶的辅酶2甲基钴胺素功能：功能：以以VB12辅酶方式促进一碳基团的转移。辅酶方式促进一碳基团的转移。促进某些化合物的异构作用。促进甲基转移作用。促进某些化合物的异构作用。促进甲基转移作用。3. 维持维持SH的复原型形状。的复原型形状。4. 促进核酸和蛋白质的生物合成。促进核酸和蛋白质的生物合成。5. 维持造血机构的正常运转。维持造血机构的正常运转。6. 促进上皮组织细胞的新生。促进上皮组织细胞的新生。缺乏症：缺乏症：1. 儿童及幼龄动物发育不良。儿童及幼龄动物发育不良。2. 消化道上皮组织细胞失常。消化道上皮组织细胞失常。3. 造血器官功能失常，不能正常产生红血细胞，导致

21、恶性贫血。造血器官功能失常，不能正常产生红血细胞，导致恶性贫血。4. 髓磷脂的生物合成减少，引起神经系统的损害，表现病症为手足麻木、刺痛、体位不易维持平衡、肌肉动作不协调、忧郁易怒、思想缓慢和健忘等。维生素B12的吸收需求一种胃壁细胞分泌的糖蛋白称为内因子，两者结合后才干被小肠吸收。恶性贫血患者的胃液中常缺乏内因子，须注射维生素B12治疗。9. 维生素维生素C维生素维生素C能防治坏血病，又称抗坏血酸能防治坏血病，又称抗坏血酸(ascorbic acid)。O=CCOHCOHHCHOCH CH2OHOO=CC=OC=OHCHOCH CH2OHO-2H+2H复原型复原型氧化型氧化型抗坏血酸为无色晶

22、体，熔点192，味酸，溶于水及乙醇。不耐热，易被光及空气氧化。抗坏血酸可复原2，6-二氯靛酚使之褪色，亦可与2，4-二硝基苯肼结合成有色的腙，定性或定量测定。功能：功能：1. 促进各种支持组织及细胞间粘合物的构成，是脯氨酸羟化酶的辅酶。2. 在体内组成氧化复原体系，对生物氧化有重要作用。缺乏症：缺乏症：坏血病 毛细血管易出血和齿、骨发育不全或退化。五、脂溶性维生素五、脂溶性维生素1. 维生素维生素A视黄醇、抗夜盲干眼病维生视黄醇、抗夜盲干眼病维生素素维生素A只存在于动物性食物中，包括A1 和 A2两种。A1即视黄醇，主要存在于咸水鱼的肝脏；A2即3-脱氢视黄醇，主要存在于淡水鱼肝脏。在高等植物

23、和动物中普遍存在的-胡萝卜素可转变为维生素A，因此称类胡萝卜为维生素A原。肝脏、乳制品、蛋黄、胡萝卜、绿叶蔬菜、玉米。CH2OH视黄醇视黄醇-胡萝卜素、-胡萝卜素、-胡萝卜素、黄玉米色素在肝脏、肠粘膜内转化成A。-胡萝卜素 转化成二个维生素A一切有色蔬菜-胡萝卜素 -胡萝卜素 黄玉米色素转化成一个维生素A维生素A1普通为黄色粘性油体，纯体可结晶为黄色三棱晶体，熔点63。维生素A2尚未制成晶体。维生素A不溶于水，而溶于油脂和乙醇，易氧化，在无氧条件下，相当耐热。易被紫外光所破坏。在氯仿和乙醇溶液中，维生素A1的吸收峰在328nm，维生素A2的吸收峰在345nm及350nm。在乙醇溶液中，维生素A

24、1与三氯化鏑作用产生的蓝色溶液在620nm处有一特殊吸收光带，维生素A2在693nm和697nm各有一吸收光带。维生素A生理功能：1.维持上皮组织的完好性和细胞膜的通透性；2.维持正常视觉；3.有助于动物生殖和泌乳,促进年幼动物生长等。视紫红质为弱光感受物，当弱光射到视网膜上时，视紫红质分解，并刺激视神经而发生光觉。11-顺式视黄醛，在暗光下经视网膜圆锥细胞作用后，与视蛋白结合成视紫红质，构成一个视循环。当全反视黄醛变成11-顺式视黄醛时，部分全反视黄醛被分解为无用物质，故必需随时补充维生素A，每日补充量1mg。缺乏症：缺乏症：1. 上皮组织构造改动，呈角质化。皮肤枯燥，成磷状。呼吸道表皮组织

25、改动，易受病菌侵袭。有的患者因肠胃黏膜表皮受损而引起腹泻。在儿童还偶有因缺乏A引起眼角膜和结膜蜕变，牙釉和骨质发育不全。大人、小孩长期缺乏维生素A都会导致泪腺分泌妨碍产生干眼病眼结膜炎。动物缺乏维生素A，生殖和泌乳也不正常，易发生流产和缺奶。2. 视紫红质缺乏，对暗光顺应才干减弱，发生夜盲症。3. 引起代谢失调，如某些器官的DNA含量减少，粘多糖硫酸软骨素的生物合成也受妨碍。维生素A较易被正常肠道吸收，但不直接随尿排泄，因此摄取过量是有害的。2. 维生素维生素D钙化醇钙化醇维生素D具有抗佝偻病作用，又称抗佝偻病维生素。已确知有4种，即维生素D2、D3、D4、D5，均为类固醇衍生物，其中D2和D

26、3较为重要。只在动物体内含有维生素D，鱼肝油中含量最丰富。动、植物组织中含有能转化为维生素D的固醇类物质，经紫外光照射可转变为维生素D。目前尚不能用人工方法合成，只能用紫外光照射维生素D原的方法来制造。维生素D为无色晶体，不溶于水而溶于油脂及脂溶剂，相当稳定，不易被酸、碱或氧化破坏。维生素D原转化酵母、真菌、植物中：麦角固醇D2原维生素D2 麦角钙化固醇动物体内： 7一脱氢胆固醇D3原 维生素D3 胆钙化固醇D3来源：鱼肝油、牛奶、蛋黄、肝、肾等活性方式：1，25一二羟基胆钙固醇。维生素D3胆钙化固醇25-羟基胆钙固醇肝脏1，25一二羟基胆钙固醇肾脏功能：功能：调理钙、磷代谢，促进小肠对钙磷的

27、吸收，维持血液正常的调理钙、磷代谢，促进小肠对钙磷的吸收，维持血液正常的钙、磷浓度，从而促进钙化，使牙齿、骨骼发育正常。钙、磷浓度，从而促进钙化，使牙齿、骨骼发育正常。缺乏症：缺乏症：维生素D摄食缺乏，不能维持钙的平衡，儿童骨骼发育不良，产生佝偻病。患者骨质脆弱，膝关节发育不全，两腿构成内曲或外曲畸形。成人那么产生骨骼脱钙作用软骨病；孕妇和授乳妇人的脱钙作用严重时导致骨质疏松症，患者骨骼易折，牙齿易零落。机体只能从胆汁排出过多的维生素D，维生素D如摄食过量那么会中毒。早期病症为：乏力、疲倦、恶心、头痛、腹泻等。较严重时引起软组织包括血管、心肌、肺、肾、皮肤等的钙化，导致艰苦病患。3.维生素维生素E维生素E又称生育酚或抗不育维生素，知有8种，其中4种、-生育酚较为重要，-生育酚的效价最高。