生物化学第六章 维生素和辅酶

生物化学第六章维生素和辅酶第一页，共六十一页，2022年，8月28日本章内容维生素概论脂溶性维生素水溶性维生素作为辅酶的金属离子第二页，共六十一页，2022年，8月28日一、维生素概论1、维生素（Vitamin，Vit)的概念：

维生素是维持生物体正常生长发育和代谢所必需的一类微量有机物质，不能由机体合成或合成量不足，必须靠食物供给。维生素在生物体内的作用不同于糖类、脂类和蛋白质，它不是作为碳源、氮源或能源物质，亦不是构成生物体的组成部分，但却是代谢过程中所必需的，即绝大多数的维生素是作为酶的辅酶或辅基的组成部分，在代谢中起到重要作用。第三页，共六十一页，2022年，8月28日维生素缺乏症——由于各种维生素的生理功能不同，因而缺乏不同的维生素将产生不同的疾病，即由于维生素缺乏而引起的疾病称为维生素缺乏症。

如缺乏维生素A导致夜盲症，缺乏维生素B1导致脚气病，维生素C缺乏导致坏血病等等。第四页，共六十一页，2022年，8月28日2、Vit的分类

维生素的分类——维生素都是小分子有机化合物，它们在化学结构上无共同性，有脂肪族、芳香族、脂环族、杂环和甾类化合物。通常根据维生素的溶解性质分为脂溶性和水溶性两大类。第五页，共六十一页，2022年，8月28日脂溶性维生素：维生素A(视黄醇)

11-顺视黄醛视循环维生素D

1、25-二羟胆钙甾醇调节钙、磷代谢维生素E(生育酚)

——抗氧化维生素K——羧基化、氧化还原反应水溶性维生素：维生素B1(硫胺素)

硫胺素焦磷酸（TPP)转醛基和α-酮酸脱羧维生素B2(核黄素)

黄素单核苷酸（FMN）氧化还原反应黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）氧化还原反应维生素PP(烟酸和烟酰胺)NAD和NADP氢原子（电子）转移泛酸

辅酶A(CoA)转酰基维生素B6(吡哆醛、胺、醇)

磷酸吡哆醛、胺氨基酸转氨基、脱羧生物素

生物胞素传递CO2叶酸

四氢叶酸传递一碳单位维生素B12(氰钴胺素)

甲基钴胺素等甲基化、氢原子重排硫辛酸硫辛酸赖氨酸转酰基、氧化还原反应维生素C(抗坏血酸)——羟基化反应

类别

辅酶、辅基或其活性形式

主要功能第六页，共六十一页，2022年，8月28日3、维生素和辅酶的关系

功能各异，主要作为辅酶或辅基的组分。第七页，共六十一页，2022年，8月28日二、脂溶性维生素（一）维生素A（视黄醇）

维生素A只存在于动物性食物中。包括A1和A2两种。A1主要存在于哺乳动物及咸水鱼的肝脏中；A2主要存在于淡水鱼肝脏中。在高等植物中普遍存在的β-胡萝卜素（维生素A原）可转变为维生素A。第八页，共六十一页，2022年，8月28日1、化学本质：为不饱和一元醇，化学名为

视黄醇（retinol)，有2种。2、生理功能：1）视紫红质是由VA合成的，利于视觉功能；2）防止上皮组织干燥；3）促进幼儿生长发育等作用。第九页，共六十一页，2022年，8月28日3、分布及来源：

动物肝、胡萝卜、韭菜、菠菜、玉米等含量较多。

1分子β-胡萝卜素可转化成2分子VA。4、注意：维生素A较易被正常肠道吸收，但不直接随尿排泄，因而摄取过量是有害的。多见婴幼儿。第十页，共六十一页，2022年，8月28日5、缺乏症：1）上皮组织结构改变，呈角质化。皮肤干燥，成磷状。呼吸道表皮组织改变，易受病菌侵袭。大人、小孩长期缺乏维生素A都会导致泪腺分泌障碍产生干眼病（眼结膜炎）。2）视紫红质不足，对暗光适应能力减弱，发生夜盲症3）引起代谢失调，如某些器官的DNA含量减少，粘多糖（硫酸软骨素）的生物合成也受阻碍。第十一页，共六十一页，2022年，8月28日（二）维生素D（抗佝偻病维生素）

维生素D具有抗佝偻病作用，又称抗佝偻病维生素。已确知有4种，即维生素D2、D3、D4、D5，均为类甾醇衍生物，其中D2和D3较为重要。第十二页，共六十一页，2022年，8月28日

1、化学本质：

为类甾醇衍生物，含环戊烷多氢菲结构。维生素D为无色晶体，不溶于水而溶于油脂及脂溶剂，相当稳定，不易被酸、碱或氧化破坏。第十三页，共六十一页，2022年，8月28日2、生理功能：

调节钙、磷代谢，维持血液正常的钙、磷浓度，从而促进钙化，使牙齿、骨骼发育正常。

3、分布及来源：

鱼肝油、肝、蛋黄、乳液中含量较多。第十四页，共六十一页，2022年，8月28日4、缺乏症：维生素D摄食不足，不能维持钙的平衡，儿童骨骼发育不良，产生佝偻病。机体只能从胆汁排出过多的维生素D，维生素D如摄食过量则会中毒。第十五页，共六十一页，2022年，8月28日（三）维生素E（生育酚）

维生素E又称生育酚或抗不育维生素，已知有8种，其中4种（α、β、γ、δ-生育酚）较为重要，α-生育酚的效价最高。动物组织的维生素E都是从食物中取得的。第十六页，共六十一页，2022年，8月28日

1、化学本质：

系酚类化合物。天然有8种，化学结构大同小异，根据甲基的数目、位置的不同分类。第十七页，共六十一页，2022年，8月28日2、生理功能：

1）与动物生殖机能有关；

2）抗氧化剂。3、分布及来源：麦胚油、玉米油等植物油；豆类及绿色蔬菜。第十八页，共六十一页，2022年，8月28日1)生殖系统的上皮细胞毁坏，雄性睾丸退化，不产生精子，雌性流产或胎儿被溶化吸收。2)肌肉（包括心肌）萎缩，形态改变，代谢反常3)血胆固醇水平增高，红细胞破坏，发生贫血。维生素E摄食过量无毒性。4、缺乏症：第十九页，共六十一页，2022年，8月28日（四）维生素K（凝血维生素）

维生素K是一类能促进血液凝固的萘醌衍生物。1929年，H.Dam发现，有K1、K2、K3、K4四种，K1、K2为天然产物，K3、K4为人工合成品，临床应用K3较多。维生素K的主要作用是促进血液凝固，因为维生素K是促进肝脏合成凝血酶原的重要因素。第二十页，共六十一页，2022年，8月28日1、化学本质：

已发现4种，均为萘醌的衍生物。天然有2种：第二十一页，共六十一页，2022年，8月28日2、生理功能：

加速血液凝固；促进肝脏合成凝血酶原（凝血因子Ⅱ）

3、分布及来源：绿色植物、动物肝、微生物代谢产生。第二十二页，共六十一页，2022年，8月28日4、缺乏症：动物缺乏维生素K，血凝时间延长，贫血。新生婴儿肠内无菌，不能合成维生素K，身体本身又无贮存，故易因维生素K的缺乏而出血，应当在出生前增加母体的维生素K含量。第二十三页，共六十一页，2022年，8月28日三、水溶性维生素

水溶性维生素包括维生素B族、硫辛酸和维生素C；属于维生素B族的主要有维生素B1、B2、PP、B6、泛酸、生物素、叶酸及B12。维生素B族在生物体内通过构成辅酶而发挥对物质的代谢调节；体内摄入的过量的水溶性维生素均可以自尿中排出。第二十四页，共六十一页，2022年，8月28日(一）维生素B1和TPP1、化学本质：

为抗神经炎维生素（又名抗脚气病维生素）；

由一含S的噻唑环和一含NH2的嘧啶环组成，化学名为硫胺素。

生物体内以硫胺素焦磷酸（TPP）存在。硫胺素+ATPTPP+AMPMg2+硫胺素激酶第二十五页，共六十一页，2022年，8月28日2、生理功能：（1）以辅酶方式参加糖的分解代谢。TPP是脱羧酶、脱氢酶的辅酶。维生素B1缺乏时，糖代谢受阻，丙酮酸积累，出现高丙酮酸症，症状：多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、肌肉萎缩，临床上称脚气病。（2）促进年幼动物的发育。维生素B1促进肠胃蠕动，增加消化液的分泌，因而能促进食欲。（3）保护神经系统。能抑制胆碱酯酶的活性，使神经传导所需的乙酰胆碱不被破坏。第二十六页，共六十一页，2022年，8月28日3、分布及来源：

酵母中含维生素B1最多，其他食物中含量不高。五谷类多集中在胚芽及皮层中。瘦肉、核果和蛋类的含量也较多。酵母、细菌和高等植物能合成维生素B1。维生素B1盐酸盐为无色结晶，在酸性溶液中稳定，在中性和碱性溶液中易被氧化；耐热，在普通烹调条件下损失并不大；有特殊香气，微苦，极易溶于水，所以米不易多淘。第二十七页，共六十一页，2022年，8月28日（二）维生素PP和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ1、化学本质：

维生素PP过去称抗赖皮病维生素或维生素B5，包括尼克酸(nicotinicacid,

又译烟酸)和尼克酰胺(nicotinamide,又译烟酰胺)，二者均为吡啶的衍生物，体内多以尼克酰胺形式存在，性质稳定。

第二十八页，共六十一页，2022年，8月28日NCOOHNCONH2尼克酸（nicotinicacid）尼克酰胺（nicotinamide）

尼克酸及尼克酰胺为无色晶体，前者熔点236℃，后者熔点为129～131℃，是维生素中较稳定的，不易被光、空气及热破坏。在体内色氨酸能转变成维生素PP。第二十九页，共六十一页，2022年，8月28日2、辅酶：含尼克酰胺的辅酶有两种1）烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，简称NAD+或CoⅠ；在体内尼克酰胺与核糖、磷酸、腺嘌呤组成脱氢酶的辅酶第三十页，共六十一页，2022年，8月28日2）烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸简称NADP+或CoⅡ。第三十一页，共六十一页，2022年，8月28日3、生理功能：

1）NAD和NADP是多种脱氢酶的辅酶，

a、其作为H的载体：

MH2+NAD(P)+M+NAD(P)H+H+

（氧化态）（还原态）第三十二页，共六十一页，2022年，8月28日b、起偶联反应的作用：C、NAD+可作为DNA连接酶的辅酶，对DNA的复制有重要的作用。第三十三页，共六十一页，2022年，8月28日2）尼克酰胺对中枢及交感神经系统有维护作用，缺乏，则常产生神经损害和精神紊乱。3）促进微生物生长。4）尼克酸可使血管扩张，使皮肤发赤发痒，尼克酰胺无此作用。大剂量尼克酸有降低血浆胆固醇和脂肪的作用。尼克酰胺的副作用较小（不会引起面部、颈部发赤、发痒和烧灼感），医疗及营养上多用尼克酰胺。第三十四页，共六十一页，2022年，8月28日4、缺乏症

膳食中长期缺乏维生素PP所引起的疾病叫癞皮病(pellagra)。消化道炎和神经损害与精神紊乱，两手及其裸露部位呈现对称性皮炎。色氨酸可转变为尼克酰胺，以玉米为主食易患缺乏症（玉米中Trp贫乏）。第三十五页，共六十一页，2022年，8月28日（三）维生素B2和黄素辅酶(FMN、FAD)1、化学本质维生素B2又称核黄素（riboflavin），是核糖醇与7，8—二甲基异咯嗪的缩合物，在自然界多与蛋白质结合成黄素蛋白。H2C—C—C—C—CHOHOHOHOHHHHHNNNCCONHOCH3CH3核糖醇基异咯嗪基第三十六页，共六十一页，2022年，8月28日在体内存在形式黄素单核苷酸（flavinmononucleotide,FMN）黄素腺嘌呤二核苷酸

（flavinadenindinucleotide,FAD）第三十七页，共六十一页，2022年，8月28日2、生理功能：

是多种氧化还原酶（黄素蛋白）的辅基，作为递氢辅酶；黄素是比辅酶I和辅酶II更强的氧化剂，能被一个电子或两个电子途径还原，并且很容易被分子氧重氧化，参与多种生物氧化作用。

对维持皮肤、黏膜和视觉的正常机能有一定作用。第三十八页，共六十一页，2022年，8月28日4、缺乏：3、分布及来源：动物肝、酵母中较多；蛋黄、奶、大豆、绿色蔬菜中均有。口角炎、舌炎、结膜炎、脂溢性皮炎、视觉模糊等。第三十九页，共六十一页，2022年，8月28日（四）泛酸和辅酶A1、化学本质：泛酸（pantothenicacid)

旧称VB3，亦称遍多酸。泛酸为淡黄色粘性油状物，溶于水和醋酸，不溶于氯仿和苯，在中性溶液中对湿热、氧化和还原都稳定。第四十页，共六十一页，2022年，8月28日

是辅酶A(CoenzymeA,

CoA)的组分，辅酶A主要起传递酰基的作用，是各种酰化反应中的辅酶。酰基同B-巯基乙胺部分的-SH基形成硫脂键3,5-ADP第四十一页，共六十一页，2022年，8月28日2、生理功能：

CoA-SH在代谢中作为酰基载体；或吸取一个质子活化酰基的α－氢。功能部位在-SH上，常以CoASH表示。泛酸的生物功能是以CoA形式参加代谢，是体内酰化酶的辅酶，对糖、脂、蛋白质代谢过程中的乙酰基转移有重要作用。如携带乙酰基：CH3CO～SCoA——乙酰辅酶A。乙酰辅酶A在代谢中起重要的纽带作用。第四十二页，共六十一页，2022年，8月28日3、分布及来源：

生物界广泛存在，酵母、蔬菜、肝、蛋、小麦、花生和豌豆中丰富，蜂王浆中含量最多。成人每天需要量为5～10mg，一般膳食的泛酸含量丰富。大白鼠缺乏泛酸，毛发变灰白，并自行脱落，毛与皮的色素形成可能与泛酸有关。第四十三页，共六十一页，2022年，8月28日（五）维生素B6和磷酸吡哆醛1、化学本质：

维生素B6又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺。吡哆素为无色晶体，易溶于水及乙醇，在酸液中稳定，在碱液中易被破坏，对光不稳定，吡哆醇耐热，吡哆醛和吡哆胺不耐高温。第四十四页，共六十一页，2022年，8月28日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

三种物质在体内均以磷酸酯形式存在，可互相转变，参加代谢的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。第四十五页，共六十一页，2022年，8月28日2、生理功能：

1）磷酸吡哆醛在aa代谢中作为辅酶：

a、作为转氨酶的辅酶，作氨基载体；

b、催化脱羧和消旋作用；第四十六页，共六十一页，2022年，8月28日

治呕吐、动脉粥样硬化症、粒细胞减少症等。3、分布及来源：

动植物中分布很广，谷类外皮、蛋黄、肝、酵母、肉、鱼、肾中丰富。成人肠道细菌可以合成VB6，所以人类很少发生缺乏症。2）作为药物：第四十七页，共六十一页，2022年，8月28日（六）维生素B12及其辅酶1、化学本质：

VB12又称钴胺素或氰钴胺素（cyanocobalamine),由咕啉环围绕钴离子形成。

为深红色晶体，熔点甚高，溶于水、乙醇和丙酮，不溶于氯仿，晶体及水溶液都相当稳定。但酸、碱、日光、氧化和还原都使之破坏。第四十八页，共六十一页，2022年，8月28日2、生理功能：是几种变位酶的辅酶；甲基钴胺素还参与甲基的转移和形成。参与DNA的合成，对红细胞的成熟很重要，

缺乏时巨红细胞中DNA合成受到障碍，影响细胞分裂不能分化成红细胞，引起恶性贫血。3、分布及来源：

动物肝、肉、鱼、蛋、奶中含量丰富，人和动物的肠道细菌可以合成VB12，一般不会缺乏。第四十九页，共六十一页，2022年，8月28日（七）生物素1、化学本质：

生物素（biotin)结构为带戊酸侧链的噻吩与尿素结合的双环，又称VH。生物素是细长针状的晶体，熔点232℃，耐热和耐酸、碱，微溶于水。第五十页，共六十一页，2022年，8月28日2、生理功能：

作为羧化酶的辅酶，在体内参与CO2的固定或脱羧反应。3、分布及来源：蔬菜、蛋、肝、肾中丰富，肠道菌可合成。4、缺乏症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。大量食用生鸡蛋清可导致生物素缺乏，因为新鲜鸡蛋清中含有抗生物素蛋白，能和生物素结合成无活性又不易被消化吸收的物质，熟鸡蛋无抗生物素蛋白。第五十一页，共六十一页，2022年，8月28日（八）叶酸和四氢叶酸1、化学本质：由喋啶、对氨基苯甲酸（PABA）与L-Glu连接而成，又称喋酰谷氨酸。四氢叶酸是叶酸在体内活性辅酶形式，又称辅酶F（FH4）。

第五十二页，共六十一页，2022年，8月28日（2）叶酸与DNA的合成有关，缺乏时，DNA合成受到抑制，细胞

分裂速度下降，细胞体积增大，引起巨红细胞性贫血、白

细胞减少症。（1）FH4是转移一碳基团（如甲酰基、羟甲基等）酶系的辅酶，是一碳基团的载体。2、生理功能叶酸广泛分布在肝、酵母及蔬菜中，人类肠道细菌也能合成叶酸，故一般不易发生缺乏。第五十三页，共六十一页，2022年，8月28日（九）硫辛酸1、化学本质以闭环二硫化物形式和开链还原形式两种结构的混合物存在，他们通过氧化还原循环相互转化；不游离存在，同酶分子中赖氨酸残基的ε－NH3以酰胺键共价结合。2、生理功能是一种酰基载体，存在于丙酮酸脱氢酶和α－酮戊二酸脱氢酶中（糖代谢的两种多酶复合物）。3、分布自然界中分布广泛，肝和酵母中含量丰富，食物中常和VB1同时存在。第五十四页，共六十一页，2022年，8月28日（十）维生素C1、化学本质：

化学名为抗坏血酸（ascorbicacid)，为多羟基酸性物质。具强还原性，为无色晶体，熔点192℃，味酸，溶于水及乙醇。不耐热，易被光及空气氧化。抗坏血酸可还原2，6-二氯酚靛酚使之褪色，亦可与2，4-二硝基苯肼结合成有色的腙，定性或定量测定。第五十五页，共六十一页，2022年，8月28日2、生理