生物化學(xué)第五章 維生素與輔酶

生物化學(xué)第五章維生素與輔酶第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)脂溶性維生素

維生素A、D、E、K等不溶于水，而溶于脂肪及脂溶劑（苯、乙醚、氯仿等）中，故稱為脂溶性維生素。在食物中，它們常和脂質(zhì)共同存在，因此在腸道吸收時也與脂質(zhì)的吸收密切相關(guān)。當(dāng)脂質(zhì)吸收不良時，脂溶性維生素的吸收大為減少，甚至?xí)鹑狈ΠY。吸收后的脂溶性維生素可以在體內(nèi)，尤其是在肝內(nèi)儲存。維生素A

維生素A又名視黃醇，是一個具有脂環(huán)的不飽和一元醇，通常以視黃醇酯的形式存在，醛的形式稱為視黃醛。第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

食物中的維生素A在小腸粘膜細(xì)胞內(nèi)與脂肪酸結(jié)合成酯后摻入乳糜微粒，通過淋巴液轉(zhuǎn)運(yùn)，并被肝臟所攝取。維生素A酯在肝臟的儲脂細(xì)胞內(nèi)貯藏，應(yīng)機(jī)體需要向血中釋放。維生素A是構(gòu)成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)的成分。眼球視網(wǎng)膜上有兩類感覺細(xì)胞，一種是圓錐細(xì)胞，對強(qiáng)光及顏色敏感；另一種是桿細(xì)胞，對弱光敏感，對顏色不敏感，與暗視覺有關(guān)。這是因?yàn)闂U細(xì)胞內(nèi)含有感光物質(zhì)視紫紅質(zhì)。視紫紅質(zhì)在光中分解，在暗中再合成。視紫紅質(zhì)是由9,11-順視黃醛和視蛋白內(nèi)賴氨酸的ε-氨基通過形成schiff堿縮合而成的一種結(jié)合蛋白質(zhì)，而視黃醛是維生素A的氧化產(chǎn)物。第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一眼睛對弱光的感光性取決于視紫紅質(zhì)的合成。當(dāng)維生素A缺乏時，11-順視黃醛得不到足夠的補(bǔ)充，視紫紅質(zhì)合成受阻，使視網(wǎng)膜不能很好地感受弱光，在暗處不能很好地辨別物體，暗適應(yīng)能力降低，嚴(yán)重時可出現(xiàn)夜盲癥。第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

維生素A主要來自動物性食品，以肝臟、乳制品及蛋黃中含量最多。維生素A原主要來自植物性食品，以胡蘿卜、綠葉蔬菜及玉米等含量較多。正常成人每日維生素A生理需要量為2600-3300國際單位，過多攝入維生素A可以引起中毒癥狀，嚴(yán)重危害健康。2.維生素D

維生素D為類甾醇具有抗佝僂病作用，故稱為抗佝僂病維生素。維生素D家族最重要的成員是麥角鈣化醇（D2）及膽鈣化醇（D3）。膽鈣化醇是由動物的皮膚通過紫外光作用產(chǎn)生的；麥角鈣化醇僅側(cè)鍵結(jié)構(gòu)與膽鈣化醇不同，它是通過太陽作用于植物甾醇——麥角甾醇而產(chǎn)生的。第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

飲食形式的維生素D通過小腸中膽鹽的幫助被吸收。不論是在小腸中吸收或是在皮膚光合合成，膽鈣化醇通過特異的維生素D轉(zhuǎn)運(yùn)到肝中，并生成25-羥維生素D3,在腎中形成1，25-二羥膽鈣化醇，即維生素D的活性形式，它可調(diào)節(jié)體內(nèi)鈣和磷的平衡。鈣對許多生命第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一過程包括肌肉收縮、神經(jīng)沖動的傳遞、血液凝固和膜結(jié)構(gòu)是重要的，而磷對DNA、RNA、脂質(zhì)和許多代謝過程起重要作用。正常血清磷和鈣的任何紊亂，像佝僂病時，骨的結(jié)構(gòu)發(fā)生變更。1，25-二羥維生素D3總的生理效應(yīng)是提高血鈣、血磷濃度，有利于新骨的生成與鈣化。維生素D主要含于肝、奶及蛋黃中，而以魚肝油含量最豐富。維生素D可防治佝僂病，軟骨病和手足抽搐癥等，但在使用維生素D時應(yīng)先補(bǔ)充鈣。3.維生素E

維生素E與動物生育有關(guān)，故稱生育酚，主要存在于植物油中，尤以麥胚油、大豆油、玉米油和葵花籽油第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一含量最豐富。豆油及蔬菜中含量也較多。天然的生育酚共有8種，在化學(xué)結(jié)構(gòu)上，均是苯駢二氫吡喃的衍生物。根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)分為生育酚及生育三烯酚兩類，每類又可根據(jù)甲基的數(shù)目和位置不同，分為α、β、γ和δ幾種。第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

維生素E中以α-生育酚生理活性最高，δ-生育酚抗氧化作用最強(qiáng)。維生素E極易氧化而保護(hù)其他物質(zhì)不被氧化，是動物和人體中最有效的抗氧化劑。他能對抗生物膜磷脂中不飽和脂肪酸的過氧化反應(yīng)，因而避免脂質(zhì)中過氧化物產(chǎn)生，保護(hù)生物膜的結(jié)構(gòu)和功能。肌體代謝不斷產(chǎn)生自由基，維生素E能捕捉自由基而形成生育酚自由基，進(jìn)而生成生育醌。維生素E一般不易缺乏，正常血漿維生素E質(zhì)量濃度為0.9-1.6mg/100ml，若低于0.5mg/100ml則可出現(xiàn)缺乏癥，常表現(xiàn)為貧血或血小板增多癥。第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一4.維生素K

維生素K具有促進(jìn)凝血的功能，故又稱凝血維生素。天然的維生素有兩種：維生素K1和K2。

K1在綠葉植物及動物肝中含量較豐富。K2是人體倡導(dǎo)細(xì)菌的代謝產(chǎn)物。第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一維生素K的主要生理功能是促進(jìn)肝臟合成凝血酶原。缺乏維生素K時，血中這幾種凝血因子均減少，因而凝血時間延長，常發(fā)生肌肉及腸胃道出血。肝微粒體中有維生素K循環(huán)：第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

雙羥香豆素能抑制環(huán)氧化物還原酶，從而抑制這一循環(huán)的進(jìn)行，故雙羥香豆素為一抗凝血劑。一般情況下人體不會缺乏維生素K，因?yàn)榫S生素K在自然界綠色植物中含量豐富，另一方面人和哺乳動物腸道中的大腸桿菌可以合成維生素K。第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)水溶性維生素水溶性維生素包括維生素B族、硫辛酸和維生素C。屬于維生素B族的有維生素B1、B2、PP、B6、泛酸、生物素、葉酸及B12等。維生素B族在生物體內(nèi)通過構(gòu)成輔酶而發(fā)揮對物質(zhì)代謝的影響。這類輔酶在肝臟內(nèi)含量最豐富。與脂溶性維生素不同，進(jìn)入體內(nèi)的多余水溶性維生素及其代謝產(chǎn)物均自尿中排出，體內(nèi)不能多儲存。當(dāng)機(jī)體飽和后，食入的維生素越多，尿中的排出量也越大。第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1.維生素B1和硫胺素焦磷酸維生素B1為抗神經(jīng)炎維生素（又名抗腳氣病維生素），化學(xué)結(jié)構(gòu)是由含硫的噻唑環(huán)和含氨基的嘧啶環(huán)組成，故稱硫胺素。在生物體內(nèi)常以硫胺素焦磷酸的輔酶形式存在：第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

硫胺素在氧化劑存在時已被氧化產(chǎn)生脫氫硫胺素（硫色素），后者在紫外照射下呈現(xiàn)藍(lán)色熒光，利用這一性質(zhì)可以進(jìn)行定性、定量分析。硫胺素焦磷酸（TPP）是涉及到糖代謝中羰基碳(醛和酮）合成與裂解反應(yīng)的輔酶。特別是α-酮酸的脫羧和α-羥酮的形成與裂解都依賴于硫胺素焦磷酸。由于維生素B1與糖代謝關(guān)系密切，因此多食糖類食物，維生素B1的需要量也相應(yīng)增多。當(dāng)維生素B1缺乏時，糖代謝受阻，丙酮酸積累，使病人的血、尿和腦組織中丙酮酸含量增多，出現(xiàn)多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、心力第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一衰竭、四肢無力、肌肉萎縮及下肢浮腫等癥狀。根據(jù)研究,維生素B1可抑制膽堿酯酶的活性,當(dāng)維生素B1缺乏時,該酶活性升高,乙酰膽堿水解加速，使神經(jīng)傳導(dǎo)受到影響，造成胃腸蠕動減慢，消化液分泌減少，食欲不振，消化不良等消化道癥狀。維生素B1主要存在于種子外皮及胚芽中，米糠、麥麩、黃豆、酵母、瘦肉等食物中含量豐富。維生素B1在酸性溶液中較穩(wěn)定，中性和堿性中易破壞，維生素B1耐熱，在pH3.5以下雖加熱到120℃亦不被破壞，維生素B1極易溶于水，故米不宜多淘洗以免損失。第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一2.維生素PP和煙酰胺輔酶維生素PP包括煙酸和煙酰胺，又稱抗癩皮病維生素，二者均屬吡啶衍生物。

維生素PP廣泛存在于自然界，以酵母、花生、谷類、肉類和動物肝中含量豐富，在體內(nèi)色氨酸能轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素PP。在體內(nèi)煙酰胺與核糖、磷酸、腺嘌呤組成脫氫酶的輔酶，主要是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+,輔酶I）第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一和煙酰胺腺嘌呤而核苷酸磷酸（NADP+,輔酶Ⅱ）煙酰胺輔酶是電子載體，在各種酶促氧化-還原反應(yīng)中起著重要作用。第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一3.維生素B2和黃素輔酶維生素B2又名核黃素，是核醇與7，8-二甲基異咯嗪的縮合物。由于在異咯嗪的1位和5位N原子上具有兩個活潑的雙鍵，易起氧化還原反應(yīng)，故維生素B2有氧化型和還原型兩種形式，在生物體內(nèi)氧化還原過程中起傳遞氫的作用。第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一在體內(nèi)核黃素是以黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）形式存在。

由于FMN、FAD廣泛參與體內(nèi)各種氧化還原反應(yīng)，因此維生素B2能促進(jìn)糖、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝，對維持皮膚，粘膜和視覺的正常機(jī)能均有一定的作用。維生素B2廣泛存在于動植物中，在酵母、肝、腎、蛋黃、奶及大豆中含量豐富。所有植物和很多微生物都能合成核黃素。第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一4.泛酸和輔酶A

泛酸廣泛存在于生物界，又名遍多酸，輔酶A是泛酸的主要活性形式，常簡寫為CoA。輔酶A主要起傳遞酰基的作用，是各種?；磻?yīng)中的輔酶。泛酸在酵母、肝、腎、蛋、小麥、米糠、花生和豌豆中含量豐富，在蜂王漿中含量最多。第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一維生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺維生素B6包括三種物質(zhì)，即吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，皆屬于吡啶衍生物。維生素B6在體內(nèi)以磷酸酯形式存在，磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是其活性形式，是氨基酸代謝中各種酶的輔酶。第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

維生素B6在動植物中分布很廣，谷類外皮含量尤為豐富。因?yàn)槭澄镏懈缓S生素B6，同時腸道細(xì)菌可以合成維生素B6供人體需要，所以人類很少發(fā)生維生素B6缺乏癥。（6）維生素B12（氰鈷胺素）及其輔酶維生素B12或稱作氰鈷胺素在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成兩種輔酶形式。第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

維生素B12參與DNA的合成，對紅細(xì)胞的成熟很重要，當(dāng)缺少維生素B12時，巨紅細(xì)胞中DNA合成受到障礙，易引起惡性貧血。維生素B12廣泛來源于動物性食品，特別是肉類和肝中含量豐富。人和動物的腸道細(xì)菌都能合成，故一般情況下不會缺少維生素B12。7.生物素生物素是由噻吩環(huán)和尿素結(jié)合而成的一個雙環(huán)化合物，左側(cè)鏈上有一分子戊酸：第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

生物素在種種酶促羧化反應(yīng)中作為活動羧基載體。生物素來源廣泛，如在肝、腎、蛋黃、酵母、蔬菜和谷類中都含有。腸道細(xì)菌也能合成供人體需要，因此一般很少出現(xiàn)缺乏癥。葉酸和四氫葉酸葉酸最初是由肝臟中分離出的，后來發(fā)現(xiàn)綠葉中含量十分豐富，因此命名為葉酸。第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

由于葉酸與核酸的合成有關(guān)，當(dāng)葉酸缺乏時，DNA合成受到抑制，骨髓巨紅細(xì)胞中DNA合成減少，細(xì)胞分裂速度降低，細(xì)胞體積較大，這種紅細(xì)胞大部分在骨髓內(nèi)成熟前就被破壞造成貧血，成巨紅細(xì)胞性貧血。因此葉酸在臨床上可用于治療巨紅細(xì)胞性貧血。葉酸廣泛存在于肝、酵母及蔬菜中，人類腸道細(xì)菌也能合成葉酸，故一般不易發(fā)生缺乏癥。9.硫辛酸第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

硫辛酸以閉環(huán)二硫化物形式和開鏈還原形式兩種結(jié)構(gòu)混合物存在，這兩種形式通過氧化-還原循環(huán)相互轉(zhuǎn)換。硫辛酸是一種酰基載體。硫辛酸在自然界廣泛分布，肝和酵母中含量尤為豐富。在食物中硫辛酸常和維生素