第五维生素与辅酶.ppt

1、第二，维生素的分类维生素有很多种，它们的化学结构非常不同。通常，根据它们的溶解性，它们被分为两类：脂溶性维生素和水溶性维生素。根据分布情况，水溶性维生素可分为维生素B和维生素C. L，脂溶性维生素(1)维生素A，又称抗干眼症维生素，或视黄醇。(2)维生素D，也称为抗佝偻病维生素，或钙化醇。(3)维生素E，也称为抗不育维生素或生育酚。(4)维生素K，也称为凝固维生素。水溶性维生素(1)维生素B1，也称为抗脚气病维生素或硫胺素。(2)维生素B2，也称为核黄素。(3)维生素PP，又称抗疥疮维生素，即烟酸和烟酰胺。(4)维生素B6，又称抗皮炎维生素，即吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。(5)泛酸，也称为泛酸；(

2、6)生物素；(7)叶酸。(8)维生素B12，也称为抗恶性贫血维生素或钴胺素。(9)维生素C，也称为抗坏血酸。以上列举的是最重要的维生素，其中维生素A、D、B1、B2、PP和维生素C是调节身体新陈代谢最重要的，而饮食供应往往不足或缺乏。重要的水溶性维生素第2节水溶性维生素包括维生素B和维生素c。过量的水溶性维生素可以从尿液中排出，因此它们很少在体内积累，也不会中毒。因为它在体内储存很少，所以必须经常从食物中摄取。维生素B1和硫胺素焦磷酸(I)结构维生素B1，也称为硫胺素，由一个嘧啶环和一个噻唑环组成，也称为硫胺素。体内的活性形式是硫胺素焦磷酸。(2)生理功能和缺乏维生素B1易被小肠吸收，而全胃肠

3、外营养主要由肝脏和脑组织中的硫胺素焦磷酸激酶进入血液后产生。TPP是酮酸氧化脱羧酶的辅酶。TPP噻唑环上硫和氮之间的碳原子非常活泼，很容易释放出H形成具有催化功能的亲核基团TPP负离子，即负碳离子。负离子能与-酮酸的羧基结合脱羧，释放CO2。当维生素B1缺乏时，代谢中间体酮酸的氧化脱羧反应受阻，丙酮酸在血液中积累。在正常情况下，神经组织的能量主要由糖的有氧分解提供。这时，由于能量供应不足，它还会影响神经细胞膜中髓鞘的合成，导致周围神经炎和其他神经病。TPP也是转酮酶的辅酶。维生素B1缺乏时，磷酸戊糖代谢受损，从而影响神经髓鞘中的核酸合成和磷酸戊糖代谢。维生素B1在神经传导中起着一定的作用，而神

4、经传导是受缺乏影响的。主要表现为消化液分泌减少、胃蠕动减慢、食欲不振、消化不良等。维生素B1主要存在于种皮和胚芽中，大量的维生素B1会因加工过细的谷物而流失。正常成人每日维生素B1的需求量为1 . 01 . 5毫克。红细胞中转酮酶的活性和尿液及血液中硫胺素的浓度可决定B1是否缺乏。维生素B1缺乏会导致脚气病，脚气病主要发生在高糖饮食和吃高度精制的大米和面条。此外，当人们由于慢性酒精中毒而不能吃其他食物时，也会出现维生素B1缺乏，表现为初期的外周神经炎和食欲不振，然后会出现水肿和神经肌肉退化。(1)维生素B2和黄素的结构和性质辅族维生素B2，也称为核黄素，是以其黄色溶液命名的。它的咯嗪环中的第1

5、个和第10个氮原子通过活性双键连接，这两个氮原子可以反复接受或释放氢，因此它们具有可逆的氧化还原性质。维生素B2分布广泛，从食物中吸收后，在小肠粘膜中黄素激酶的作用下，可转化为黄素单核苷酸(FMN)。在体内，黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)可以在焦磷酸化酶的催化下生成，FMN和FAD是其活性形式。生理功能和缺陷：FMN和FAD是体内氧化还原酶的辅助基团，如琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶和NADH脱氢酶，它们主要作为氢转运蛋白。人体维生素B2缺乏时，会引起角膜炎、唇炎、睑缘炎等疾病。成年人每天的需求量是1 . 21 . 5毫克。红细胞中的谷胱甘肽还原酶活性经常被用来检测体内维生素B2的含量。泛酸和辅酶a

6、()结构泛酸也叫泛酸。泛酸在肠内被人体吸收，然后被磷酸化得到巯基乙胺，从而生成泛酸基乙胺磷酸酯。泛酸基巯基乙胺4-磷酸是辅酶A(COA)和酰基辅酶a蛋白(ACP)的组成部分，因此COA和ACP是泛酸在体内的活性形式。4.维生素PP和辅酶，辅酶(1)结构：维生素PP，也称为抗结痂维生素，包括烟酸和烟酰胺，它们在体内可以相互转化。维生素PP广泛存在于自然界。色氨酸在肝脏中可以转化为维生素PP，但转化率较低。1/60，即60毫克色氨酸只能转化为1毫克烟酸。色氨酸是人体必需的氨基酸，所以人体的维生素PP主要取自食物。在体内，烟酸可与核糖、磷酸和腺嘌呤反应形成脱氢酶的辅酶，主要包括烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(

7、NAD)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)，它们也是维生素PP在体内的活性形式。(2)生理功能与缺乏NAD和NADP是体内不含氧脱氢酶的多种辅酶，分子中的烟酰胺部分具有可逆氢化和脱氢的特性。人类维生素PP缺乏症被称为皮炎、腹泻和痴呆症。皮炎通常是对称的，出现在暴露部位。痴呆症是神经组织退化的结果。抗结核药物异烟肼的结构与维生素PP非常相似，具有拮抗作用，长期使用可能导致维生素PP缺乏。维生素B6(一)结构维生素B6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，它们在体内以磷酸盐的形式存在。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可以相互转化，它们都是活性的。生理功能和缺陷磷酸吡哆醛是氨基酸代谢中转氨酶和脱羧酶的辅酶，能促进谷

8、氨酸的脱羧和抑制性神经递质-氨基丁酸的产生。维生素B6常用于临床治疗妊娠期小儿惊厥和呕吐。磷酸吡哆醛作为糖原磷酸化酶的重要组成部分，参与糖原分解为葡萄糖-1-磷酸的过程。肌肉磷酸化酶所含的维生素B6约占全身维生素B6的70.80%。人类没有发现维生素B6缺乏症的典型病例。6.生物素(1)结构和性质：生物素，也称为维生素B7，是无色针状晶体，耐酸但耐碱，可被氧化剂和高温灭活。(2)生理功能和缺乏生物素是体内许多羧化酶的辅酶，如丙酮酸羧化酶，它参与CO2的固定过程。在组织中生物素的分子侧链中，酶蛋白分子中戊酸的羧基和赖氨酸残基的-氨基通过酰胺键共价结合，形成羧基生物素-酶复合物，也称为生物胞体蛋白

9、。生物细胞分裂素可以将活化的羧基转移到相应的酶试剂上。生物素来源广泛，可由人体肠道内的细菌合成，几乎不缺乏。7.叶酸和叶酸辅酶(一)结构叶酸，也称为维生素B9，因其富含绿叶素而得名，也称为蝴蝶酰基谷氨酸。动物细胞不能合成对氨基苯甲酸，也不能将谷氨酸和蝴蝶酸连接起来，所以动物需要的叶酸需要从食物中获得。植物中的叶酸含有7种谷氨酸，而肝脏中的叶酸一般含有5种谷氨酸残基。食物中的蝴蝶聚谷氨酸可被肠粘膜上皮细胞分泌的蝴蝶酰基-L-谷氨酸羧肽酶水解，产生蝴蝶酰基单谷氨酸和谷氨酸。叶酸在小肠的上部容易被吸收，在十二指肠和空肠的上皮粘膜细胞中含有叶酸还原酶(NADPH作为辅酶)，在这种酶的作用下，叶酸还原酶

10、可以转化为叶酸的活性四氢叶酸。氨甲喋呤和氨蝶呤能抑制二氢叶酸还原酶，防止四氢叶酸的产生，临床上用作抗肿瘤药物。(2)生理功能和缺陷：FH4是体内一个碳单位转移酶的辅酶，分子中的两个氮原子N5和N10可以携带一个碳单位。一个碳单位参与体内许多物质的合成，如嘌呤和胸腺嘧啶核苷酸。当叶酸缺乏时，脱氧核糖核酸合成将受到抑制，骨髓红细胞的脱氧核糖核酸合成将减少，细胞分裂速度将降低，细胞体积将增加，导致巨幼细胞性贫血。肉类、水果和蔬菜中含有丰富的叶酸，肠道中的细菌也可以合成，因此通常不会出现缺乏。抗癌药物甲氨蝶呤类似于叶酸。它能抑制二氢叶酸还原酶的活性，减少四氢叶酸的合成，进而抑制体内胸苷的合成，因此具有

11、抗癌作用。8.维生素B12(一)结构维生素B12，也称为醇胺，是唯一含有金属元素的维生素，其结构如下图所示。由于不同的结合基团，维生素B12在体内可以以多种形式存在，如氰钴胺素、羟钴胺素、甲钴胺和5-脱氧腺苷钴胺素。后两种是维生素B12的活性形式，也是血液中的主要形式。(2)生理功能和缺乏食物中的维生素B12通常与蛋白质结合存在，蛋白质通过胃中的酸或肠中的胰蛋白酶从蛋白质中分离出来，然后需要胃粘膜细胞分泌的内在因子的帮助才能被回肠吸收。B12参与同型半胱氨酸甲基化为甲硫氨酸，催化该反应的甲硫氨酸合成酶(也称为甲基转移酶)的辅助基团是B12，它参与甲基转移。B12缺乏很容易导致恶性贫血。维生素C

12、的结构和性质维生素C也叫左旋抗坏血酸。C2和C3上两个相邻的烯醇化羟基容易分解并释放氢，因此它们是酸性的。由于它们的烯醇式结构，C2和C3羟基上的两个氢原子可以被完全除去，形成脱氢抗坏血酸，脱氢抗坏血酸可以接受两个氢原子，然后在氢供体存在下转化成抗坏血酸。脱氢抗坏血酸也可以水解成无活性的左旋二酮古洛糖酸。L-抗坏血酸是一种天然的生理活性类型。虽然左旋去氢抗坏血酸也有生理意义，但前者在血液中占优势，后者仅为前者的115。维生素C是一种具有很强还原性的片状晶体。维生素C广泛存在于新鲜蔬菜和水果中，而植物中所含的抗坏血酸氧化酶可以将维生素C氧化成无活性的二酮古洛糖酸，因此长期储存的水果和蔬菜中维生素

13、C的含量会大大降低。虽然干种子不含维生素C，但它们可以在发芽后合成，所以豆芽是维生素C的重要来源。(2)生理功能和缺乏(1)促进胶原蛋白合成。维生素C是维持胶原脯氨酸羟化酶和胶原赖氨酸羟化酶活性的必要辅助因子。胶原蛋白也是体内结缔组织、骨骼和毛细血管的重要组成部分。结缔组织的形成是伤口愈合的前提。因此，维生素C对伤口愈合是不可或缺的。如果缺乏它，将不可避免地导致牙齿松动、毛细血管破裂和伤口难以愈合。当体内胆固醇正常时，40将转化为胆汁酸。维生素C是催化胆固醇转化为7-羟基胆固醇的7-羟化酶的辅酶。肾上腺皮质含有大量的维生素C。当肾上腺皮质激素的合成增强或肾上腺皮质激素被用来刺激肾上腺时，维生素

14、C的含量显著降低。维生素C参与芳香氨基酸的代谢。苯丙氨酸转化为酪氨酸，酪氨酸转化为对羟基苯丙酮酸和尿酸的反应需要维生素C。维生素C缺乏时，尿中会出现对羟基苯丙酮酸。维生素C也参与酪氨酸转化为儿茶酚胺和色氨酸转化为血清素。5在维生素C的存在下，铁的吸收明显增加。维生素C参与体内氧化还原反应。(1)维生素C能保护巯基，使巯基酶的巯基保持还原状态。维生素C还能在谷胱甘肽还原酶的作用下，促进氧化型SSG还原为还原型谷胱甘肽。还原谷胱甘肽能减少细胞膜中的过氧化脂质，保护细胞膜。(2)维生素C可以将红细胞中的高铁血红蛋白(MHb)还原为血红蛋白(Hb)，血红蛋白可以恢复氧的运输。(3)维生素C可以保护维生

15、素A和维生素E不被氧化，还可以促进叶酸成为活性四氢叶酸。我国建议成年人的日需求量为60毫克。当维生素C缺乏时，会发生坏血病，这主要是由胶原合成障碍、皮下出血和肌肉无力引起的。在正常情况下，因为维生素C可以储存在体内，坏血病症状只能在维生素C缺乏后34个月出现。硫辛酸的结构是6，8-二硫代酸，可被还原为二氢硫辛酸，是硫辛酸乙酰转移酶的辅酶。硫辛酸可以抗脂肪肝和降低血液胆固醇。此外，它易于进行氧化还原反应，因此可以保护巯基酶免受重金属离子的影响。目前，尚未发现人类存在硫辛酸缺乏症。第3节脂溶性维生素脂溶性维生素包括维生素A、D、E和K，它们不溶于水，但溶于脂类和脂肪溶剂。脂溶性维生素与食物中的脂类

16、共存，并被脂类吸收。被吸收的脂溶性维生素与血液中的脂蛋白和一些特殊结合蛋白特异性结合并被转运。维生素A结构：维生素A也被称为抗干眼症维生素。天然维生素a有两种形式， A1和A2(图1)。A1也称为视黄醇，A2也称为3-去氢视黄醇。维生素A在体内的活性形式包括视黄醇和视网膜醛。A1主要存在于海洋鱼类的肝脏中，A2主要存在于淡水鱼类的肝脏中。植物中没有维生素A，但是胡萝卜素有很多种，其中胡萝卜素是最重要的。它被小肠粘膜中的-胡萝卜素加氧酶破坏，产生两种视黄醇分子，因此-胡萝卜素通常被称为维生素A。(2)生理功能和缺陷1维生素A是一种在视觉细胞中感觉到弱光的物质视紫红质的成分由11-视网膜和视觉细胞

17、中不同的视蛋白组成。视锥细胞中的视紫红质、色素性视网膜炎和色素性视网膜炎感觉到强光，视紫红质感觉到杆状细胞中的弱光或暗光。当视紫红质对光敏感时，视觉色素中的11-顺式视黄酸通过光异构化作用转化为全反式视黄酸，从视觉蛋白质中分离出来并被遮蔽。全反式维甲酸类可以被异构酶缓慢地再异化为11-顺式维甲酸类，但大部分都被还原为全反式维甲酸，后者通过流向肝脏的血液转化为11-顺式维甲酸类，然后氧化为11-顺式维甲酸类，血流回到视网膜，再合成为视色素。在这个视觉周期中，一些全反类视黄醇会分解成无用的物质，所以维生素A应该经常补充。其他视觉色素的感光过程与视紫红质相同。当维生素A缺乏时，将不可避免地导致11-顺式视黄酸补充不足，视紫红质合成减少，对弱光的敏感性降低，对阳光的适应性减弱，以及严重情况下的夜盲症。维生素A也是维持上皮组织结构和功能所必需的。维生素A缺乏时，会导致上皮组织干燥、增生和角质化，导致眼睛干燥、皮肤干燥和脱发。其他功能维生素A可以促进粘多糖、糖蛋白和核酸的合成，从而促进生物体的生长