醫(yī)學(xué)生物化學(xué)第五章 維生素

1第五章維生素脂溶性維生素水溶性維生素21910年以前，人們普遍認為認為糖、脂肪、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)是構(gòu)成人和動物的基本物質(zhì)。1906年霍普金斯(HopkinsF.G.)發(fā)現(xiàn)僅靠蔗糖、脂肪和蛋白質(zhì)遠不能維持動物的生活。1912年他用純粹的蛋白質(zhì)、淀粉、蔗糖、豬油和鹽喂養(yǎng)老鼠，不久這些老鼠有的死亡，有的停止生長發(fā)育。若在每天的食物中添加牛奶，則老鼠生長良好?；羝战鹚菇忉屨f這是因為牛奶中含有一種動物生長的輔助食物因子，這種因子就是以后發(fā)現(xiàn)的維生素。

維生素(Vitamin)一詞的命名是1912年芬克(Funk)提出的。Vita在拉丁語中是“生活”的意思，amine是含有“胺”的意思。31893年，年輕的荷蘭軍醫(yī)艾克曼來到了印度尼西亞的爪哇島。當(dāng)時，島上的居民正流行嚴重的“腳氣病”（不是指因感染真菌而引起的“腳氣”）。艾克曼用了很多辦法來醫(yī)治這種病，均沒有取得什么效果。很快他自己也被傳染，而且連用來做實驗的雞也未能幸免。說來奇怪，后來，那患腳氣病的雞竟不治而愈了。艾克曼專心地研究，終于查明，腳氣病起因于白米。雞吃白米得了腳氣病，吃粗飼料就安然無恙。他自己改食粗糧，腳氣病也除好了。艾克曼認為白米中含有一種毒素，而米糠中則含有解毒的物質(zhì)。但是荷蘭的格林認為，不是米中含毒素，而是缺少一種關(guān)鍵的成分，而這種成分就在米糠里。后來證明，格林的想法是正確的。1911年，日本化學(xué)家鈴木從稻米殼中提取了抗腳氣病的白色晶體，取名叫維生素B1。同年，波蘭科學(xué)家芬克在英國也從米糠中分解出一種藥用物質(zhì)。他把這種物質(zhì)叫做維他命，并證明人體內(nèi)如果缺少了它，就容易疲倦、食欲不振、渾身酸痛和患腳氣病。芬克當(dāng)年發(fā)表了這一研究成果。芬克發(fā)現(xiàn)的維他命與鈴木發(fā)現(xiàn)的維生素B1是相同的東西，但在歐洲，芬克比較有名，所以芬克被認作是維生素的發(fā)現(xiàn)者。為了贊譽艾克曼醫(yī)生發(fā)現(xiàn)維生素的先驅(qū)作用，1929年，他榮獲了諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎。4

人體必需維生素13種根據(jù)溶解度不同，可分為脂溶性維生素：A,D,E,K

B1，B2，尼克酸和尼克酰胺

B族維生素B6，泛酸，生物素葉酸

B12水溶性維生素

C維生素(Vitamin)動物維持正常功能所必需的一組有機化合物，需要量極少，但動物本身不能合成或合成量不足，必須從食物中獲得，是人體必需的一類微量營養(yǎng)素。5第一節(jié)

脂溶性維生素

fatsolublevitamin

脂溶性維生素：A、D、E、K特點：1.均為異戊二烯或異戊烯的衍生物

2.與脂類共存，并隨脂類吸收

3.可在體內(nèi)儲存，過量可發(fā)生中毒

6

一、維生素A1.維生素A的種類和活性形式

維生素A1(視黃醇retinol)

維生素A2(3-脫氫視黃醇3-dehydroretinol)

視黃醛視黃酸

2.化學(xué)結(jié)構(gòu)特點

20碳含-白芷酮環(huán)的多烯烴一元醇783.存在*海水魚肝中(A1)和淡水魚肝中(A2)*β-胡蘿卜素(維生素A原)在腸道可轉(zhuǎn)變?yōu)?分子的視黃醛910

視網(wǎng)膜兩種感光細胞

視紅質(zhì)含視紫紅質(zhì)

桿狀細胞

錐狀細胞視色素視青質(zhì)(暗視覺)視藍質(zhì)灰色的感受弱光

感受強光

或暗光

或顏色

4生理作用：

1)構(gòu)成視覺細胞內(nèi)感光成分參與視覺循環(huán)111213

生理作用：2)保持健康的上皮組織3)激素作用，參與基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)4)具有抗氧化作用5)能誘導(dǎo)某些組織和腫瘤細胞分化5.缺乏癥：夜盲癥(雀目)

(維生素A缺乏，視紫紅質(zhì)合成減少，感弱光能力降低，患者暗適應(yīng)時間延長,嚴重出現(xiàn)夜盲癥)141913年美國生物化學(xué)家艾爾默·麥克柯魯姆和馬格里特·戴維斯發(fā)現(xiàn)，黃油和蛋黃中似乎有某種保持正常發(fā)育所需要的物質(zhì)。這種物質(zhì)是脂溶性的。后來的研究還發(fā)現(xiàn)，缺乏這種物質(zhì)，白鼠的眼睛也出了毛病。人缺乏這種物質(zhì)時也會患“夜盲癥”?？梢?，能治夜盲癥的脂溶性維生素和能治腳氣病的水溶性維生素是兩種不同的維生素。由于一時很難弄清這2種維生素分子的結(jié)構(gòu)，麥克柯魯姆和戴維斯決定不再賦予維生素學(xué)名，而利用字母表來解決問題。他們把發(fā)現(xiàn)的脂溶性維生素稱為“維生素A”，把水溶性抗腳氣病物質(zhì)稱為“維生素B”。就這樣，維生素開始用字母來命名了。

15二、維生素D又名抗佝僂病因子霍普金斯和富恩克都認為軟骨病也可能是一種維生素缺乏癥。人們早就知道魚肝油可以防治軟骨病，但是，魚肝油同樣能夠防止夜盲癥。那么，維生素A會不會是抗軟骨病物質(zhì)呢？1922年，麥克柯魯姆決定對魚肝油作加熱充氧試驗。冷卻后，它失去了防治夜盲癥的作用，但仍然還能防治軟骨?。∵@就是說抗軟骨病物質(zhì)是一種新的維生素，他把它命名為維生素D。16

1.種類和活性形式

最重要的維生素D有兩種維生素D2麥角鈣化醇維生素D3膽鈣化醇維生素D的活性形式為

1，25(OH)2VD3172.化學(xué)本質(zhì)

:類固醇衍生物

183.存在肝、奶、蛋黃、魚肝4.生理作用

1)促進小腸吸收鈣、磷，使血鈣與血磷升高

2)促進骨鹽的更新

5.缺乏癥：維生素D缺乏導(dǎo)致鈣磷代謝失常影響骨質(zhì)的形成

兒童佝僂病

成人骨軟化癥19三、維生素E又稱生育酚(tocopherol)

1922年美國解剖、胚胎學(xué)家赫伯特·麥克利恩·伊文斯（HerbertMecleanEvans）和斯科特發(fā)現(xiàn)了一種既不是維生素A又不是維生素D的脂溶性維生素。缺少這種物質(zhì)老鼠就不能繁殖。他們把它命名為“維生素E”。202.化學(xué)結(jié)構(gòu)為異戊二烯的6羥基雜萘滿

(苯并二氫吡喃)衍生物

1.天然維生素E有7種其中α-生育酚活性最高213.存在：蔬菜、豆類以麥胚油中含量最高

4.生理作用：

1)抗不育

2)抗氧化(保護生物膜，抗衰老作用)

22四、維生素K又稱凝血維生素

HenrikCarlPeterDam（丹麥）.發(fā)現(xiàn)維生素K

EdwardAdelbertDoisy（美國）.發(fā)現(xiàn)維生素K的化學(xué)性質(zhì).

1944年

Nobelprize

23

1.自然界存在維生素K1和K2，

K3為人工合成

2.化學(xué)本質(zhì)：異戊烯側(cè)鏈奈醌化合物243.存在：維生素K1綠葉蔬菜維生素由K2

腸道細菌合成

4.生理作用*維生素K是γ-羧化酶的輔酶

1)參與凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ中的谷氨酸殘基進行γ-位的羧化轉(zhuǎn)變?yōu)橛心钚缘哪蜃訁⑴c凝血作用

252)參與骨、牙、腎、脾、肺和乳腺等組織中與Ca2+

相關(guān)的蛋白質(zhì)中谷氨酸殘基的羧化

5.缺乏癥：凝血障礙26B1，B2，尼克酸和尼克酰

B族維生素B6，泛酸，生物素，葉酸

B12C

第二節(jié)水溶性維生素(water-solublevitamins)特點：1.在體內(nèi)均不能儲存

2.B族維生素均作為酶的輔基或輔酶的主要成分

3.維生素C是抗氧化劑，也是參與某些羥化反應(yīng)的必需輔助因子27一、維生素B1

又稱硫胺素（thiamine），抗腳氣病維生素

1.化學(xué)結(jié)構(gòu)由噻唑環(huán)和含氨基的嘧啶環(huán)由甲叉橋連接而成的化合物

282.活性形式（輔酶形式）

硫胺素焦磷酸酯

（thiaminepyrophosphate,TPP)293.生理功能

1)參與α-酮酸的氧化脫羧作用及磷酸戊糖途徑中轉(zhuǎn)酮醇基作用

2)促進神經(jīng)介質(zhì)乙酰膽堿的合成，抑制其分解

4.缺乏B1：

1)能量來源發(fā)生障礙，特別是神經(jīng)組織影響傳導(dǎo)功能

2)腳氣病305.來源瘦肉，肝、心、腎等內(nèi)臟，豆類，干果，酵母及糙米31

二、維生素B2

又稱核黃素（riboflavin）

1.化學(xué)結(jié)構(gòu)

6、7二甲基異咯嗪與核酸的縮合物

32

2.輔酶形式

1)黃素單核苷酸（flavinmononuleotide,FMN）

FMN的結(jié)構(gòu)式用文字表示：

6、7二甲基異咯嗪核醇磷酸33黃素腺嘌呤二核苷酸（flavinadeninedinucleotide,FADFAD結(jié)構(gòu)式用文字表示：腺嘌呤

6、7二甲基異咯嗪環(huán)

核糖核醇磷酸磷酸343.生理功能

B2是兩種重要輔酶FMN，F(xiàn)AD的組成成分*FMN,FAD起遞氫體的作用4.缺乏B2：口角炎、舌炎、鱗屑性皮炎

355.來源乳類，蛋類和瘦肉36三、尼克酸（煙酸B3)和尼克酰胺（煙酰胺）（nicotinicacid,nicotinamide）又稱抗糙皮病維生素，維生素PP1.化學(xué)本質(zhì)為吡啶的衍生物372.輔酶形式尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamideadeninedinucleotide,NAD+）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamideadeninedinucleotidephosphate,NADP+）

38NAD+與NADP+結(jié)構(gòu)式用文字表示

尼克酰胺腺嘌呤核糖核糖-（磷酸）磷酸磷酸

393.生理功能是體內(nèi)許多脫氫酶的輔酶，在生物氧化中起遞氫作用4.缺乏維生素PP：糙皮病405.來源肉類，谷物，花生體內(nèi)從色氨酸代謝轉(zhuǎn)化而來41

吡哆醛（pyridoxal）吡哆醇（pyridoxine）吡哆胺（pyridoxamine）

包括三種物質(zhì)1.化學(xué)本質(zhì)：吡啶衍生物四、維生素B6422.輔酶形式：

磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺

433.生理功能：

磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺是轉(zhuǎn)氨酶的

輔酶，起傳遞氨基作用磷酸吡哆醛是氨基酸脫羧酶、犬尿酸原酶、胱硫醚酶的輔基44454.來源廣泛，肉類，蔬菜，水果，硬果，谷類等5.缺乏導(dǎo)致高同型半胱氨酸血癥，誘發(fā)動脈粥樣硬化（胱硫醚酶－）46五、泛酸B5（pantothenicacid）又稱遍多酸

1.化學(xué)結(jié)構(gòu)－丙氨酸籍肽鍵與、二羥-、二甲基丁酸縮合而成的酸性物質(zhì)472.輔酶形式輔酶A（coenzymeA,CoA）和?；D(zhuǎn)移蛋白(acylcarrierprotein)的組成成分483.生理功能泛酸是輔酶A(coenzymeA,coA)的組成成分，輔酶A作為?；d體，在糖、脂及氨基酸代謝中起?；D(zhuǎn)移作用。4950

六、生物素（biotin）

α生物素

β生物素

1.化學(xué)結(jié)構(gòu)：噻吩與尿素相結(jié)合的駢環(huán)512.生理功能是羧化酶的輔基，起羧基傳遞體的作用

523.來源動物性食物，番茄，酵母，花菜53

七、葉酸(folicacid)1.化學(xué)結(jié)構(gòu)蝶呤啶、對氨基苯甲酸、谷氨酸三個成分組成542.活性形式

四氫葉酸（tetrahydrofolate,FH4）55三、生理功能

FH4

是一碳單位的載體，參與體內(nèi)許多物質(zhì)的生物合成

(一碳單位包括：-CH3，-CH2-，-CH=，

-CHO，-CHNH-)

四、葉酸缺乏：使體內(nèi)核酸和蛋白質(zhì)合成發(fā)生障礙*巨幼細胞性貧血565.來源廣泛存在于動植物性食物中肝，腎，綠葉及黃葉蔬菜，酵母含量豐富蛋，肉類，豆類，谷類及水果含量較多5758*抗腫瘤藥物（氨蝶呤及甲氨蝶呤,MTX)抑制四氫葉酸合成,使dTMP合成障礙，導(dǎo)致DNA合成受阻，腫瘤細胞不能增生，達到抗腫瘤目的59*磺胺類藥物抑制細菌合成四氫葉酸,導(dǎo)致細菌DNA

合成障礙，細菌不能繁殖，所以有抗菌作用。60葉酸是已知維生素中發(fā)現(xiàn)較遲的一種

1931年印度醫(yī)生T·wills等人發(fā)現(xiàn),酵母或肝臟提取液,可以改善妊娠婦女的巨幼紅細胞性貧血癥狀,從而認識到這些提取液中可能含有某種抗貧血因子

1935年又有人在酵母和肝臟濃縮物中發(fā)現(xiàn)了抗猴子貧血因子,并稱其為維生素M

1939年又在肝中發(fā)現(xiàn)了抗雞貧血因子,并稱其為維生素B

1941年美國學(xué)者H·K·Mitchell等人在菠菜中發(fā)現(xiàn)了乳酸鏈球菌的一個生長因子,因為主要來源于植物葉,故命名為葉酸.

1945年,R·B·Angier等人合成蝶酰谷氨酸時發(fā)現(xiàn),以上所有物質(zhì)實際上是同一種物質(zhì),此外他們還完成了葉酸結(jié)構(gòu)的測定61

八、維生素B12又稱鈷胺素（cabalamine），抗惡性貧血維生素

1、化學(xué)結(jié)構(gòu)包括一個咕啉環(huán)、鈷元素，5，6二甲基苯并咪唑，核糖核苷酸。是唯一含金屬元素的維生素62632.輔酶形式甲基鈷胺素，5‘脫氧腺苷鈷胺素是B12的輔酶形式甲基鈷胺素與轉(zhuǎn)運甲基有關(guān)催化三種類型的反應(yīng)（1）分子內(nèi)重排（2）甲硫氨酸合成時的甲基化反應(yīng)（3）核糖核苷酸還原為脫氧核糖核苷酸的反應(yīng)5’脫氧腺苷鈷胺素是一些變位酶的輔酶

643.缺乏B12：

巨幼紅細胞性貧血高同型半胱氨酸血癥，誘發(fā)動脈粥樣硬化（同型半胱氨酸甲基化為甲硫氨酸）

4.來源天然存在的由微生物產(chǎn)生，動物性食物儲存腸道產(chǎn)生和食物中的B12必須結(jié)合胃黏膜壁細胞分泌的內(nèi)因子才能在回腸被吸收*缺乏內(nèi)因子可引起B(yǎng)12缺乏65九硫辛酸

1.化學(xué)結(jié)構(gòu)：6，8二硫辛酸

S簡式L

S662.生理功能是-酮酸氧化脫羧反應(yīng)中硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶的輔酶，起遞氫和轉(zhuǎn)?；饔?/p>

3.來源某些微生物的必需維生素，人類未發(fā)現(xiàn)缺乏癥67十、維生素C（ascorbicacid）又稱抗壞血酸,顯酸性，很強的還原劑

1.化學(xué)結(jié)構(gòu)：己糖內(nèi)酸酯682.生理作用

1)作為羥化酶的輔助因子，參與體內(nèi)一些物質(zhì)的羥化反應(yīng)如：膠原蛋白的合成、膽固醇代謝等

2)作為強還原劑