第七章維生素和輔酶

1、第七章第七章 維生素和輔酶維生素和輔酶* *掌握維生素和輔酶之間的關(guān)系掌握維生素和輔酶之間的關(guān)系. .* *掌握維生素的主要生理功能及掌握維生素的主要生理功能及 常見缺乏病常見缺乏病. .* *了解脂溶性維生素的一般功能了解脂溶性維生素的一般功能. .一、維生素的概念一、維生素的概念 維生素（維生素（vitaminvitamin）是機體為維持正常生理功是機體為維持正常生理功能必須由食物攝取的一類微量有機物。能必須由食物攝取的一類微量有機物。它與糖、脂、它與糖、脂、蛋白質(zhì)和核酸等生命物質(zhì)不同，在體內(nèi)含量極少，蛋白質(zhì)和核酸等生命物質(zhì)不同，在體內(nèi)含量極少，每日的需要量也甚少。在生命活動中，它們既不是

2、每日的需要量也甚少。在生命活動中，它們既不是構(gòu)成機體組織的成分，也不是體內(nèi)供能物質(zhì)，然而構(gòu)成機體組織的成分，也不是體內(nèi)供能物質(zhì)，然而在調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝和維持生理功能等方面卻發(fā)揮著重在調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝和維持生理功能等方面卻發(fā)揮著重要作用。長期缺乏某種維生素，會導致維生素缺乏要作用。長期缺乏某種維生素，會導致維生素缺乏癥。對人體、動物體，多數(shù)維生素是體內(nèi)不能合成癥。對人體、動物體，多數(shù)維生素是體內(nèi)不能合成或合成量不能滿足機體的需要，必須從食物中攝取，或合成量不能滿足機體的需要，必須從食物中攝取，屬外源性物質(zhì)。屬外源性物質(zhì)。 維生素一般習慣分為維生素一般習慣分為脂溶性脂溶性和和水溶性水溶性兩大兩大類。其中脂

3、溶性維生素在體內(nèi)可直接參與類。其中脂溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的調(diào)節(jié)作用，而代謝的調(diào)節(jié)作用，而水溶性維生素水溶性維生素是通過是通過轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成輔酶輔酶對代謝起調(diào)節(jié)作用。對代謝起調(diào)節(jié)作用。 脂溶性脂溶性維生素維生素A,D,E,KA,D,E,K均溶于脂類溶劑。均溶于脂類溶劑。 水溶性維生素包括水溶性維生素包括B B族維生素和族維生素和VcVc。B1、 B2、 B3、 B5、B6、 B7、 B11、 B12二、維生素的分類二、維生素的分類 維生素（維生素（vitamin）維持機體正常生命活動不可缺少維持機體正常生命活動不可缺少的一類小分子有機化合物，人和動物不能合成它們，必須從的一類小分子有機化

4、合物，人和動物不能合成它們，必須從食物中攝取。維生素可分為脂溶性（食物中攝取。維生素可分為脂溶性（A，D，K，E）和水溶和水溶性兩大類。當人體缺乏某種維生素時，則相應(yīng)代謝受阻，出性兩大類。當人體缺乏某種維生素時，則相應(yīng)代謝受阻，出現(xiàn)維生素缺乏癥。現(xiàn)維生素缺乏癥。 多數(shù)水溶性維生素作為輔酶的主要成分，或本身就是輔多數(shù)水溶性維生素作為輔酶的主要成分，或本身就是輔酶參與體內(nèi)代謝過程。酶參與體內(nèi)代謝過程。三、維生素及其與輔酶的關(guān)系三、維生素及其與輔酶的關(guān)系* *某些小分子有機化合物與酶蛋白結(jié)合在一起并協(xié)某些小分子有機化合物與酶蛋白結(jié)合在一起并協(xié)同實施催化作用，這類分子被稱為輔酶（或輔同實施催化作用，這

5、類分子被稱為輔酶（或輔基）。基）。* *輔酶是一類具有特殊化學結(jié)構(gòu)和功能的化合物。輔酶是一類具有特殊化學結(jié)構(gòu)和功能的化合物。參與的酶促反應(yīng)主要為氧化參與的酶促反應(yīng)主要為氧化- -還原反應(yīng)或基團轉(zhuǎn)還原反應(yīng)或基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)。移反應(yīng)。* *大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性 B B 族維生素，或族維生素，或本身就是輔酶參與體內(nèi)代謝過程。許多維生素的本身就是輔酶參與體內(nèi)代謝過程。許多維生素的生理功能與輔酶的作用密切相關(guān)。生理功能與輔酶的作用密切相關(guān)。第一節(jié)第一節(jié) 脂脂 溶溶 性性 維維 生生 素素一、維生素一、維生素A A1、來源：維生素A僅存在動物性食物中，魚肝油中含量多。蔬菜中

6、多含有-胡蘿卜素，它在動物小腸內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素A。2、結(jié)構(gòu)：維生素A是不飽和的一元醇，有A1和A2兩種。維生素維生素A1H3CCH3CH2OHCH3CH3CH3維生素維生素A2H3CCH3CH2OHCH3CH3CH33 3、生理功能及缺乏癥、生理功能及缺乏癥（1 1）維生素）維生素A A是視覺細胞內(nèi)感受弱光的物質(zhì)是視覺細胞內(nèi)感受弱光的物質(zhì)- -視紫紅質(zhì)的視紫紅質(zhì)的組成成分。在維生素組成成分。在維生素A A缺乏時，視紫紅質(zhì)合成減少，對弱缺乏時，視紫紅質(zhì)合成減少，對弱光敏感性降低，日光適應(yīng)能力減弱，嚴重時會發(fā)生光敏感性降低，日光適應(yīng)能力減弱，嚴重時會發(fā)生 夜盲夜盲癥癥 。（2 2）維生素）維生素A

7、 A也是維持上皮組織的結(jié)構(gòu)與功能所必需的也是維持上皮組織的結(jié)構(gòu)與功能所必需的物質(zhì)。當維生素物質(zhì)。當維生素A A缺乏時，可引起上皮組織干燥、增生和缺乏時，可引起上皮組織干燥、增生和角質(zhì)化，產(chǎn)生干眼病、皮膚干燥、毛發(fā)脫落等。角質(zhì)化，產(chǎn)生干眼病、皮膚干燥、毛發(fā)脫落等。（3 3）其它作用）其它作用 維生素維生素A A能促進粘多糖、糖蛋白及核酸的能促進粘多糖、糖蛋白及核酸的合成，因而能促進機體的生長。合成，因而能促進機體的生長。二、維生素二、維生素D D族族 1結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 維生素D和D原都是類固醇化合物，其母核為環(huán)戊烷多氫菲。 維生素維生素D的通式的通式 H2CHOCH3R1234567891011121

8、31415161718維生素D又稱為抗佝僂病維生素，是類固醇衍生物。主要包括 D2（麥角鈣化醇ergocalcilferol）及 D3（膽鈣化醇 cholecalcifeol）。體內(nèi)可由膽固醇變?yōu)?-脫氫膽固醇，儲存在皮下，在陽光及紫外線照射下可轉(zhuǎn)變成D3，因而稱7-脫氫膽固醇為維生素D2原。在酵母和植物油中有不能被人吸收的麥角固醇，在陽光及紫外線照射下可轉(zhuǎn)變?yōu)槟鼙蝗宋盏腄3，所以稱麥角固醇為D3原。2 2功能功能 （1） 維生素D的主要功能是調(diào)節(jié)鈣、磷代謝，可促使小腸吸收鈣，使血鈣濃度增加，也可促使小腸吸收磷，使 血磷濃度升高。有利于骨的生成、鈣化。當缺乏維生素D時，兒童可發(fā)生佝僂病，成人

9、引起軟骨病。 Ca2+Ca2+Ca2+細細胞胞核核小小腸腸粘粘膜膜細細胞胞Ca2+血血液液鈣結(jié)合蛋白鈣結(jié)合蛋白（2）有助于血液凝固 （3）降低神經(jīng)興奮的作用 三、維生素1 1、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)： 維生素E又稱生育酚，有六種，其中四種、和種有生物活性。自然界以-生育酚（結(jié)構(gòu)如下圖）分布最廣。維生素E在無氧條件下對熱穩(wěn)定，但對氧十分敏感，易自身氧化，能避免脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生，因而能保護生物膜的結(jié)構(gòu)和功能。6-羥苯駢二氫吡喃衍生物羥苯駢二氫吡喃衍生物 OCH3CH3HOH3CCH2CH3CH2CH2CHCH3CH2H3-Tocopherol123456782 2、生理功能及缺乏癥、生理功能及缺乏癥（1）

10、維生素E是體內(nèi)最重要的抗氧化劑，能避免脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生，保護生物膜的結(jié)構(gòu)與功能。（2）維生素E俗稱生育酚，動物缺乏維生素E時其生殖器官發(fā)育受損甚至不育，但人類尚未發(fā)現(xiàn)因維生素E缺乏所致的不育癥。臨床上常用維生素E來治療先兆流產(chǎn)及習慣性流產(chǎn)。（3）促進血紅素代謝。新生兒缺乏維生素E時可引起貧血，這可能與血紅蛋白合成減少及紅細胞壽命縮短有關(guān)。維生素E一般不易缺乏，在某些脂肪吸收障礙等疾病時可引起缺乏，表現(xiàn)為紅細胞數(shù)量減少，壽命縮短，體外實驗可見紅細胞脆性增加等貧血癥，偶可引起神經(jīng)障礙。四、維生素 1 1、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：維生素K又稱凝血維生素，有K1、K2、K3、K4，其中K1、K2為天然維生素K

11、，臨床上應(yīng)用的為人工合成的K3、K4，溶于水，可口服及注射。維生素K的吸收主要在小腸，經(jīng)淋巴吸收人血，在血液中隨-脂蛋白轉(zhuǎn)運至肝儲存。2 2、生理功能及缺乏癥、生理功能及缺乏癥 維生素K的主要生化作用是維持體內(nèi)的第II、IX、X凝血因子在正常水平。這些凝血因子由無活性型向活性型的轉(zhuǎn)變需要前體的10個谷氨酸殘基（Glu）經(jīng)羧化變?yōu)?羧基谷氨酸（Gla）。Gla具有很強的螫合Ca2+能力（圖12），因而使其轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚孕?。催化這一反應(yīng)的為-羧化酶，維生素K為該酶的輔助因子。 成人每日對維生素K的需要量為6080g，因維生素K廣泛地分布于動、植物且體內(nèi)腸道中的細菌也能合成，一般不易缺乏。但因維生素K不

12、能通過胎盤，出生后腸道內(nèi)又無細菌，所以新生兒有可能引起維生素K的缺乏。在正常小兒血液中的維生素K也可能稍低，但進食可使其恢復正常。維生素K缺乏的主要癥狀是凝血時間延長。長期應(yīng)用抗生素及腸道滅菌藥也可引起維生素K缺乏。第二節(jié)第二節(jié) 水水 溶溶 性性 維維 生生 素素1 維生素維生素pp：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+） 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）2 維生素維生素B2：黃素單核苷酸（：黃素單核苷酸（FMN） 黃素腺嘌呤二核苷酸（黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）3 維生素維生素B1：焦磷酸硫胺素（：焦磷酸硫胺素（TPP）4 泛酸泛酸：

13、 輔酶輔酶 A（CoA）5 維生素維生素B6：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺6 葉酸葉酸： 四氫葉酸（四氫葉酸（FH4）7 生物素生物素8 維生素維生素C9 硫辛酸硫辛酸10 維生素維生素B12（一）維生素B1和羧化輔酶（硫胺素）1.來源：主要存在于種子的外皮和胚芽中2.結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：其結(jié)構(gòu)包含有嘧啶環(huán)和噻唑環(huán)，一般使用的B1都是化學合成的硫胺素鹽酸鹽。維生素B1在體內(nèi)經(jīng)硫胺素激酶催化，可與ATP作用轉(zhuǎn)變成焦磷酸硫胺素（TPP，Thiamine pyrophospate）。 TPP是催化丙酮酸或-酮戊二酸氧化脫羧反應(yīng)的輔酶，所以又成為羧化輔酶。3.功能：（1）以輔酶的方式參與糖代

14、謝 活性乙醛 TPPTPP在丙酮酸脫羧中的作用機制在丙酮酸脫羧中的作用機制（2）B1能抑制膽堿酯酶的活性，保持神經(jīng)的正常傳導功 能。（3）促進胃腸蠕動，有利于消化。4.缺乏癥：腳氣?。ǘ┚S生素B2（核黃素）和黃素輔酶1、來源：分布很廣2、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：其結(jié)構(gòu)包含有核糖醇基與6，7-二甲基異咯嗪基，在生物體內(nèi)以黃素單核苷酸（FMN，flavin mononucleotide）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD,flavin adenine dinucleotide）的形式存在，它們是多種氧化還原酶的輔基，一般與酶蛋白結(jié)合緊密，不易分開（結(jié)構(gòu)式見下頁）. FMN和FAD通過分子中異咯嗪環(huán)上的1位和5位氮

15、原子的加氫和脫氫，把氫從底物傳給受體。3、功能：以輔酶的方式參與體內(nèi)的生物氧化作用。4、缺乏癥：口腔疾病。FMNFMN和和FADFAD的氧化的氧化- -還原反應(yīng)還原反應(yīng)n FMN FMNH2 n FAD FADH2+2H+2H-2H-2H+2H+2H-2H-2H（三）維生素B3和輔酶A1、來源：廣泛存在于動植物組織中，故又稱泛酸或遍多酸，人腸道細菌也能合成泛酸供人體利用。2、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：泛酸是由，-二羥-二甲基丁酸與-丙氨酸通過肽鍵縮合而成的酸性物質(zhì)。 泛酸與巰基乙胺、ATP結(jié)合形成輔酶A（CoASH），其分子中所含 的巰基可與?；纬闪蝓ィㄒ娤马摚鳛轷；妮d體。 泛酸+巰基乙胺+ATP輔

16、酶A3、功能：其主要功能是以輔酶A的方式參與機體代謝，作為酰基的載體。4、缺乏癥：人體尚未發(fā)現(xiàn)，動物可出現(xiàn)毛發(fā)變白等癥狀。（四）維生素B5和輔酶、輔酶1、來源：自然界分布很廣，肉類、谷物及花生中含量豐富。在體內(nèi)色氨酸可轉(zhuǎn)變成尼克酰胺（成人男子60mg色氨酸合成1mg尼克酰胺）。 維生素B5又稱維生素PP包括尼克酸（煙酸）和尼克酰胺（煙酰胺），在體內(nèi)主要以后者存在。2、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：其兩種形式都是吡啶的衍生物，在體內(nèi)可與ATP作用形成尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD，nicotinamide adenine dinucleotide)和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP，nicotinamide

17、adenine dinucleotide phosphate),它們分別又稱輔酶和輔酶。 NAD和NADP的分子結(jié)構(gòu)中都含有尼克酰胺的吡啶環(huán)，可通過它可逆地進行氧化還原，在代謝反應(yīng)中起遞氫作用。3、功能：（1）在代謝中作為脫氫酶的輔酶。 （2）保護中樞神經(jīng)系統(tǒng)。 （3）降低體內(nèi)甘油三酯的含量。4、缺乏癥：賴皮?。▽ΨQ性皮炎）。 NADNAD（P P）+ +NADNAD（P P）H H（五）維生素B6和磷酸吡哆醛1、來源：在動植物中分布很廣，酵母、肝、蛋黃、肉和谷類作物中含量都很豐富。腸道細菌也可合成維生素B6供人體需要。2、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：維生素B6包括三種物質(zhì)，即吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺（故又稱吡

18、哆素）。三種化合物皆為吡啶的衍生物，它們在體內(nèi)經(jīng)磷酸化作用可轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的磷酸酯，其磷酸化形式和非磷酸化形式都可相互轉(zhuǎn)化。在體內(nèi)參加代謝的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。 3、功能：（1）磷酸吡哆醛可作為氨基酸轉(zhuǎn)胺作用、脫羧作用和消旋作用的輔酶。 （2）促進氨基酸和K+進入細胞的速率。 （3）防治動脈粥樣硬化發(fā)生和發(fā)展。4、缺乏癥：人類不常見。 磷酸吡哆素的作用機制磷酸吡哆素的作用機制（六）維生素B7(及其輔酶1、來源：廣布于動植物組織，故又稱為生物素。腸道細菌也能合成部分生物素供人體利用。2、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：其結(jié)構(gòu)為帶有戊酸側(cè)鏈的噻吩與尿素結(jié)合而成。生物素與酶蛋白結(jié)合催化體內(nèi)CO2的固定以及羧化反應(yīng)

19、。 + HCO+ HCO3 3- -生物素生物素- -酶酶CO2-CO2-生物素生物素- -酶酶（七）維生素B11及其輔酶1、來源：維生素B11是一個在自然界廣泛存在的維生素，因為其在綠葉中含量豐富，故又稱葉酸。2、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：葉酸分子是由蝶呤啶、對氨基苯甲酸、L-谷氨酸連接而成，在體內(nèi)可經(jīng)葉酸還原酶作用，在維生素C及還原性輔酶參與下生成四氫葉酸(結(jié)構(gòu)見下頁）。3、功能：四氫葉酸（THFA或FH4）是轉(zhuǎn)一碳基團酶系的輔酶，可參與多種反應(yīng)，它是甲基、亞甲基、甲?；?、次甲基等的載體。具體作用如下： （1）N5,10亞甲基四氫葉酸作為亞甲基的載體，使甘氨酸轉(zhuǎn)變成絲氨酸。 （2）N10甲酰四氫葉酸作為

20、甲酰基的載體，參與嘌呤環(huán)的合成。 （3）N5,10亞甲基四氫葉酸通過亞甲基的轉(zhuǎn)移，使脫氧尿苷酸變?yōu)樾剀账帷?（4）N5甲基四氫葉酸通過轉(zhuǎn)甲基酶作用，使高半胱氨酸變?yōu)榧琢虬彼帷?、缺乏癥：巨紅細胞性貧血。 3、功能：四氫葉酸（THFA或FH4）是轉(zhuǎn)一碳基團酶系的輔酶，可參與多種反應(yīng)，它是甲基、亞甲基、甲?；⒋渭谆鹊妮d體。具體作用如下： （1）N5,10亞甲基四氫葉酸作為亞甲基的載體，使甘氨酸轉(zhuǎn)變成絲氨酸。 （2）N10甲酰四氫葉酸作為甲?；妮d體，參與嘌呤環(huán)的合成。 （3）N5,10亞甲基四氫葉酸通過亞甲基的轉(zhuǎn)移，使脫氧尿苷酸變?yōu)樾剀账帷?（4）N5甲基四氫葉酸通過轉(zhuǎn)甲基酶作用，使高半胱氨酸

21、變?yōu)榧琢虬彼帷?、缺乏癥：巨紅細胞性貧血。 （八）維生素B12及其輔酶1、來源：維生素維生素B B1212僅存在于動物體，如肝、肉、僅存在于動物體，如肝、肉、魚、蛋等，人類腸道細菌也可合成維生素魚、蛋等，人類腸道細菌也可合成維生素B B1212。2、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)：分子中含有金屬元素鈷，故又稱分子中含有金屬元素鈷，故又稱鈷胺素（結(jié)構(gòu)見下頁）。其結(jié)構(gòu)非常復雜。分子中除鈷胺素（結(jié)構(gòu)見下頁）。其結(jié)構(gòu)非常復雜。分子中除含有鈷原子外，還含有含有鈷原子外，還含有5 5，6-6-二甲基苯并瞇唑、二甲基苯并瞇唑、3-3-磷酸核糖、氨基丙醇和類似卟啉的咕啉環(huán)成分。在鈷磷酸核糖、氨基丙醇和類似卟啉的咕啉環(huán)成分。在鈷原

22、子上可結(jié)合不同的基團形成不同的維生素原子上可結(jié)合不同的基團形成不同的維生素B B1212。主要主要有有5-5-脫氧腺苷鈷胺素、氫鈷胺素、羥鈷胺素和甲基脫氧腺苷鈷胺素、氫鈷胺素、羥鈷胺素和甲基鈷胺素等。其中鈷胺素等。其中5-5-脫氧腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素是脫氧腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素是體內(nèi)的主要形式。體內(nèi)的主要形式。3、功能： 5-脫氧腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素是B12的輔酶。前者作為幾種變位酶的輔酶，如甲基天冬氨酸變位酶使谷氨酸變?yōu)榧谆於彼幔缓笳咦鳛榧谆D(zhuǎn)移酶的輔酶，使高半胱氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)榧琢虬彼帷?維生素B12參與體內(nèi)一碳單位的代謝，因此維生素B12與葉酸的作用常?；ハ嚓P(guān)聯(lián)。4、缺乏癥：惡性貧血（九）維生素C及其輔酶1、來源：廣泛存在于新鮮蔬菜及水果中，動物不含維生素C，人體不能自身合成。2、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：維生素C又稱抗壞血酸，它是一個具有6個碳原子的酸性多羥基化合物，其分子中2位和3位碳原子的兩個烯醇式羥基極易解離，釋放H+，而被氧化成脫氫抗壞血