辅酶Q10幻灯片-基础(原创)课件

基础篇什么样的物质人体内分布情况如何有哪些重要的生理作用获取和代谢方式是怎样的辅酶Q10(CoenzymeQ10,港台地区翻成酵素10)，又称泛醌(Ubiquinone)，是一种类维生素物质，属于脂溶性苯的衍生物辅酶Q10是什么样的物质？FrederickL.Crane(美)生物学家1957年发现了辅酶Q10异戊二烯链IsopreneChain醌结构quinone辅酶Q10Isolationofaquinonefrombeefheartmitochondria

F.L.Crane,Y.Hatefi,R.L.LesterandCarlWidmer

BiochimicaetBiophysicaActa

1957,25(1):220化学名2-(3,7,11,15,19,23,27,31,35,39-癸甲基-2,6,10,14,18,22,26,30,34,38-四十癸烯基)-5,6—二甲氧基-3-甲基-p-苯醌1958年确定了辅酶Q10的结构因为对辅酶Q10应用研究的开拓性贡献，1990年获得美国国家科学奖章(NationalMedalofScience)英文名CoenzymeQ10

分子式

C59H90O4分子量

863.36性状

黄色或淡黄色结晶，无臭、无味，易溶于氯仿、苯、四氧化碳，溶于丙酮、石油醚和乙醚；微溶于乙醇，遇光易分解成微红色物质，对温度和湿度较稳定，熔点为49℃CoenzymeQ.I.structurestudiesoncoenzymeQgroupDonaldE.

Wolf,CarlH.

Hoffman,NelsonR.

Trenner,ByronH.

Arison,CliffordH.

Shunk,BruceO.

Linn,JamesF.

McPherson,Karl

FolkersJournaloftheAmericanChemicalSociety1958,80(17):4752KarlFolkers（美）(1906-1997)辅酶Q10是什么样的物质？命名辅酶Q10另外一个常用名是泛醌(Ubiquinone)或泛醌10(Ubiquinone-10)物种主要形式长寿哺乳动物Q10鸟类Q10青蛙Q10鼠Q9海鱼Q9-10家蝇Q9虾Q8高等植物Q10藻类Q9微生物Q6-10辅酶Q(泛醌)实际是一组具有相似结构的分子，在不同物种存在形式不尽相同进化程度高的生物以辅酶Q10为主MolecularMembraneBiology

1990,9(3):179因为最先认为这仅是一种醌类物质，称作Q275，随后更多的研究发现这类物质不仅存在于人体所有活性细胞中，而且在各种动植物细胞中都广泛存在，因而采用“泛”(Ubi-)字予以形象地描述辅酶Q10是什么样的物质？脂溶性(Liposolubility)是指物质能在非极性溶剂(如苯、乙醚、四氯化碳、石油醚等)中溶解的性能难溶于水，不容易被消化吸收，转运扩散较慢相似相容性，容易穿过生物膜，易于被细胞利用气体和水带电荷的离子碳氢化合物大分子物质细胞膜阻挡大部分物质自由通过辅酶Q10虽然具有脂溶性，但分子量较大穿越难度大脂溶性脂溶性物质的分子中通常带有较长的碳链，一般本身物质属于脂类的均直接具有脂溶性，如脂肪酸、油脂、脂肪等脂溶性维生素都含有环结构和长的、脂肪族烃链特点辅酶Q10是什么样的物质？简单扩散协助扩散主动转运物质进出细胞膜的几种方式膜结构中物质的组成(占干重的百分比%）膜蛋白质脂碳水化合物质膜红细胞49438神经鞘18793肝细胞543610核膜66322高尔基体642610内质网622710线粒体外膜5545痕迹量内膜7822-除细胞膜外，细胞内还有多种细胞器具有膜结构，辅酶Q10倾向于与膜结合辅酶Q10是什么样的物质？脂溶性对苯醌类在碱性下可被氢还原为氢醌，在光、热或适当氧化剂作用下，又很容易被重新氧化成对苯醌很多醌类化合物，正是通过这种可逆的氧化还原过程，参与生物体内许多重要的氧化还原过程胡桃的叶及未成熟果实抗菌、抗癌及中枢神经镇静白雪花全草等植物抗菌、止咳、祛痰丹参抗菌及扩张冠状动脉的作用大黄根茎抗菌、抗肿瘤、泻下醌辅酶Q10是什么样的物质？举例叶绿醇维生素E维生素K视黄醇（动物源维生素A）（糖蛋白合成载体）多萜醇鲛鲨烯（体内供氧）番茄红素胡萝卜素樟脑松香酸薄荷醇冰片萜类它与多种物质的合成相关辅酶Q10带有长异戊二烯链增强脂溶性增强附着力萜类化合物是指具有(C5H8)n通式以及其含氧和不同饱和程度的衍生物，可以看成是由异戊二烯或异戊烷以各种方式连结而成的一类天然化合物辅酶Q10的结构与维生素K类似，但功能不同(维生素K促进肝脏合成凝血酶原)辅酶Q10是什么样的物质？异戊二烯在人体中，辅酶Q10总含量为0.5-1.5g，与年龄有关；普通人血浆中内源性辅酶Q10的含量为0.7-1g/ml（0.4-1.9mol/l）辅酶Q10在体内是如何存在的？JournalofClinicalPharmacology1990,30(7):596Archivesofbiochemistryandbiophysics1992,295(2):230TheJournalofinvestigativedermatology1994，102(1):122Internationaljournalforvitaminandnutritionresearch

1989,59(3):288主要分布在代谢旺盛的器官中物质种类举例血浓度常用检测方法维生素C4ug/ml分光光度比色法、高效液相E10ug/ml微量元素铁1.63ug/g原子吸收分光光度法镁19ug/g锌1.05ug/g硒0.12ug/g免疫分子IgG11ug/mlRIA、ELISA法IL-2200ng/L检测临床检测微量或小分子物质一直是较棘手的问题组织差异取材难度大地区差异缺乏统一标准含量低更高灵敏度操作技术要求高缺乏商用配套试剂普及率低开机率低，出结果慢费用较高辅酶Q10检测同样存在此类问题辅酶Q10在体内是如何存在的？辅酶Q10最主要的检测方法-高效液相色谱法(HPLC)原理供试品制成无水乙醇溶液，进入高效液相色谱仪进行色谱分离，用紫外吸收检测器，于波长275nm处检测辅酶Q10吸收值，计算出其含量主要设备高效液相色谱仪色谱柱紫外吸收检测器取样配成无水乙醇液20μL注入高效液相色谱仪275nm处测定吸收值计算注意：血浆水平并不总是正确反映组织中的状态，例如在骨骼肌和心脏缺乏时，血浆检测也可能显示正常检测辅酶Q10在体内是如何存在的？功能一协助制造能量发动机上的“火花塞”辅酶Q10

是细胞线粒体呼吸链电子传递的关键独立组分，将不同营养物质分解后释放的能量传递产生可供细胞利用的“能量货币”-ATP概述协助制造能量协助制造能量ATP的产生过程主要包括葡萄糖葡萄糖糖酵解丙酮酸丙酮酸三羧酸循环氧化磷酸化外膜基质膜间隙内膜线粒体ATPATPATP细胞外细胞内细胞膜供能物质(主要是葡萄糖)以丙酮酸形式进入线粒体在三羧酸循环过程中脱氢脱下的氢经呼吸链传给氧生成水，伴随的电子转移过程释放出来的能量合成ATPATP是怎样制造出来的？呼吸链协助制造能量呼吸链的构成内膜膜间隙基质呼吸链包含15种以上组分，主要由4种酶复合体和2种可移动电子载体构成呼吸链在电子传递过程中不断释放自由能，这种能量被用于将氢从基质泵出到内膜外，累积形成了质子梯度，为ATP合成储备了能量ATP是怎样制造出来的？ATP的最终产生呼吸链协助制造能量当质子(氢)回流时将驱动ATP合成酶合成ATPADP+PiATPATP合成酶ATP是怎样制造出来的？避免细胞能量饥饿引起的生理病理改变协助制造能量依据ATP产生的原理可以进行能量治疗小结E能量使者辅酶Q10是呼吸链中唯一的脂溶性分子辅酶Q10是膜内唯一不与膜嵌合的成分辅酶Q10既是递氢体也是递电子体协助制造能量I

辅酶Q10是呼吸链不可缺少的组分辅酶Q10的价值在何处？Couplingofphosphorylationtoelectronand

hydrogentransferbyachemi-osmotictypeofmechanism.PeterMitchellNature1961,191:423PeterDennisMitchell

(英)(1920-1992)生化学家获得1978年诺贝尔化学奖其创意性的化学渗透理论真实解释了活细胞线粒体产生ATP的过程，也明确了辅酶Q10在生物能量产生过程中的重要作用协助制造能量辅酶Q10的价值在何处？功能二抗氧化保护清除自由基保护细胞膜自由基抗氧化保护任何包含一个未成对电子的原子、原子团、分子或离子均称之为自由基(freeradicals)自由基是人体生命活动中多种生化反应的中间代谢产物，体内的自由基既可以是内源性的，也可以是外源性的线粒体是细胞内自由基的主要来源，大约有0.4-4%的氧分子在有氧代谢过程中转变为氧自由基。一些自由基会成为生物武器或调节生理功能，过多的自由基则会造成伤害自由基Journalofbioenergeticsandbiomembranes1997,29(1):89Thejournalofbiologicalchemistry1991,

266(11):6957ThebiochemicalJournal1980,191(2):421ThebiochemicalJournal1973,134(3):707DenhamHarman(美)(1916-

)老年生物学家“自由基理论之父”1995年被提名诺贝尔医学奖Aging:atheorybasedonfreeradicalandradiationchemistryDenhamHarmanJournalofgerontology1956,11(3):298自由基的来源抗氧化保护自由基能量分子生理状态下，线粒体是体内自由基的主要来源在呼吸链电子传递过程中，一些氧提前获得了电子，形成氧自由基，一部分被及时清除，而另一部分则从线粒体中漏出；从中可以看出，辅酶Q10传递电子的重要性自由基自由基有什么危害？抗氧化保护自由基性质极其活跃不稳定，具有抢夺其他物质的电子使自身原本不成对的电子变成稳定的特性，因而对机体会造成伤害健康原子自由基自由基抗氧化保护自由基极易攻击细胞膜、蛋白质、酶和核酸等，这也正是自由基容易造成机体损害的直接原因自由基有什么危害？自由基与自由基损害相关的临床症状阿尔茨海默氏症再灌注损伤肌萎缩性脊髓侧索硬化症冠脉疾病关节炎心衰动脉粥样硬化高血压肿瘤炎性肠病白内障黄斑变性慢性痛风多发性硬化慢性阻塞性肺病帕金森症糖尿病雷诺氏病抗氧化保护对人体而言自由基并非一无是处，例如在吞噬细胞吞噬病菌等异物时，自由基能不断溶解侵入人体的细菌、病毒但由于自由基缺乏而导致的病仅占所有疾病的百分之零点几(例如慢性肉芽肿，CGD)，更多的疾病(80-90%)存在的活性氧自由基过多的情况若没有自由基的溶解作用，免疫细胞的吞噬和杀伤作用无法持续进行自由基有什么危害？自由基抗氧化剂抗氧化保护抗氧化剂能够提供电子，使自由基恢复稳定电子原子核氧分子自由基自由基从其他分子偷到电子抗氧化剂提供电子使分子保持稳定自由基酶类超氧化物歧化酶（SOD）过氧化氢酶谷胱甘肽过氧化酶名称溶解性血清浓度(μM)维生素C水50–60谷胱甘肽水4硫辛酸水0.1–0.7尿酸水200–400胡萝卜素类脂β-胡萝卜素:0.5–1维生素A:1–3维生素E脂10–40辅酶Q10脂5体内重要的抗氧化剂非酶类抗氧化保护抗氧化剂自由基辅酶Q10的价值在何处？还原型氧化型线粒体内膜参与能量制造吸收细胞、淋巴、血液参与抗氧化CoQ（醌型/氧化型）CoQH（半醌型）CoQH2（氢醌/还原型）H3COH3COOOCH3ROHH3COH3COOCH3ROHH3COH3COOHCH3R[H][H]抗氧化保护I

天然抗氧化剂还原型辅酶Q10作为抗氧化剂可以提供电子双重作用辅酶Q10浓度(g/g)Archivesofbiochemistryandbiophysics1992,295(2):230除了在血液中外，辅酶Q10在器官细胞膜上很大一部分也以还原型的方式存在，随时处于抗氧化的待命状态抗氧化保护辅酶Q10的价值在何处？I

天然抗氧化剂辅酶Q10是生物膜上主要的脂溶性分子，对防止脂质过氧化起关键作用，保护生物膜免受自由基的损害抗氧化保护II

抗脂质过氧化能力最强稳定自由基，防止脂质过氧化的链式反应发生辅酶Q10的价值在何处？肝细胞膜结构辅酶Q与维生素E浓度比线粒体(嵴)35质膜21过氧化物酶体3溶酶体3高尔基体1内质网1辅酶Q10在多种生物膜上的浓度都高于维生素E抗脂质过氧化能力强于其他抗氧化剂Proc.Nati.Acad.Sci.USA1991,88(5):1646抗氧化保护辅酶Q10的价值在何处？II

抗脂质过氧化能力最强不稳定脂自由基ROO稳定脂氢过氧化物ROOH维生素E维生素E自由基辅酶Q10自由基半醌辅酶Q10

泛醇半脱氢抗坏血酸维生素C抗坏血酸氧化型谷胱甘肽GSSG谷胱甘肽GSH硫氧还蛋白氧化型硫氧还蛋白还原型脱氢硫辛酸硫辛酸体内几种抗氧化剂相互作用，形成一个完整的体系在细胞和细胞器膜外的辅酶Q10还可以帮助其他抗氧化剂的还原，如维生素E、C，恢复其抗氧化能力抗氧化保护III与其它抗氧化剂协同作用辅酶Q10的价值在何处？人体获取辅酶Q10的来源有哪些？A主要依赖人体自身合成合成位置尚不完全明确，在多种细胞器中都发现参与合成的酶倾向于认为辅酶Q10主要在内质网-高尔基体中合成然后进入到其他位置线粒体过氧化物酶体高尔基体内质网人体获取辅酶Q10的来源有哪些？B

食物是有限的补充途径虽然食物中含有辅酶Q10，但普遍水平低，对人体辅酶Q10的水平贡献不大Journaloffoodcompositionandanalysis2001,14(4):409Internationaljournalforvitaminandnutritionresearch1986,56(1):57Molecularaspectsofmedicine1997,18s:251人体获取辅酶Q10的来源有哪些？C

辅酶Q10产品是更有效的补充途径各种类型的口服制剂均能有效提高血浆中辅酶Q10的水平，不同的仅仅是提高程度的差别剂型剂量(mg)时间提高水平(mol/l)文献出处油溶剂909月1.214Molecularaspectsofmedicine

1994,15(s):281油溶剂902周1.200Internationaljournalforvitaminandnutritionresearch1994,64(4):311油溶剂1002周0.524Freeradicalbiology&medicine1996,21(2):211片剂902月1.810Freeradicalbiology&medic1997,22(7):1195油溶剂902月1.900Freeradicalbiology&medic1997,22(7):1195片剂1203周1.309Internationaljournalforvitaminandnutritionresearch

1998,68(2):109油溶剂1203周1.008Internationaljournalforvitaminandnutritionresearch

1998,68(2):109水溶性1203周3.255Internationaljournalforvitaminandnutritionresearch

1998,68(2):109油溶剂3001周0.530AsiaPacificJournalofclinicalnutrition

2001,10(3):212乳化剂3001周0.500AsiaPacificJournalofclinicalnutrition

2001,10(3):212片剂501周0.568Biologicalandpharmaceuticalbulletin2003,26(1):52分散片501周1.124gicalandpharmaceuticalbulletin2003,26(1):52至少提高一倍以上人体获取辅酶Q10的来源有哪些？一项研究显示，健康年轻人服用辅酶Q10只提高了血中浓度，肌肉中并未观察到明显提高.这并不能否认补充辅酶Q10对组织器官的贡献，因为年轻人正是体内辅酶Q10合成的旺盛阶段，组织细胞内的变化很容易被掩盖动物实验显示外源性补充辅酶Q10可以增加包括肝、肾、心、骨骼肌和脑组织，以及这些组织细胞中线粒体内辅酶Q10含量C

辅酶Q10产品是更有效的补充途径能否进入到组织细胞中？Thejournalofnutrition2003,133(10):3175

FreeRadicalBiologyandMedicine2002,33(5):627InternationalJournalofSportNutrition1999,9(2):166相反，绝大部分动物和人体研究显示，老年(合成能力减低)、辅酶Q10缺乏(无论年龄)服用Q10产品，都能很容易地检测到(只要条件允许)组织中辅酶Q10的明显增高Biogerontology

2002,3(1-2):37因此，答案是肯定的人体获取辅酶Q10的来源有哪些？辅酶Q10的代谢有什么特点？外源性辅酶Q10(包括食物和口服来源)通过小肠的简单协助扩散方式吸收这种