第4章 维生素和辅酶

第四章维生素和辅酶vitamin（一）发现记(1906年英国)纯化饲料矿物质、蛋白质、脂肪、核酸、糖纯化饲料+极微量牛奶牛奶中存在需要量极少，但生存必需的食物辅助因子——维生素动物合成某些维生素的功能退化，必须依靠植物和微生物提供，一旦缺乏：病/死

说明？一、维生素的概述

（二）概念

维生素(vitamin)——机体必需的一类营养素是维持机体正常生理功能所必需、机体自身又不能合成或合成量不足，必需靠外界供给的一类微量低分子有机化合物。不是能量物质，也不是结构物质机体缺乏不同维生素将产生不同的疾病，这种由缺乏维生素引起的疾病称为维生素缺乏症。维生素的命名是按发现的先后，在维生素（V)后加上A、B、C、D等拉丁字母来命名。还有初发现以为是一种，后来证明是多种V混合物，便在字母右下方注以1，2，3······等数字加以区别。一般来说，植物体内能够合成维生素。动物一般不能合成维生素，或者合成维生素不足，但也不是绝对的，例如大小白鼠就能合成Vc，人体能合成VD。微生物也和动物类似，但也有一些微生物能合成某些维生素，如大肠杆菌能合成维生素K，生物素等。维生素的生物合成（三）维生素的分类维生素是小分子有机化合物，在化学结构上无共同性，可依据溶解性分为：水溶性：VC

、VB族（B1、B2、烟酸和烟酰胺、B6、泛酸、生物素、叶酸、B12）脂溶性：

VA

、VD、VE、VK功能：作为辅酶或辅基，主要是水溶性V中的B族维生素

参与酶催化反应中底物基团的转移调控某些生物机能（不作为辅酶或辅基），主要是脂溶性V一、脂溶性维生素Lipid-solubleVitamin共同特点：（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

种类：

VitA,VitD,VitE,VitK（一）

VA（视黄醇）动物饮食中吸收，或植物中的β-胡萝卜素转化而来化学结构：

不饱和一元醇

(脂类中萜类衍生物）VA1

VA2（化学组成）3甲基环己(二)烯+2甲基-壬-四烯醇视黄醇、视黄醛和视黄酸是维生素A的活性形式视循环缺乏夜盲症(1）维生素A与暗视觉相关

(2)维持上皮组织结构的完整与健全

缺乏：干眼病(xerophthalmia)

(3)维生素A和胡萝卜素是有效的抗氧化剂

(4)维生素A过量可引起中毒

能直接消灭自由基，有助于控制细胞膜和富含脂质组织的脂质过氧化。（二）

VD固醇衍生物(P437)维生素D2原（植物油或酵母）VitD3原转化成活性形式VitD325-OH-VitD31，25-（OH）2-VitD3肝肾为VD的活性形式，调节钙和磷的体内平衡。缺乏：佝偻病、严重蛀牙、

软骨病、老年性骨质疏松症多喝奶制品！2.帮助吸收VA适度的太阳光可合成VD烟雾会遮断制造强烈日晒灼伤后，皮肤停止制造VD。功能

1.促进Ca2+在骨骼中沉积（三）

VE（生育酚）功能：影响生殖

抗氧化－养颜，保护生物膜

促进血红素合成缺乏：生殖器官受损而不育、死胎、细胞异型主要存在植物油中，豆类及蔬菜中含量也较多，人体很少缺乏(P438)化学结构（四）

VK（凝血维生素）化学结构VK1，绿叶植物及肝脏含量丰富VK2，肠道细菌的代谢产物124OOCH3CH2CHCCH3(CH2CH2CH2CH2CH)2CH3CH3CCH3CH2CH2)5CHCH2(HCCH2OOCH3CCH3CH3临床最常用，作为合成VK1和VK2的前体凝血活性比K1高3～4倍。功能：促进凝血血纤维蛋白质促凝血蛋白原血浆凝血酶磷脂、Ca2+凝血酶原维生素K凝血酶不溶性血纤维蛋白凝块来源：K1在绿色植物及动物肝脏中含量丰富，K2能由肠道中微生物合成，鱼类中也较丰富。

不易缺乏电子传递体三、水溶性维生素Water-solubleVitamin易溶于水，故易随尿液排出体内不易储存，必须经常从食物中摄取作用比较单一，主要构成酶的辅助因子直接影响某些酶的催化作用。概述种类：B族维生素，维生素C

共同特点（一）VB1(硫胺素）（抗神经炎V)

化学结构嘧啶环+噻唑环存在形式：TPP（硫胺素焦磷酸）由ATP提供功能：脱羧辅酶多存在于种皮、胚芽、米糠、麦麸、黄豆、酵母、瘦肉、白菜中VB1在酸性溶液中稳定，耐热，在pH3.5以下，120℃不被破坏。维生素B1——缺乏症脚气病——两脚无力、健忘、四肢麻木、肌肉萎缩、心力衰竭、下肢水肿等症状消化功能障碍——胃肠道蠕动缓慢、消化液分泌减少、食欲不振、消化不良等（二）VPP（烟酰胺/尼克酰胺）化学结构存在方式烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶I）NAD+烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（辅酶Ⅱ）NADP+烟酰胺NAD+磷酸NADP+O(P443)功能：脱氢酶辅酶，传递H可自身合成，不缺乏+H+1.生化作用

维生素PP缺乏可引起癞皮病2.缺乏症:

癞皮病3.大量长期服用会中毒,肝损伤

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，起传递氢的作用。H化学结构二甲基异咯嗪VB2（三）

VB2（核黄素）存在形式黄素单核苷酸

FMN

黄素腺嘌呤二核苷酸

FAD氧化态

还原态机理FMN+2e+2H+

FMNH2FAD+2e+2H+

FADH2

二甲基异咯嗪上的N1、N5载运H生化作用：FMN及FAD是体内脱氢酶黄素酶(如脂酰CoA脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶等）的辅基，主要起氢传递体的作用.

缺乏症：口角炎，唇炎，眼球充血等补充物：牛奶、蔬菜。广泛存在，酵母、肝、肾、蛋、奶、大豆中丰富FMN和FAD是体内脱氢酶黄素酶的辅基(四)泛酸/遍多酸(VB3)化学结构泛解酸β丙氨酸VB3存在方式辅酶A（CoA~SH）巯基乙胺酰胺键磷酸二酯键泛酸VB33`.5`-ADP(P447)功能：体内活性形式为辅酶A(CoA)、酰基载体蛋白(ACP)CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。泛酸在辅酶A和酰基载体蛋白分子中发挥作用在酵母、肝、肾、蛋、小麦、米糠、花生和豌豆中含量丰富，蜂王浆中含量最多。辅酶A广泛被作各种疾病的重要辅助药物。（五）VB6又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺，皆属于吡啶衍生物NCH2OHCH2OHHOH3C吡哆醇(pyridoxol)NCH2OHCHOHOH3C吡哆醛(pyridoxal)NCH2OHCH2NH2HOH3C吡哆胺(pyridoxamine)(P449)NCH2O—CHOHOH3CP（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在体内以磷酸酯形式存在，磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是其活性形式。功能：作为辅酶参加多种代谢反应，包括转氨、脱羧、氨基酸内消旋、Trp代谢、含硫氨基酸的脱硫、羟基氨基酸的代谢和氨基酸的脱水等。动植物中分布广泛，谷类外皮尤丰富。食物中富含，肠道细菌可以合成供人体需要。缺乏症：导致皮肤、中枢神经系统和造血机构的损害。（六）VB12及其辅酶维生素B12是含钴的化合物，又称氰钴胺素(cyanocobalamine)在自然界中只有微生物能合成维生素B12；人体中VB12的吸收需要胃壁细胞分泌的糖蛋白（内因子），两者结合后才能被小肠吸收。(P450)R：-CH3甲基钴胺素

R：5`-脱氧腺苷5`-脱氧腺苷钴胺素（辅酶B12)在体内转变成两种辅酶形式4.

髓磷脂的生物合成减少，损害神经系统缺乏症：1.儿童及幼龄动物发育不良。2.消化道上皮组织细胞失常。3.造血器官功能失常，导致恶性贫血。广泛来源于动物性食品，肠道细菌可合成，不缺乏。（七）生物素（VB7）为含硫维生素，其结构可视为由尿素与噻吩环结合而成，并有一个C5酸枝链。HNNHCO尿素部分HCCHH2CCHS噻吩环部分(CH2)4COOH戊酸根部分生物素（biotin）尿素环上的一个N可与CO2结合(P454)羧化酶的辅酶生物素是细长针状的晶体，熔点232℃，耐热和酸碱，微溶于水。功能：生物素是多种羧化酶的辅酶，在CO2固定反应中起重要作用。来源广泛，肠道能合成，人体一般不会缺乏。新鲜鸡蛋中含抗生物素蛋白——大量食用可致生物素缺乏。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。人类缺少生物素可能导致皮炎、肌肉疼痛、感觉过敏、怠倦、厌食、轻度贫血等。（八）VB11（叶酸－造血维生素）

化学结构

2-氨基-4-羟基-6-亚甲基蝶呤对氨基苯甲酸谷氨酸叶酸—蝶酰谷氨酸蝶酸(P456)存在形式——四氢叶酸（辅酶F、CoF）谷氨酸叶酸F4，THFH二氢叶酸5678HH四氢叶酸5678HH含一个碳原子的基团methylmethylenemethenylformylformimino功能：一碳单位脱除酶的辅酶传递一碳基团叶酸参与甲硫氨酸、嘌呤、胸腺嘧啶的合成，在细胞分裂旺盛时需求量很大。因此孕妇需补充。肿瘤患者可通过抑制二氢叶酸还原酶控制肿瘤生长，如氨甲喋呤和氨基蝶呤是肿瘤生长的抑制物。但是这些药物对正常细胞也有毒性，仅能用于短期治疗。磺胺类药物可竞争性地抑制细菌叶酸的合成，导致繁殖中断。临床上用作治疗巨红细胞性贫血。广泛存在于肝、酵母及绿叶蔬菜中，肠道细菌可合成。坏血/病——毛细管脆弱、易碎表现为牙龈发炎出血，皮肤出现小血斑、VC防治坏血病——抗坏血酸化学结构——酸性多羟基化合物（十）VC（抗坏血酸）人体、灵长类动物及豚鼠体内不能自行合成，只能通过食物获取(P461)还原型氧化型VC参与体内的氧化还原反应VC参与体内多种羟化反应3.有防贫血的作用。刺激免疫系统，可防止和治疗感染。分类名称存在形式发现别称作用来源缺乏症脂溶性视黄醇类(维生素A)由ElmerMcCollum和M.Davis在1912年到1914年之间发现。并不是单一的化合物，而是一系列视黄醇的衍生物(视黄醇亦被译作维生素A醇、松香油)抗干眼病维生素①维持一切上皮组织健全所必需②促进生长、发育及繁殖③构成视觉细胞内感光物质的成分鱼肝油、绿色蔬菜夜盲症水溶性硫胺素(维生素B1)TPP1896年荷兰科学家伊克曼首先发现，1910年为波兰化学家丰克从米糠中提取和提纯抗脚气病维生素氧化脱羧酵母、谷物、肝脏、大豆、肉类脚气病消化不良水溶性核黄素(维生素B2)FMNFAD由D.T.Smith和E.G.Hendrick在1926年发现维生素G脱氢酶的辅酶，传递H酵母、肝脏、蔬菜、蛋类口腔炎、皮炎、微血管增生症水溶性烟酸(维生素B3)CoASH由ConradElvehjem在1937年发现维生素P、维生素PP、菸硷酸、尼古丁酸酰基转移酶的辅酶，传递酰基酵母、谷物、肝脏、米糠水溶性泛酸（维生素B5)NAD+NADP＋由RogerWilliams在1933年发现遍多酸，Vpp脱氢酶的辅酶，传递H酵母、谷物、肝脏、蔬菜水溶性吡哆醇类(维生素B6)PLP由PaulGyorgy在1934年发现包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺脱羧、转氨、氨基酸内消旋、Trp代谢等酵母、谷物、肝脏、蛋类、乳制品水溶性生物素(维生素B7)维生素H或辅酶R羧化酶的辅酶，在CO2固定反应中起重要作用酵母、肝脏、谷物水溶性叶酸(维生素B9)THF蝶酰谷氨酸、蝶酸单麸胺酸、维生素M、造血维生素或叶精一碳单位脱除酶的辅酶，传递一碳基团蔬菜叶、肝脏水溶性钴胺素(维生素B12)由KarlFolkers和AlexanderTodd在1948年发现氰钴胺或辅酶B12肝脏、鱼肉、肉类、蛋类水溶性抗坏血酸(维生素C)詹姆斯•林德在1747年发现抗环血酸1.抗坏血病（保护细胞膜）2.氢传递体3.脯氨酸羟基化酶的辅酶4.酶的激活剂新鲜蔬菜、水果脂溶性钙化醇(维生素D)由EdwardMellanby在1922年发现这是唯一一种人体可以少量合成的维生素骨化醇、抗佝偻病维生素，1.促进Ca2+在骨骼中沉积2.帮助吸收VA鱼肝油、蛋黄、乳制品、酵母脂溶性钙化醇(维生素D)由EdwardMellanby在1922年发现这是唯一一种人体可以少量合成的维生素骨化醇、抗佝偻病维生素，1.促进Ca2+在骨骼中沉积2.帮助吸收VA鱼肝油、蛋黄、乳制品、酵母脂溶性生育酚(维生素E)由HerbertEvans及KatherineBishop在1922年发现。主要有α、β、γ、δ四种影响生殖，抗氧化、促进血红素合成鸡蛋、肝脏、鱼类、植物油脂溶性萘醌类(维生素K)由HenrikDam在1929年发现。凝血维生素促进凝血菠菜、苜蓿、白菜、肝脏四、作为辅酶的金属离子(P464)1．转氨酶的辅因子为

。其有三种形式，分别为

、

、

，其中

在氨基酸代谢中非常重要。2．叶酸有

和

两种还原形式，后者的功能作为

载体3．维生素是维持生物体正常生长所必需的一类_________有机物质。主要作用是作为_________的组分参与体内代谢。4．根据维生素的____________性质，可将维生素分为两类，即____________和____________。5．维生素B1由含___的_______环与含___的________环组成，故称为__________。1.维生素B6，吡哆醇，吡哆醛，吡哆酸，吡哆醛2.二氢叶酸，四氢叶酸，一碳单位3.微量4.溶解，水溶性维生素，脂溶性性维生素5.硫，噻唑环，氨基，嘧啶环，硫胺素。6．维生素B2又名

，在体内以

和

形式存在，是生物体内一些氧化还原酶的辅基。7．维生素PP包括_______与_________，后者可以与核糖，磷酸和_______组成的辅酶，主要包括

和

。8．泛酸又名

，在体内的活性形式为

和

。9．生物素是由______和______结合而成的一个双环化合物，左侧链上有一分子______，在酶促羧化反应中作为活动羧基载体，作为辅基通过蛋白质上

残基的

共价结合在酶上。10．维生素B12是唯一含金属_____元素的维生素。6.核黄素，FMN，FAD，7.烟酸，烟酸胺，腺嘌呤，脱氢酶，NAD+，NADP+8.遍多酸，辅酶A（CoA），酰基载体蛋白（ACP）9.噻吩环，尿素，戊酸，赖氨酸，e-氨基10.钴1.下列辅酶中的哪个不是来自于维生素？

A.CoA

B.CoQ