维生素B和硫胺素焦磷酸

关于维生素B和硫胺素焦磷酸第1页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三艾克曼EIJKMAN，Christiaan1858．8．11—1930．11．51886年再度去巴塔维（Batavia），调查当地脚气病的致病原因，发现是由于缺乏含于米糠中的少量营养物质所引起，为维生素的研究奠定了基础。艾克曼EIJKMAN，Christiaan1858．8．11—1930．11．51886年再度去巴塔维（Batavia），调查当地脚气病的致病原因，发现是由于缺乏含于米糠中的少量营养物质所引起，为维生素的研究奠定了基础。第2页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三1911年,波兰生物化学家芬科首次从植物中分离出维生胺,并将其命名为“抗脚气病的维生胺”1926年,杨森和丹纳司在试验中获得维生素B1结晶体。1936年,威廉姆斯确定其化学结构和合成方法。1959年,我国沈阳化学合成药物研究所与天津制药厂研制成功硝酸硫胺(维生素B1硝酸盐)。1963年,北京医药工业研究院又与天津制药厂研制成功盐酸硫胺并投产。历史第3页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三维生素B1（vitaminB1）

硫胺素（thiamine）抗神经炎维生素抗脚气病维生素分子式：C12H16N4OS（·HCl）分子量：300.813-[(4-amino-2-methylpyrimidin-5-yl)methyl]-5-(2-hydroxyethyl)-4-methyl-1,3-thiazol-3-iumchloride第4页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三物化性质：

第5页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三作用用途：

促进成长；帮助消化，特别是碳水化合物的消化；改善精神状况；维持神经组织、肌肉、心脏活动的正常；减轻晕机、晕船；可缓解有关牙科手术后的痛苦；有助于对带状疱疹（herpeszoster）的治疗。第6页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三第7页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三这四种形式的维生素B1都可以相互转化：TMPase:硫胺素一磷酸酶;TPPase:硫胺素焦磷酸酶;TTPase:硫胺素三磷酸酶Pi:无机磷酸;P-转移酶:硫胺素焦磷酸激酶T:游离维生素B1;TPK:焦磷酸激酶;pi第8页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

在动物组织中游离的维生素B1及其磷酸化形式均以不同数量存在,以TPP最为丰富,约占维生素B1总量的80%,TTP占5%-10%,其余为游离的维生素B1和TMP。

维生素B1主要以辅酶的形式发挥其生理功能，TPP是维生素B1的主要辅酶形式。

第9页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

维生素B1在生物体内可在硫胺素焦磷酸合成酶的作用下，从ATP接受一个焦磷酸基团，形成硫胺素焦磷酸（thiaminepyrophosphate,TPP)第10页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

硫胺素焦磷酸是参与α-酮转移，α-酮酸的脱羧和α-羟酮的形成与裂解等反应的辅酶。

它之所以具有辅酶的功能是由于TPP结构中噻唑环C-2上的氢十分活泼，易释放H+形成具有催化功能的得亲核基团——TPP碳负离子。TPP碳负离子可作为亲核试剂攻击底物的缺电子中心，与底物形成共价中间复合物，促进底物的化学反应。第11页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三第12页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A：

丙酮酸在有氧状态下，进入线粒体中，丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA进入三羧酸循环，进而氧化生成CO2和H2O，同时NADH+H+等可经呼吸链传递，伴随氧化磷酸化过程生成H2O和ATP。

第13页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

催化氧化脱羧的酶是丙酮酸脱氢酶系(pyruvatedehydrogenasesystem)，此多酶复合体由丙酮酸脱氢酶（E1），二氢硫辛酰胺转乙酰酶（E2）和二氢硫辛酰胺脱氢酶（E3）按一定比例组成，其组合比例随生物的不同而不同。参与反应的辅酶有硫胺素焦磷酸酯（TPP）、硫辛酸、FAD+、NAD+及CoA。

其中硫辛酸是带有二硫键的八碳羧酸，通过转乙酰酶的赖氨酸ε-氨基相连，形成与酶结合的硫辛酰胺而成为酶的柔性长臂，可将乙酰基从酶复合体的一个活性部位转到另一个活性部位。

第14页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三第15页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三

三羧酸循环中糖和脂肪代谢产物α-酮戊二酸脱羧为琥珀酰辅酶A：α-酮戊二酸的氧化脱羧反应与丙酮酸相似,只是前者生成琥珀酰辅酶A作为转酮酸激酶的辅酶:

在磷酸戊糖循环中,焦磷酸硫胺素是转酮反应的辅酶1从缺乏维生素B1的动物上取得红血球,经过研究表明积累戊糖的这一循环受到了损伤,核酸合成中的戊糖以及脂肪酸合成中的NADPH都靠这个循环来提供,如果脂肪酸合成受阻,会影响神经细胞膜的完整性,从而影响运动员的运动能力第16页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三维生素B1的缺乏会造成什么影响？第17页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三神经系统肌肉工作能力大脑功能心脏功能消化系统第18页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三对神经系统的影响：影响糖类代谢影响脂类代谢不能维持髓鞘的完整性,导致神经系统病变发生多发性神经炎导致胆固醇合成障碍机制:症状：神经系统反应(干性脚气病),包括易疲劳、烦躁、神经炎、神经痛.脂质和胆固醇都是是细胞膜的主要成分之一,其合成障碍会影响神经细胞膜的完整性第19页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三对肌肉工作能力的影响：使丙酮酸氧化脱羧作用发生障碍机制：三羧酸循环受阻糖的有氧氧化不能正常进行体内丙酮酸、乳酸堆积,使运动员体内pH值下降,关键酶6-磷酸果糖激酶活性降低,糖酵解功能发生障碍使糖的无氧代谢和有氧代谢供能系统都遭到破坏症状：丙酮酸、乳酸堆积会使运动员易产生疲劳,并且出现健忘、不安、易怒或抑郁的精神症状。四肢肌肉痉挛,逐渐恶化,以至腿脚僵直,行动困难,出现有如“戴脚镣”的特异步态第20页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三对大脑功能的影响：

葡萄糖是脑的重要能源物质,维生素B1缺乏将会引起大脑组织中糖的分解代谢速率减慢,大脑能量供应受阻,对其正常功能产生不利影响.对心脏功能的影响：

维生素B1与心脏功能的关系也十分密切.实验表明,短期缺乏维生素B1的动物,其心肌的紧张力和弹性大为降低,心率失常,补充维生素B1后尚可恢复.但如果长期缺乏维生素B1,心脏损害严重,最终可导致死亡1当人的膳食中缺乏维生素B1时,常会感到胸部胀懑、气短、血压低、心跳加快、脉搏缓慢1X射线透视可见心脏肥大,并常伴有小腿浮肿,渐及全身,还可发展为心力衰竭。第21页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三对消化系统的影响：

焦磷酸硫胺素能促进重要的神经介质乙酰胆碱的合成,抑制胆碱酯酶对乙酰胆碱分解,缺乏维生素B1时,乙酰胆碱合成减少,同时由于胆碱酯酶活性的增强,乙酰胆碱的分解加速,神经传导不良,直接影响到消化系统的功能,如胃肠蠕动变慢,食物通过胃肠的时间延缓,消化酶分泌减少,消化机能减弱,引起食欲不振,消化不良,便秘等消化系统症状.第22页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三体内分布：

正常成年人体内维生素B1的含量约25～30mg，其中约50％在肌肉中。心脏、肝脏、肾脏和脑组织中含量亦较高。维生素B1的生物半衰期为9～18天，如果膳食中缺乏维生素B1，在1～2周后人体组织中的维生素B1含量就会降低，因此，为保证维持组织中的正常含量，需要定期供给。第23页，讲稿共26页，2023年5月2日，星期三来源

维生素B1广泛存在于天然食物中，如粮谷类、