第五章--维生素与辅酶-(2).ppt

1、第五章 维生素和辅酶 (Vitamins and Coenzymes),第一节 概述,一、维生素的定义： 维生素是维持生物正常生命过程必需的一类小分子有机化合物。 维生素不能供给机体热能，也不能作为构成机体组织的物质; 其主要功能是通过作为辅酶的成分调节机体代谢。 长期缺乏任何一种维生素都会导致相应的疾病（维生素缺乏症）。,最早分离出的维生素（维生素B1）是一种胺类（amine），将维生素取名为Vitamine（生命胺，最初译为维他命）。 但并非所有的维生素都含氨基，改为Vitamin。,生物对维生素的需要情况取决于： 1. 在代谢过程中是否需要； 2. 自身能否合成。,维生素按其溶解性分为两

2、大类： 脂溶性维生素和水溶性维生素 脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用。维生素A,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶于水，在食物中通常与脂肪一起存在，吸收需要脂肪和胆汁酸。 水溶性维生素主要是通过转变成辅酶对代谢起调节作用，一般辅酶均为B族。,二、维生素的分类：,维生素,水溶性维生素,脂溶性维生素,：维生素B族（B1、B2、泛酸、维生素PP、B6、生物素、叶酸，B12）和维生素C等。,：维生素A、D、E、K等,一、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又称为视黄醇，A2称为脱氢视黄醇。,第二节 脂溶性维生素,维生素A只存在于动物性食物中，包括A1 和 A2两种。

3、A1即视黄醇，主要存在于咸水鱼的肝脏；A2即3-脱氢视黄醇，主要存在于淡水鱼肝脏。在高等植物和动物中普遍存在的-胡萝卜素可转变为维生素A。,视黄醇,3-脱氢视黄醇,维生素A不溶于水，而溶于油脂和乙醇，易氧化，在无氧条件下，相当耐热。易被紫外光所破坏。,功能： 维生素A除了促进年幼动物生长外，其主要功能为维持上皮组织的健康及正常视觉，还有助于动物生殖和泌乳。,-胡萝卜素、-胡萝卜素、-胡萝卜素、黄玉米色素在肝脏、肠粘膜内转化成A。 -胡萝卜素 转化成二个维生素A（一切有色蔬菜） -胡萝卜素 -胡萝卜素 转化成一个维生素A 黄玉米色素 活性形式：11-顺式视黄醛,维生素A的来源,缺乏症： 1. 上

4、皮组织结构改变，呈角质化。皮肤干燥，成磷状。 在儿童还偶有因缺乏A引起眼角膜和结膜变质，牙釉和骨质发育不全。 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。,但维生素A摄取过量有害。,二、 维生素D,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，均为类固醇衍生物，其中D2和D3较为重要。,1、 来源 鱼肝油、蛋黄、牛奶、肝、肾、皮肤组织等富含维生素D。 酵母、真菌、植物中：麦角固醇（

5、D2原） 动物体内： 7一脱氢胆固醇（D3原）,2、 结构 麦角固醇 维生素D2 （麦角钙化固醇） 7-脱氢胆固醇（皮肤） 维生素D3 （胆钙化固醇）,活性形式：1，25一二羟基胆钙固醇。,维生素D3 （胆钙化固醇）25-羟基胆钙固醇（肝脏）1，25一二羟基胆钙固醇（肾脏）小肠（促进Ca2+ 的吸收、运输 ）及骨骼（促进Ca2+的沉积 ）中，参与调节钙磷代谢。,在生物体内，D2和D3本身不具有生物活性。它们在肝脏和肾脏中进行羟化后，形成1，25-二羟基维生素D。其中1，25-二羟基维生素D3是生物活性最强的。,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

6、。,缺乏症：,儿童骨骼发育不良，产生佝偻病。患者骨质软弱，膝关节发育不全，两腿形成内曲或外曲畸形。 成人则产生骨骼脱钙作用；孕妇和授乳妇人的脱钙作用严重时导致骨质疏松症，患者骨骼易折，牙齿易脱落。,维生素D如摄食过量则会中毒。,三、 维生素E,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（、-生育酚）较为重要，-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。,来源：动、植物油、麦胚油、玉米油、花生油、棉子油、蛋黄、牛奶、水果等。,又叫做生育酚，目前发现的有8种，其中，四种有生理活性。,生理功能： 抗生殖不育、肌肉委缩、贫血、血细胞形态异常 。 机理： 有抗氧化活性，能防止不

7、饱和脂肪酸自动氧化，保护细胞膜，延长细胞寿命，还可保护巯基酶的活性。,缺乏症：,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。,四、 维生素K,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、K3三种，K1、K2为天然产物，K3为人工合成品。,维生素K的主要作用是促进血液凝固，因维生素K是促进肝脏合成凝血酶原的重要因素。,来源：食物和肠道微生物合成；绿色蔬菜、动物肝脏、牛奶、大豆， 大肠杆菌、乳酸菌,维生素K有3种，K1,K

8、2,K3。其中K3是人工合成的。维生素K是2-甲基萘醌的衍生物。,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。,大剂量维生素K可引起动物贫血、脾肿大和肝肾伤害。对皮肤和呼吸道有强烈刺激，有时还引起溶血。,动物缺乏维生素K，血凝时间延长。,缺乏症：,第三节 水溶性维生素,一 维生素B1 维生素B1由一含S的噻唑环和一含NH2的嘧啶环组成，又称硫胺（素）（Thiamine）。,1,2,4,5,1,2,4,焦磷酸硫胺素（TTP）,硫胺素 + ATP,Mg2+,硫胺素激酶,TPP + AMP,主要功能：,1. 以辅酶方式参加糖的分解代谢。TPP是脱羧酶、脱氢酶的辅

9、酶。功能部位在噻唑环的C2上。,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。促进糖代谢，为神经活动提供能量，又能抑制胆碱酯酶的活性。,缺乏症： 1. 脚气病 2. 中枢神经和肠胃患糖代谢失常, 因维生素B1严重缺乏而引起的多发性神经炎。患者的周围神经末梢及臂神经丛均有发炎和退化现象，伴有心界扩大、心肌受累、四肢麻木、肌肉瘦弱、烦躁易怒和食欲不振等症状。同时因丙酮酸脱羧作用受阻，组织和血液中乳酸量大增，湿性脚气病还伴有下肢水肿。,脚气病,缺乏维生素B1不仅周围神经的结构和功能受损，中枢神经系统也同样受害。因为神经系统（特别的大脑）所需

10、的能量，基本由血糖氧化供给，当糖代谢受阻时，神经组织也就发生反常现象。,二 维生素B2和黄素辅酶,维生素B2又称核黄素（riboflavin），是一种核糖醇与6，7二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。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,7,8,9,10,核糖醇基,异咯嗪基,维生素B2为橘黄色的针状晶体，味苦，微溶于水，极易溶于碱性溶液，对光和碱不稳定,FMN，flavin mononucleotide,FAD，flavin adenine dinucleotide,VB2 + ATP FMN + ADP FMN + ATP FAD +PPi,维生素B2的生理功能是作为

11、递氢辅酶，参与生物氧化作用。 来源：肝脏、酵母、大豆和米糠等,维生素B2每人每天需要量：儿童0.6mg，成人1.6mg。动物体内不能合成维生素B2。过量则排出。,膳食中长期缺乏维生素B2，眼角膜和口角血管增生，引起白内障、眼角膜炎、舌炎和阴囊炎等。,三 泛酸（维生素B3）和辅酶A,生物功能： 以CoA形式参加代谢，是酰基的载体，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。活性位点：-SH,成人每天需要量为510mg，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。,四 维生素PP和辅酶、辅酶,维生素PP过去称抗癞皮病维生

12、素或维生素B5，包括尼克酸（烟酸）和尼克酰胺。,尼克酸（nicotinic acid）,尼克酰胺（nicotinamide）,O,+,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADP+）,Nicotinic acid + PRPP + ATPNAD+,NAD+ + ATP NADP+ +PPi,尼克酸及尼克酰胺为无色晶体，可溶于水及酒精。与溴化氰作用产生黄绿色化合物，可作为定量基础。,+2H,1,4,-2H,2. 维

13、持神经组织的健康。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。,功能：,1.以NAD+或NADP+形式作为脱氢酶的辅酶而起到递氢体的作用。,缺乏症： 膳食中长期缺乏维生素PP所引起的疾病为对称性皮炎，又叫癞皮病(pellagra)。 Trp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）。,五 维生素B6和磷酸吡哆醛,维生素B6又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺。,功能： 作为辅酶参加多种代谢反应，包括脱羧、转氨、氨基酸内消

14、旋、Trp代谢（包括Trp nicotinamide）、含硫氨基酸的脱硫、羟基氨基酸的代谢和氨基酸的脱水等。 缺乏症：导致皮肤、中枢神经系统和造血机构的损害。,六 生物素,生物素（维生素B7）为含硫维生素，其结构可视为由尿素与硫戊烷环结合而成，并有一个C5酸枝链。,尿素部分,硫戊烷环部分,(CH2)4COOH,C5酸根部分,生物素（bioton）,尿素环上的一个N可与CO2结合,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。,缺乏症：人体一般不会发生生物素缺乏。 若缺少可能导致皮炎、肌肉疼痛、感觉过敏、怠倦、厌食、轻度贫血等。,七 叶酸和叶酸辅酶,叶酸（folic acid）即

15、维生素B11，由蝶呤啶、对氨基苯甲酸与L-谷氨酸连接而成。,叶酸的5、6、7、8位置，在NADPH2存在下，可被还原成四氢叶酸（FH4或THFA）。四氢叶酸的N5 和N10位可与多种一碳单位结合作为它们的载体。 活性位点：N5、N10,功能：THFA是转一碳基团酶系的辅酶。 主要的生理功能： Gly Ser 参与嘌呤环的合成 dUMP TMP 高半胱氨酸 Cys,缺乏症：叶酸缺乏时，红细胞的发育受到影响，造成巨红细胞性贫血症。,八 维生素B12和B12辅酶,维生素B12是含钴的化合物，又称钴胺素(cyanocobalamine)。 1948年从肝脏中分离出一种具有控制恶性贫血效果的红色晶体物质，定名为维生素B12。,在自然界中只有微生物能合成维生素B12。,功能：,1. 促进某些化合物的异构作用。,2. 促进甲基转移作用。,3. 维持SH的还原型状态。,4. 促进核酸和蛋白质的生物合成。,5. 维持造血机构的正常运转。,6. 促进上皮组织细胞的新生。,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，不能正常产生红血细胞，导致恶性贫血。,4. 髓磷脂的生物合成减少，引起神经系统的损害。,维生素B12的吸收需要一种胃壁细胞分泌的糖蛋白（称为内因子），两者结合后才能被小肠吸收。恶性贫血患者的胃液中常缺乏内因