医学生物化学课件7

1、第三章 维生素与辅酶 第一节 概述第二节 水溶性维生素及其辅酶第三节 脂溶性维生素第四节 其他辅酶医学生物化学(7)1第三章 维生素与辅酶 第一节 概述医学生物化学第一节 概述一、概念及与疾病的关系 一类人体不能合成、天然食物中含量极微小而对人体生长和健康必需的有机化合物。 缺乏维生素A-夜盲症，缺乏维生素B1-脚气病，缺乏维生素C-坏血病 等二、与辅酶的关系（p.434，表11-1） 许多维生素同时也是辅酶或与辅酶有关系，参与酶的催化反应。 维生素B1：硫胺素焦磷酸（脱羧辅酶）TPP 维生素B2：黄素腺嘌呤单核苷酸（FMN）和黄素腺 嘌呤二核苷酸（FAD）三、分类 脂溶性维生素：维生素A、D

2、、E、K等 水溶性维生素：维生素C、B族等 医学生物化学(7)2第一节 概述一、概念及与疾病的关系医学生物化学(7)2第二节 水溶性维生素及其辅酶一、维生素B1和羟化辅酶（TPP） 抗神经炎的维生素，由含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环组成，故又称硫胺素。 在体内常以硫胺磷酸酯（TP）或硫胺焦磷酸酯（TPP）形式存在： TPP就是脱羧辅酶，其功能部位在噻唑环的2位碳原子上。由于3位上N+的正电荷有助于C2失去质子而具负电性，故C2很易和-酮酸形成加成物而有利于脱羧反应（p.442，图11-9）。硫胺素硫胺焦磷酸酯塞唑嘧啶2医学生物化学(7)3第二节 水溶性维生素及其辅酶一、维生素B1和羟化辅酶（A

3、= COO-B = H+Py-CH2- =酶上基团医学生物化学(7)4A = COO-医学生物化学(7)4TPP是丙酮 酸脱氢酶、 -酮戊二酸脱氢酶的辅酶，参与丙酮酸和-酮戊二酸的氧化脱羧作用。也可作为转酮醇酶的辅酶。多数天然食物中均含有VB1，瘦猪肉、动物心脏、肝脏、脑的含量较为丰富。由于VB1分子中噻唑环和嘧啶环之间的化学键作用很弱，因此很易破坏。收获、加工、烹调和贮藏都可造成其损失。如精制稻米和谷类粉由于过渡的碾磨，而使其中的VB1损失殆尽。干燥、高温也能引起VB1的大量损失。某些食物中含有抗VB1因子。如某些生鱼或海产品，特别是鲤鱼、鲱鱼、虾中含有硫胺化酶，能裂解VB1分子。医学生物化

4、学(7)5TPP是丙酮 酸脱氢酶、 -酮戊二酸脱氢酶的辅酶，参与丙酮二、维生素B2和黄素辅酶（FMN和FAD） 又称核黄素（riboflavin） ，是核糖醇和6,7-二甲基异咯嗪的缩合物，1933年Kuhn从牛奶中分离出。在1位和10位N之间有两个活泼的双键，易起氧化还原作用 NNNHNH3CH3CROONHNOOHNNH3CH3CR_2H+2H氧化态还原态91012345678HR=医学生物化学(7)6二、维生素B2和黄素辅酶（FMN和FAD）NNNHNH3CHVB2:黄素腺嘌呤单核苷酸(FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)FMN、FAD作为多种氧化还原酶及递氢体的酶辅基，参与递氢作用。

5、异咯嗪核糖醇维生素B2是FMN和FAD的组成成分，FMN和FAD是脱氢酶的辅酶。医学生物化学(7)7VB2:黄素腺嘌呤单核苷酸(FMN) 黄素腺氧化型的FMN或FAD是黄色的，还原后成无色。FMN或FAD有强烈的黄绿色荧光，还原后荧光消失。紫外吸收：氧化态吸收峰为260nm，375nm，450nm，还原后260nm还存在，但375nm，450nm的吸收峰消失。VB2缺乏：口角炎、唇炎、舌炎、阴囊炎、脂溢性皮炎等。VB2广泛存在于乳类、蛋类、肉类、谷类等。VB2是啤酒中唯一一种含量多的维生素 。加工、烹饪和储藏食物过程中VB2有不同程度的损失。精米中大部分丢失。VB2对光十分敏感，牛奶中的损失大

6、多是由于光照造成的，因此宜用深色玻璃瓶来盛装牛奶。由于VB2在碱性溶液中加热极易破坏，因而在加工时应避免使用小苏打等碱性物质。医学生物化学(7)8医学生物化学(7)8三、泛酸和辅酶A 又称维生素B3，是二羟基二甲基丁酸和-丙氨酸的缩合物： 泛酸是辅酶A（CoA）的组成成份。 CoA主要起传递酰基的作用，是各种酰化反应的辅酶。由于携带酰基的部位在-SH基上，以巯基亲核攻击转移活化的酰基，由此形成硫酯键，故通常以CoASH表示。 医学生物化学(7)9三、泛酸和辅酶A医学生物化学(7)9医学生物化学(7)10医学生物化学(7)10医学生物化学(7)11医学生物化学(7)11泛酸，又称遍多酸，曾被称为

7、VB3，1919年发现。泛酸广泛存在于各种食物中，故命名为“pantothenic acid”意为“无所不在”。泛酸是由,-二羟基-，二甲基丁酸与-丙氨酸经肽键连接而成。B3是CoA的组成成分，CoA是生物体内转酰基酶的辅酶（主要作为转乙酰基酶的辅酶），参与转酰基作用，为酰基载体。人类食物中广泛存在泛酸，所以缺乏症很少发生。食物加工、烹饪中损失明显。医学生物化学(7)12泛酸，又称遍多酸，曾被称为VB3，1919年发现。泛酸广泛存四、维生素PP和辅酶（NAD+）、辅酶（NADP+） 维生素PP（VB5）包括烟酸和烟酰胺，含有氮杂环吡啶： 在生物体内主要以酰胺形式存在，它是辅酶I（NAD+）和辅

8、酶II（NADP+）的组成成份。 吡啶-3-羧酸 nicotinic acid 吡啶-3-酰胺 nicotinamide医学生物化学(7)13四、维生素PP和辅酶（NAD+）、辅酶（NADP+） 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）OH若为OPO32-,则为NADP+医学生物化学(7)14尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷烟酸又称尼克酸、VB5和抗瘌皮病因子。NAD+、NADP+是多种不需氧脱氢酶的辅酶，递氢、递电子作用。传递H的作用如：人体缺乏烟酸易引起癞皮病。其典型症状是皮炎、腹泻和痴呆，又称“三D”症状。动物肝脏、瘦肉、豆类及

9、花生中含有丰富的烟酸。辅酶I常和产生能量的分解反应有关：NAD+从代谢物上得到H后，再传递给FMN或FAD，然后逐步传递给氧，并在此过程中产生氧化磷酸化（ATP）；辅酶II常和还原性合成反应有关：NADP+从代谢物上得到H后，再去还原另一个代谢物。4医学生物化学(7)15烟酸又称尼克酸、VB5和抗瘌皮病因子。人体缺乏烟酸易引起癞皮五、维生素B6和磷酸吡哆胺 维生素B6包括：吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。生物体内以磷酸酯形式存在，参加代谢作用的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。医学生物化学(7)16五、维生素B6和磷酸吡哆胺医学生物化学(7)161、转氨作用：在氨基酸的转氨反应中，通过重排方式进行转氨。2

10、、脱羧作用：促使氨基酸释放CO2，转变成相应的胺（p.450，图11-22）。 医学生物化学(7)171、转氨作用：在氨基酸的转氨反应中，通过重排方式进行转氨。医六、叶酸和叶酸辅酶 叶酸结构： 医学生物化学(7)18六、叶酸和叶酸辅酶医学生物化学(7)18在体内叶酸加H还原成二氢叶酸和四氢叶酸：医学生物化学(7)19在体内叶酸加H还原成二氢叶酸和四氢叶酸：医学生物化学(7)1叶酸:四氢叶酸 四氢叶酸就是辅酶F，它是转移一碳单位（如甲酰基、羟甲基等）的辅酶。转移C1的反应位置在N5和N10之间（p.457，图11-31,32）。1105医学生物化学(7)20叶酸:四氢叶酸 四氢叶酸就是辅酶F，它

11、是转移一医学生物化学(7)21医学生物化学(7)21在菠菜中发现，广泛存在于各种绿叶蔬菜中，1941年Mitchell将之称为叶酸。四氢叶酸为一碳单位转移酶的辅酶，参与嘌呤、dTMP和蛋氨酸的合成。人体缺乏叶酸会引起巨红细胞贫血。不同食物中叶酸的利用率不同。香蕉最高达82%。高温、长时间烹饪会照成叶酸的大量损失。医学生物化学(7)22在菠菜中发现，广泛存在于各种绿叶蔬菜中，1941年Mitch七、维生素C（p365） 又称抗坏血酸（ascorbic acid） ，是一种不饱和的多羟化合物，以内酯形式存在： 或医学生物化学(7)23七、维生素C（p365） 或医学生物化学(7)23 在体内参与氧

12、化还原反应，来回传递H，是植物呼吸系统的基础。 医学生物化学(7)24 在体内参与氧化还原反应，来回传递H，是植物呼功能 （1）参与体内的氧化一还原反应 （2）维生素C是羟化酶的辅酶，参与体内的多种羟化作用。如促进胶原蛋白和粘多糖的合成 ，维持细胞间质的完整，促进伤口愈合。缺乏维生素C引起毛细血管出血，造成坏血病。（3）在某些代谢中起作用 （4）解毒作用 （5）增强机体抗病力 医学生物化学(7)25功能 （1）参与体内的氧化一还原反应 （2）维生素C是羟化酶八、生物素生物素，又称为VH或VB7。是附有一个噻吩环的尿素衍生物。生物素为羧化酶的辅酶，CO2的载体.生蛋清中含有一种抗生物素蛋白，可与

13、生物素紧密结合，使之失去活性，并抑制它在小肠的吸收。加热可使这种抗生物素蛋白失活。医学生物化学(7)26八、生物素生物素，又称为VH或VB7。是附有一个噻吩环的尿医学生物化学(7)27医学生物化学(7)27九、维生素B12（氰钴胺素cyanocobalamin） （1）结构 B12的咕啉核心医学生物化学(7)28九、维生素B12（氰钴胺素cyanocobalamin） （二甲基苯并咪唑核苷酸氨基异丙醇氰钴胺素cyanocobalamin医学生物化学(7)29二甲基苯并咪唑核苷酸氨基异丙醇氰钴胺素cyanocobala（2）功能 主要的辅酶形式是5脱氧腺苷钴胺素 另一种辅酶形式是甲基钴胺素 医学

14、生物化学(7)30（2）功能 主要的辅酶形式是5脱氧腺苷钴胺素 B12辅酶的功能 分子内重排 核苷酸还原成脱氧核苷酸（在某些细菌中） 医学生物化学(7)31B12辅酶的功能 分子内重排 核苷酸还原成脱氧核苷 甲基转移 B12还可促使红血球的生成和成熟，缺乏B12得恶性贫血。 医学生物化学(7)32 甲基转移 B12还可促使红血球的生成和成熟，缺乏B12第二节 脂溶性维生素一、维生素A和胡萝卜素 维生素A又称视黄醇，有A1和A2两种。 一个-胡萝卜素分子可转化为两个分子的维生素A。 功能： （1）维持上皮组织的正常结构和功能 （2）维持正常视觉（明视觉和暗视党）医学生物化学(7)33第二节 脂溶

15、性维生素一、维生素A和胡萝卜素医学生物化学维生素A原（-胡罗卜素） 医学生物化学(7)34维生素A原（-胡罗卜素） 医学生物化学(7)34暗视觉的生化基础 暗视觉中的感光物质视紫红质杆状细胞中含有感光物质视紫红质视紫红质 弱光视蛋白+视黄醛 VitA （末端OH） 醇脱氢酶 视黄醛 （末端CHO） 视紫红质中的视黄醛是11-顺视黄醛： 医学生物化学(7)35暗视觉的生化基础 暗视觉中的感光物质视紫红质杆状细胞 11-顺视黄醛与视蛋白以schiff base结合 Schiff 碱视紫红质视蛋白医学生物化学(7)36 11-顺视黄醛与视蛋白以schiff base结合 S 视循环 医学生物化学(7

16、)37 视循环 医学生物化学(7)37（二）维生素D族 1结构 维生素D和D原都是类固醇化合物，其母核为环戊烷多氢菲。 维生素D的通式 医学生物化学(7)38（二）维生素D族 1结构 维生素D和D原都是类固醇化合物，食物25-羟胆钙化醇 1,25-二羟胆钙化醇 胆钙化醇（维生素D3）肝羟化肾羟化医学生物化学(7)39食物25-羟胆钙化醇 1,25-二羟胆钙化醇 胆钙化醇（维生医学生物化学(7)40医学生物化学(7)402功能 （1） 维生素D的主要功能是调节钙、磷代谢，可促使小肠 吸收钙，使血钙浓度增加，也可促使小肠吸收磷，使 血磷浓度升高。 钙结合蛋白（2）有助于血液凝固 （3）降低神经兴奋

17、的作用 医学生物化学(7)412功能 （1） 维生素D的主要功能是调节钙、磷代谢，可促使Vit DVit D 受体蛋白小肠粘膜细胞医学生物化学(7)42Vit DVit D 受体蛋白小肠粘膜细胞医学生物化学(7)（三）维生素E族（又称生育酚、育酚） 1结构 6-羟苯骈二氢吡喃衍生物 -Tocopherol12345678医学生物化学(7)43（三）维生素E族（又称生育酚、育酚） 1结构 6-羟苯骈二2性质 维生素E对氧十分敏感，极易被氧化而保护其他物质不被氧化，是动物和人体中最有效的抗氧化剂。 3功能 （1）抗不育 （2）保护肌肉 （3）维持红细胞的正常形态和功能 医学生物化学(7)442性质

18、 维生素E对氧十分敏感，极易被氧化而保（四）维生素K族 维生素K族有K1、K2、K3、K4 。 K1、K2是天然存在的。 K3、K4是人工合成的。 1结构 2-甲基-1,4萘醌的衍生物 1234医学生物化学(7)45（四）维生素K族 维生素K族有K1、K2、K3、K4 。 K医学生物化学(7)46医学生物化学(7)462功能 促进血液凝固，所以维生素K也称凝血维生素。Vit K医学生物化学(7)472功能 促进血液凝固，所以维生素K也称凝血维生素。Vit 尿激酶原 血纤维蛋白溶酶原 降解物 （血栓溶解） 尿激酶血纤维蛋白溶酶血纤维蛋白vitK的作用是促使肝脏合成凝血酶原 另外，其它凝血因子7、9、10的合成也依赖于vitK 医学生物化学(7