第十四章维生素与辅酶

1、第十四章 维生素与辅酶提纲一、水溶性维生素B 族维生素维生素C二、脂溶性维生素维生素A维生素D维生素E维生素K维生素定义：是维持生物体正常生命活动必不可少的一类小分子有机化合物。尽管机体对它们需要量甚少(一个人每日需要量常以mg或g计)，但由于它们不能在体内合成，或者虽能合成但所合成的量难以满足机体的需要，所以必须从食物中获取。如果机体长期缺乏某种维生素，就会导致相应的维生素缺乏病。分类：按溶解性质将其分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。脂溶性维生素与水溶性维生素的比较水溶性维生素种类：B族维生素和维生素C。功能：多数水溶性维生素在生物体内能够直接作为或转变为辅酶或辅基参与能量代谢和血细胞形

2、成。当素缺乏时，机体的能量代谢和血细胞形成将会出现障碍，最容易受到影响的是生长和分裂旺盛的细胞和组织。由于神经组织的活动严重依赖于持续的能量供应，特别来自糖类氧化分解释放出的能量，因此，在很多情况下，神经系统的功能也会受到影响。B族维生素作为一个大家族，至少包括十余种维生素。其共同特点是：（1）在自然界经常共同存在，最丰富的来源是酵母、蔬菜和动物肝脏；（2）从低等的微生物到高等动物和人类都需要它们作为营养要素；（3）在体内主要作为辅酶或辅基参与物质代谢和能量代谢；（4）从化学结构上看，大都含有N；（5）从性质上看此类维生素易溶于水，对酸稳定，易被碱或热破坏。维生素B1 是第一个被发现的维生素，

3、又名为硫胺素。辅酶焦磷酸硫胺素（TPP） TPP是体内催化-酮酸氧化脱羧的辅酶，也是磷酸戊糖途径中转酮酶的辅酶。缺乏症：脚气病，因此又称维生素B1为抗脚气病维生素维生素B2由核糖醇与6,7-二甲基异咯嗪结合而成。由于氧化型的维生素B2呈现黄色，故又名为核黄素。辅酶黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），它们分别构成各种黄酶或黄素蛋白的辅基参与体内生物氧化。缺乏症：主要症状为口角炎、舌炎、阴囊炎、皮疹及角膜血管增生和巩膜充血等。维生素PP即维生素B3，包括尼克酸和尼克酰胺两种物质，两者均为吡啶衍生物，在体内可以相互转变。辅酶辅酶（NAD+）和辅酶（NADP+）的成分，在生物氧化过程

4、中起氢传递体的作用。缺乏症：主要表现为癞皮病。补充维生素PP可预防和治愈癞皮病，故维生素PP又称为抗癞皮病因子或抗癞皮病维生素。癞皮病患者维生素B6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。辅酶主要是磷酸吡哆醛（PLP）和磷酸吡哆胺，它们在体内参与氨基酸的转氨、消旋、某些氨基酸的脱羧以及半胱氨酸的脱巯基作用。此外它还参与羟色胺、去甲肾上腺素、鞘磷脂以及血红素的合成。缺乏症：分布极广，同时，肠道细菌也能够合成它，因此在人类尚未发现单纯的维生素B6缺乏病。动物缺乏维生素B6可发生与癞皮病相似的皮炎。泛酸即维生素B5，是由,-二羟-,-二甲基丁酸与-丙氨酸通过酰胺键缩合而成的酸性物质，泛存在于动植物组织。辅酶Co

5、A。泛酸及辅酶A的化学结构 叶酸由蝶酸和谷氨酸缩合构成，因绿叶中含量丰富而得名。辅酶5,6,7,8-四氢叶酸（FH4或THF）。其作用是参与体内“一碳单位”的转移，充当甲基、亚甲基、甲酰基、甲川基和亚胺甲基等基团的载体，在体内很多重要物质的合成中起重要作用。缺乏症：巨红细胞性贫血。四氢叶酸转移的“一碳单位”生物素又名维生素H，为带有戊酸的噻吩与尿酸结合的骈环。辅酶作为多种羧化酶的辅酶参与CO2的固定。在细胞内，生物素通过其戊酸侧链与羧化酶的赖氨酸残基上的-NH2形成的酰胺键相连。缺乏症：鳞状皮炎、精神忧郁、脱发和无食欲等。硫辛酸硫辛酸的本质为含有2个硫原子的辛酸，有氧化型和还原型两种形式，在细

6、胞内通过其羧基与硫辛酸转乙酰基酶的赖氨酸残基上的-NH2形成的酰胺键相连，作为脂酰基的载体参与-酮酸的氧化脱羧。硫辛酸的主要来源为肝和酵母，人类还没有发现与硫辛酸相关的缺乏病。维生素B12含有复杂的咕啉环结构，可谓自然界最复杂的辅助因子，因其分子中含有金属元素钴和若干酰胺基，故又称为钴胺素。维生素B12的吸收与胃粘膜分泌的一种糖蛋白密切相关，这种糖蛋白叫做内在因子。维生素B12必须与内在因子结合后才能被小肠吸收。辅酶甲基钴胺素和5-脱氧腺苷钴胺素。 甲基钴胺素参与体内的转甲基反应和叶酸代谢，是N5-甲基四氢叶酸甲基移换酶的辅酶。此酶催化N5-甲基四氢叶酸和高半胱氨酸之间不可逆的甲基移换反应，产

7、生四氢叶酸和甲硫氨酸；5-脱氧腺苷钴胺素 在体内作为几种变位酶的辅酶。缺乏症：恶性贫血和神经系统受损。维生素B12及其衍生物的化学结构维生素C又名抗坏血酸，是含有内酯结构的酸性多羟基化合物，其分子中第2位和第3位碳原子上的两个烯醇式羟基极易解离质子，因而其水溶液有较强的酸性。此外，维生素C可脱氢而被氧化成氧化型维生素C，此反应是可逆的。辅酶羟化酶。缺乏症：坏血病还原型维生素C和氧化型维生素C的互变维生素C的功能参与体内的羟基化反应胶原的合成胆酸的形成酪氨酸的降解 有机药物或毒物的羟基化肾上腺素的合成抗氧化作用保护水溶性化合物巯基和使巯基再生防止铁的氧化、促进铁的吸收维生素A维生素A是由-白芷酮

8、环和两分子异戊二烯单位缩合而成的不饱和一元醇，有A1和A2两种。A1即视黄醇，A2为3-脱氢视黄醇。A1在体内经脱氢可转变为11-顺视黄醛，11-顺视黄醛可异构化为全反式视黄醛。11-顺视黄醛可进一部被氧化成视黄酸，但此反应是不可逆的。-胡萝卜素向维生素A的转变以及维生素A在体内的功能维生素A的生理功能生理功能由视黄醇、视黄醛和视黄酸来完成：视黄醇和视黄酸作为脂溶性激素促进生长与发育、抗癌以及维持上皮结构的完整与健全。视黄醛构成视网膜的感光物质，作为视蛋白的辅基参与视觉的形成。缺乏它可导致夜盲症。铁的转运抗氧化作用维生素D属于固醇类衍生物，人体内维生素D主要是由7-脱氢胆固醇经紫外线照射而转变

9、，称为维生素D3或胆钙化醇。植物中的麦角固醇经紫外线照射后可产生维生素D2或钙化醇。维生素D必须先在肝细胞内经羟基化转变为25-羟基维生素D，然后再在肾小管内进行第二次羟基化反应，最后形成具有活性的1,25-二羟维生素D，作为一种脂溶性激素发挥作用。维生素D在体内与甲状旁腺素协同作用，促进小肠对食物中钙和磷的吸收，维持血中钙和磷的正常含量，促进骨和齿的钙化作用。维生素D具有抗佝偻病作用，故又名抗佝偻病维生素。维生素D的化学结构佝偻病患者维生素E又称为生育酚，有、和四种，其中-生育酚的生理效用最强。它们都是苯骈二氢吡喃的衍生物。维生素E的主要生理功能是在体内作为一种强抗氧化剂与维生素A、-胡萝卜素和维生素C一起防止脂类或脂溶性物质氧化、保护细胞膜免受氧化损伤以及维护红细胞的完整。此外，维生素E还参与生物氧化，在呼吸链中既可以稳定辅酶Q，又可以协助电子传递给辅酶Q。维生素K是2-甲基1,4-萘醌的衍生物，其中存于绿叶植物中的是维生素K1，肠道细菌合成的是维生素K2。维生素K在体内主要