第五章-维生素与辅酶

第一节概论19世纪初，在航海和探险的传记中记载了许多坏血病的病例，这些病人不能用当时已知的五种营养素来治疗。1896年，被荷兰殖民者囚禁的爪哇人中普遍发生脚气病，荷兰医生艾克曼（Eijkman）发现此病与食米的精、糙有关，认为可能是由于缺乏米糠中的某种成分引起的。1910年，荷兰学者冯克（Funk）从米糠中提取出一种胺类物质，可治疗脚气病，命名为“活性胺”（vita-amino）。1926年，Jansenhe和Donath从米糠中获得了硫胺素结晶。此后，在天然食物中陆续发现了许多为动物和微生物生长所必需的物质，并证明大多数并不是胺类物质，故把这类物质统称为维生素（vitamin），意即维持生命之要素。一、维生素的发现本文档共40页；当前第1页；编辑于星期三\12点21分维生素（vitamin）：维持机体正常生命活动所必需的一类小分子有机化合物。二、维生素的概念因缺乏维生素而产生的疾病统称为维生素缺乏症（avitaminosis）。特点：1.是一些结构各异的生物小分子；2.需要量很少；3.体内不能合成或合成量不足，必须直接或间接从食物中摄取；4.是生物生长发育和进行新陈代谢不可缺少的一类物质：大多数维生素是酶的辅酶或辅基的组成成分，尤其是B族维生素。不是构成组织的原料，又不是供能物质。本文档共40页；当前第2页；编辑于星期三\12点21分

维生素A

5000国际单位

叶酸

400微克

锌

15毫克

维生素D

400国际单位

烟酰胺

20毫克

锰

2.5毫克

维生素E

30国际单位

泛酸

10毫克

碘

150微克

维生素B1

1.5毫克

钙

162毫克

铬

25微克

维生素B2

1.7毫克

磷

125毫克

钼

25微克

维生素B6

2毫克

钾

40毫克

硒

25微克

维生素C

60毫克

氯

36.3毫克

镍

5微克

维生素B12

6微克

镁

100毫克

锡

10微克

维生素K1

25微克

铁

18毫克

硅

10微克

生物素

30微克

铜

2毫克

钒

10微克

善存(多维元素片(29))本文档共40页；当前第3页；编辑于星期三\12点21分人体获取维生素的途径：1.主要由食物直接提供；2.由肠道菌合成：如维生素K、维生素B12、吡哆醛、泛酸、生物素和叶酸等；3.维生素原在体内转变：如类胡萝卜素被称为维生素A原，可在小肠壁和肝脏氧化转变成维生素A；4.体内部分合成：储存在皮下的7-脱氢胆固醇经紫外线照射，可转变成VD3。本文档共40页；当前第4页；编辑于星期三\12点21分三、维生素的分类（一）维生素的命名1.习惯上采用拉丁字母A、B、C、D来命名2.根据生理功能维生素B1：抗脚气病维生素3.根据其化学结构维生素B1，分子中含有S和氨基，也称为硫胺素本文档共40页；当前第5页；编辑于星期三\12点21分（二）维生素的分类本文档共40页；当前第6页；编辑于星期三\12点21分第二节重要的水溶性维生素共同特点：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。本文档共40页；当前第7页；编辑于星期三\12点21分维生素B1又叫硫胺素（thiamine）、抗脚气病维生素一、维生素B1与焦磷酸硫胺素本文档共40页；当前第8页；编辑于星期三\12点21分硫胺素+ATP→TPP+AMP存在形式：焦磷酸硫胺素（TPP）本文档共40页；当前第9页；编辑于星期三\12点21分生理功能：TPP是-酮酸氧化脱羧酶系（丙酮酸脱氢酶系和-酮戊二酸脱氢酶系）的辅酶。对维持正常的糖代谢具有重要作用。维生素B1缺乏时，TPP不能合成，糖代谢受阻，

丙酮酸、乳酸在组织中积累，从而影响心血管和神经组织的正常功能，表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿等症状，俗称脚气病。来源：种子的外皮、胚芽中；米糠、酵母、瘦肉中。古代医学记载：“久食白米，令人身软”千金翼方载：用谷皮煮汤入粥内，常服之可免脚气本文档共40页；当前第10页；编辑于星期三\12点21分维生素B2，又叫核黄素（riboflavin），因其溶液呈黄色而得名。二、维生素B2与FMN、FAD维生素B2有氧化型和还原型两种形式。本文档共40页；当前第11页；编辑于星期三\12点21分存在形式：核黄素以黄素单核苷酸（flavinmononucleotide，FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（flavinadeninedinucleotide，FAD）。FMN和FAD的分子结构本文档共40页；当前第12页；编辑于星期三\12点21分来源：肝、蛋、肉、乳、绿叶蔬菜及豆类。生理功能：FMN或FAD存在氧化型和还原型两种形式，常作为脱氢酶（琥珀酸脱氢酶、脂酰辅酶A脱氢酶）的辅基，通过氧化态与还原态的互变，促进底物脱氢或起递氢的作用。促进糖、脂肪和蛋白质代谢。缺乏维生素B2时，组织呼吸减弱，代谢强度降低，临床上表现为口腔发炎、角膜炎、视觉模糊、皮炎等。本文档共40页；当前第13页；编辑于星期三\12点21分维生素B3，维生素PP包括烟酸（尼克酸）和烟酰胺（尼克酰胺）两种，又称抗癞皮症维生素。存在形式：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)—辅酶I；烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)—辅酶II。三、维生素PP与NAD+、NADP++H+NAD+和NADP+的分子结构本文档共40页；当前第14页；编辑于星期三\12点21分生理功能：维生素PP是NAD+和NADP+的组成成分，NAD+和NADP+是许多脱氢酶的辅酶，参与递氢。分布广泛，以酵母、肉类、花生、谷类和动物肝中含量丰富，在体内色氨酸能转变为维生素PP。缺乏症：出现神经营养障碍，表现为口角炎、皮炎等，俗称癞皮病。本文档共40页；当前第15页；编辑于星期三\12点21分维生素B5，泛酸（pantothenicacid），又叫遍多酸，由α,γ-二羟基-β,β-二甲基丁酸和β-丙氨酸脱水缩合而成。在体内，泛酸与巯基乙胺、3',5'-ADP缩合形成辅酶A。四、泛酸与辅酶A辅酶A（CoA，coenzyme）本文档共40页；当前第16页；编辑于星期三\12点21分生理功能：泛酸作为辅酶A和酰基载体蛋白的组成部分。CoA主要起传递酰基的作用，是各种酰基转移酶的辅酶，在糖类和脂类代谢中起转移酰基的作用。由于携带酰基部位在-SH上，故通常用CoA-SH表示。缺乏症：由于人类肠道中的细菌可合成泛酸，所以尚未发现泛酸缺乏症，但其可广泛用于各种疾病的辅助治疗药物，如白细胞减少症、各种肝炎、动脉硬化。泛酸在酵母、肝、肾、蛋、小麦、米糠、花生和豌豆中含量丰富。本文档共40页；当前第17页；编辑于星期三\12点21分维生素B6，包括：吡哆醇，吡哆醛，吡哆胺五、维生素B6及其辅酶本文档共40页；当前第18页；编辑于星期三\12点21分磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺的分子结构活性形式：磷酸吡哆醛（pyridoxal-5-phosphate，PLP）和磷酸吡哆胺（pyridoxamine-5-phosphate，PMP)本文档共40页；当前第19页；编辑于星期三\12点21分生理功能：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺作为转氨酶、脱羧酶的辅酶，与氨基酸代谢密切相关。肠道细菌可以合成，人类很少患维生素B6缺乏症。来源：酵母、肝脏、谷粒、肉、鱼、蛋、豆类、花生。本文档共40页；当前第20页；编辑于星期三\12点21分生物素，或维生素B7，由一个噻吩环和一分子尿素结合而成的双环化合物，侧链上有一分子戊酸。六、生物素本文档共40页；当前第21页；编辑于星期三\12点21分

存在形式：生物素侧链羧基与酶蛋白多肽链Lys残基的ε氨基以酰胺键结合。生理功能：多种羧化酶的辅基，参与CO2的羧化（固定）过程。本文档共40页；当前第22页；编辑于星期三\12点21分生物素微量广泛地存在于动物及植物的组织中，在酵母菌、肝、肾中含量特丰富；肠道细菌还可合成一部分。一般不易缺乏。本文档共40页；当前第23页；编辑于星期三\12点21分维生素B9，叶酸（folicacid），又称蝶酰谷氨酸。七、叶酸和叶酸辅酶本文档共40页；当前第24页；编辑于星期三\12点21分存在形式：以其还原性产物—二氢叶酸和四氢叶酸（FH4或THF），起辅酶作用。本文档共40页；当前第25页；编辑于星期三\12点21分生理功能：四氢叶酸常作为一碳单位（甲酸或甲醛）的转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。一碳单位：氨基酸分解过程中产生的含一个碳原子的活性基团。缺乏症：缺乏叶酸，使红细胞发育过程中DNA合成障碍，细胞的分裂受阻，形成畸形的巨幼红细胞，并伴有神经症状。分布广泛，且人体肠道细菌也能合成，一般不易缺乏。来源：绿叶、肝、肾、菜花、酵母。本文档共40页；当前第26页；编辑于星期三\12点21分维生素B12分子中含金属元素钴，故又称为（氰）钴胺素。维生素B12在体内有多种活性形式。其中，5'-脱氧腺苷钴胺素是体内的主要形式，它可参与构成多种变位酶的辅酶，促进某些化合物的异构化反应。如甲基钴胺素则是甲基转移酶的辅酶，可促进甲基转移，促进红细胞生成。缺乏易导致恶性贫血。来源：肝脏、牛肉、肉、蛋、鱼、蚌、心、肾等。八、维生素B12和B12辅酶辅酶B12的分子结构本文档共40页；当前第27页；编辑于星期三\12点21分又称抗坏血酸，具有L-糖构型的不饱和多羟基化合物。含有烯醇式结构，易解离释放出质子而呈酸性。九、维生素CL-抗坏血酸脱氢抗坏血酸本文档共40页；当前第28页；编辑于星期三\12点21分生理功能：供氢体，保护需巯基的酶的活性；还原高铁血红蛋白等；提高某些金属酶活性：参与体内的羟化作用，促进胶原合成。缺乏症：长期维生素Ｃ缺乏可引起坏血病。主要表现为全身有出血倾向的疾病，尤以皮肤、黏膜和牙龈出血常见；当有骨膜下出血时，表现肢体肿痛、活动受限；还可导致机体抵抗力降低，继发许多其他疾病。副作用：长期大量服用导致尿路草酸盐结石；妇女生育能力；胚胎发育等。来源：新鲜蔬菜和水果。本文档共40页；当前第29页；编辑于星期三\12点21分十、硫辛酸硫辛酸（lipoicacid）是6,8-二硫辛酸，有两种形式，即硫辛酸（闭环氧化型）和二氢硫辛酸（开环还原型）。生理功能：硫辛酸是丙酮酸脱氢酶系和α-酮戊二酸脱氢酶系的辅酶，起到递氢和转酰基作用。肝、酵母菌含量高；人体能合成，未见缺乏症。本文档共40页；当前第30页；编辑于星期三\12点21分二、脂溶性维生素维生素A、D、E、K均溶于脂类溶剂，不溶于水；在食物中通常与脂质共存，并随脂质一同吸收；多需运输蛋白；过量服用易中毒（不易排泄）。本文档共40页；当前第31页；编辑于星期三\12点21分1.维生素A维生素A分A1，A2两种，是不饱和一元醇类。维生素A1称为视黄醇，A2称为脱氢视黄醇。视黄醇可由植物来源的β-胡萝卜素合成，β-胡萝卜素为维生素A原。本文档共40页；当前第32页；编辑于星期三\12点21分生理功能：促进生长发育，维持上皮组织结构的完整性；构成视觉细胞内感光物质—

视紫红质。缺乏症：夜盲症、干眼病、皮肤干燥等。来源：肝脏、乳制品、蛋黄；胡萝卜、黄绿蔬菜、玉米。本文档共40页；当前第33页；编辑于星期三\12点21分2.维生素D维生素D又称抗佝偻病维生素。是固醇类衍生物，其母环为环戊烷多氢菲。主要有D2、D3、D4、D5。其中D2、D3活性最高。本文档共40页；当前第34页；编辑于星期三\12点21分维生素D均为不同的维生素D原经紫外线照射后的衍生物。人、动物皮下的7-脱氢胆固醇：维生素D3原；植物中的麦角醇：维生素D2原本文档共40页；当前第35页；编辑于星期三\1