生物化学与分子生物学：第五章维生素(本)

1、按酶的分子组成分为：单纯酶：只含蛋白质部分结合酶：属结合蛋白质 由蛋白质部分 和 非蛋白质部分组成。 酶蛋白 + 辅助因子决定反应的种类和性质决定反应的特异性小分子有机化合物 (常含维生素)金属离子第五章 维生素与无机盐（vitamins and Microelements ）概念：维生素是机体维持正常生命过程所必需，但体内不能合成，或合成量很少而不能满足体内需要，必须由食物提供的一组低分子有机化合物。维生素缺乏可引起维生素缺乏病。无机元素维生素的分类维生素按其溶解性不同分为两大类：一、脂溶性维生素(lipid-soluble vitamin) ：包括维 生素A、D、E、K 四种。二、水溶性维

2、生素(water-soluble vitamin) ：包括B 族维生素（维生素B1、B2、PP、B6、 B12、泛酸、叶酸和生物素共8种）和 维生素C。脂溶性维生素包括：维生素A、D、E、K特点： 1）均为非极性疏水的异戊二烯衍生物 2）不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂 3）在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收 4）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 5）有较多的储存 储存部位：肝脏（A，D，K） 脂肪组织（E） 6）有蓄积中毒的危险（ A、D ）第一节 脂溶性维生素（Lipid-soluble Vitamins）一、维生素A（一）视黄醇是天然维生素A的主要形式来源

3、： 动物肝脏和鱼肝油 （含 视黄醇 和 3-脱氢视黄醇） 植物有-胡萝卜素 双加氧酶 -胡萝卜素 2分子Vit A （维生素A原） 小肠粘膜视黄醇（A1）3-脱氢视黄醇（A2）化学本质： 天然的Vit A ：不饱和的一元醇 容易氧化破坏（特别是光照射） 体内活性形式： 视黄醇、视黄醛、视黄酸视紫红质视蛋白11-顺视黄醛全反视黄醛暗处光(视网膜)异构酶11-顺视黄醇全反视黄醇(肝)异构酶视黄醛还原酶视紫红质的合成、分解与视黄醛的关系Vit A1. 构成视觉细胞内感光物质，维持暗视觉的成分：(二)视黄醇、视黄醛、视黄酸是维生素A的活性形式2. 参与糖蛋白的合成，维持组织正常的生长与分化（视黄酸及其

4、代谢产物视黄醇磷酸） 维持人体上皮细胞的正常分化功能（视黄酸）抗氧化剂4. 具有抗癌作用：可能与视黄酸（维甲酸） 参与基因调控有关（三）维生素A的缺乏病夜盲症：因视紫红质合成减少， 而对弱光敏感性降低。干眼病，皮肤干燥、增生、角化：与糖蛋白合成障碍有关。 （抗干眼病维生素）二 、维生素D（抗佝偻病维生素）种类：植物：VitD2（麦角钙化醇）动物：VitD3（胆钙化醇）VitD2原：麦角固醇VitD3原： 7-脱氢胆固醇麦角固醇VitD2 胆固醇7-脱氢胆固醇VitD3（二）VitD3的活性形式： 1, 25- (OH)2-VitD3阳光及紫外线作用下（一）维生素D是类固醇衍生物肝25-羟化酶

5、维生素D3（胆钙化醇） 25-羟维生素D3（25-羟胆钙化醇）肾,骨,胎盘中的1-羟化酶 1, 25- (OH)2-VitD3 （1, 25-二羟胆钙化醇）在体内的转变: 1,24,25-二羟维生素D3（1,24,25-二羟胆钙化醇） 24, 25-二羟维生素D3（24, 25-二羟胆钙化醇）肾,骨,胎盘、软骨中的24-羟化酶(三)维生素D的生化作用及缺乏病生化作用：促进小肠对钙磷的吸收 促进肾小管对钙磷的重吸收。 促进骨的钙化 软骨病（成人）缺乏病 佝偻病（儿童）三、维生素E（一）化学本质及性质种类：生育酚，生育三烯酚主要来源：植物种子（油） 极易被氧化（体内重要的抗氧化剂），故能保护其他物

6、质。(二) 生化作用及缺乏症1. 抗氧化作用，保护生物膜免遭伤害（抗衰老、防癌的作用）2. 维持生殖机能，缺乏引起生育障碍。3. 促进血红素代谢（提高氨基酮戊酸合成酶及ALA脱水酶活性）（一）化学本质及性质属于萘醌类物质：天然形式：K1、K2，主要由肠道细菌提供（K2） 绿色植物（提供少部分）人工合成：K3、K4（二）生化作用及缺乏症 功用：促进凝血。作为-羧化酶的辅助因子，催化无生物功能的凝血因子（、）羧化成有生物功能的凝血因子。缺乏病：凝血障碍。四、维生素K 第二节 水溶性维生素 Water-soluble Vitamins 包括B族维生素(维生素B1、B2、PP、B6、B12、泛 酸、叶

7、酸和生物素共8种)、维生素C和硫辛酸。 特点： 1）B 族维生素是辅酶或辅酶的组成成分 2）易溶于水，体内很少储存（过剩由尿排出） 必须经常从食物摄取 一般无蓄积中毒危险一、维生素B1（硫胺素）（一）维生素B1形成辅酶焦磷酸硫胺素来源：动植物（种子外皮、胚芽）活性型：在体内转变成焦磷酸硫胺素（thiamine pyrophosphate，TPP），作为辅酶 形成的负碳离子可结合羧基（二）维生素B1在糖代谢中具有重要作用1）TPP是糖氧化中作为丙酮酸脱氢酶复合体和-酮戊二酸脱氢酶复合体中酮酸氧化脱羧酶的辅酶，参与氧化脱羧反应。2）TPP在磷酸戊糖途径中作为转酮醇酶的辅酶（次要）。3）VB1在神经

8、传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性。（三）维生素B1缺乏病脚气病：多发性神经炎、食欲减退、心肌病变（能量不足，乳酸堆积）等食欲不振、消化不良（乙酰胆碱减少）二、维生素B2 （核黄素）（一）化学本质及性质来源：动植物，人体肠道细菌可合成（有限）核黄素（riboflavin ）6,7-二甲基异咯嗪（黄素）核醇异咯嗪上第 1、第 10位氮原子可接受或释放H活性型：在体内组成两种辅基 1）黄素单核苷酸 （flavin mononucleotide，FMN） 2）黄素腺嘌呤二核苷酸 （flavin adenine dinucleotide，FAD）Vit B2FMNAMPFAD（二）生化作用及缺乏症

9、生化作用：FMN及FAD是体内黄素酶（氧化还原酶）的辅基，起递氢体作用。缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。 FMN FMNH2 （FAD） （FADH2）2H2H三、维生素PP（一）化学本质及性质包括：尼克酸（烟酸）、尼克酰胺（烟酰胺）来源：动植物 体内可由色氨酸转变而来（有限）活性型：在体内组成两种辅酶： 1）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+） 2）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）1）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+） （nicotinamide adenine dinucleotide） NAD+ NADH H+尼克酰胺腺嘌呤核糖核糖2个磷酸2H2H2）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（N

10、ADP+） （nicotinamide adenine dinucleotide phosphate）尼克酰胺腺嘌呤核糖核糖2个磷酸磷酸1. 生化作用NAD+及NADP+是体内多种不需氧脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起递氢体的作用降胆固醇的药物（二）生化作用及缺乏症2. 缺乏症癞皮病:皮炎、腹泻和痴呆等四、泛酸（偏多酸）（pantothenic acid）（一）化学本质及性质来源：动植物； 肠道细菌可合成（有限）活性型：在体内组成： 辅酶 A(CoA-SH) 酰基载体蛋白(ACP)腺嘌呤核糖磷酸焦磷酸巯基乙胺泛酸辅酶A反应基团辅酶A及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。

11、辅酶A的作用：转运乙酰基。 参与糖、脂类、氨基酸代谢。ACP的作用：转运脂酰基。 参与脂肪酸合成（二）生化作用及缺乏症五、生物素（biotin）（一）化学本质及性质来源：大部分由肠道细菌提供 （长期使用抗生素可导致缺乏）活性型：即为生物素本身与羧基结合生成羧基生物素与赖氨酸残基-氨基结合成生物胞素 固定传递生物素生物素在酶促羧化反应中的作用（二）生化作用：作为羧化酶的辅酶，在羧化反应中起固定CO2和转移羧基的作用。六、维生素B6（一）化学本质及性质包括：吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺来源：动植物活性型：体内磷酸化形成磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺，作为辅酶。1）转氨酶的辅酶，起转移氨基作用磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺

12、（二）生化作用及缺乏症2）氨基酸脱羧酶的辅酶，参与脱羧反应。 谷氨酸 -氨基丁酸 CO2 （抑制性神经递质） 应用：治疗小儿惊厥、孕娠呕吐3）-氨基-酮戊酸合成酶（合成血红素 的限速酶）的辅酶。（磷酸吡哆醛）氨基酸脱羧酶七、叶酸（folic acid）（蝶酰谷氨酸）（一）化学本质及性质来源：植物绿叶、水果 动物内脏（动物不合成叶酸） 肠道细菌合成（有限） 活性型：体内转变成四氢叶酸（FH4） NADPH(H+) NADP+叶酸 二氢叶酸 NADPH (H+) NADP+FH2 FH4FH2还原酶FH2还原酶（FH2）叶酸二氢叶酸还原酶NADPH+H+NADP+二氢叶酸二氢叶酸还原酶NADPH+

13、H+NADP+四氢叶酸5, 6, 7, 8-四氢叶酸 目 录一碳单位叶酸 叶酸加氢还原成 5,6,7,8-四氢叶酸（二）生化作用及缺乏症四氢叶酸:作为一碳单位转移酶的辅酶，起传递一 碳单位的作用。叶酸缺乏病骨髓幼红细胞DNA合成抑制巨幼红细胞性贫血八、维生素B12（钴胺素）（一）化学本质及性质含有金属元素钴来源：动物（肝）（由微生物合成）吸收：需内因子(由胃粘膜壁细胞分泌) 协助才能吸收入回肠。体内形式： 氰钴胺素（药物）、羟钴胺素、 甲基钴胺素、5-脱氧腺苷钴胺素(线粒体) 活性型：后两者，作为辅酶5-脱氧腺苷钴胺素（二）生化作用及缺乏症1）甲钴胺素：作为蛋氨酸合成酶的辅酶， 参与甲基转移

14、羟钴胺素 甲钴胺素 同型半胱氨酸 蛋氨酸缺乏：FH4再生 巨幼红细胞性贫血N5-CH3FH4(甲基化) 2）5-脱氧腺苷钴胺素： 作为L-甲基丙二酰CoA变位酶的辅酶。缺乏：L-甲基丙二酰CoA（与丙二酰CoA相似）堆积竞争性抑制脂肪酸合成酶脂肪酸合成进行性脱髓鞘维生素B12缺乏的原因内因子缺乏：自身免疫性疾病 胃全切除；长期素食者；胰腺功能不全（胰蛋白酶）： 不能分开B12的结合蛋白。维生素B12缺乏病恶性贫血： 巨幼红细胞性贫血 神经症状九、维生素 C（L-抗坏血酸） （ascorbic acid）来源：新鲜蔬菜、水果体内活性型： L-抗坏血酸（天然、主要） 脱氢抗坏血酸（转变）L-抗坏血酸还原性强二酮古洛糖酸灭活脱氢抗坏血酸氧化型维生素C的作用1. 作为多种羟化酶的辅助因子 1）参与胶原蛋白的合成 （羟化脯氨酸和赖氨酸） 2）参与胆固醇转变为胆汁酸(7-羟化酶) 3）参与芳香族氨基酸代谢 Phe Tyr Tyr(酪) （羟化、脱羧等） 儿茶酚胺 Trp (色)（羟化、脱羧） 5-羟色胺2. 参与氧化还原反应 （L-抗坏血酸为还原型、 脱氢抗坏血酸为氧化型） 1）保护巯基酶的 -SH 免遭氧化 2）促使 G-S-S-G 还原为 G-SH 3）促使叶酸还原为 FH4 4）使 MHb 还原为 Hb恢复对氧的运输 5）保护维生素 A、E、B免遭氧化3. 促进铁的吸收：促