1、第11章 維生素與輔酶,Vitamin and Coenzyme,內(nèi)容提要,Vitamin outline Fat soluble vitamin Vitamin A、E、 D、K Water soluble vitamin Vitamin B family Vitamin C Vitamins name, structure, function and avitaminosis (維生素缺乏癥),11.1 維生素概論 11.1.1 維生素的概念 維生素是參與生物生長(zhǎng)發(fā)育和代謝所必需的一類微量有機(jī)物質(zhì)。 維生素不用來(lái)供能或構(gòu)成生物體的組成部分。 已知絕大多數(shù)維生素作為酶的輔酶或輔基的組成部分。

2、 由于缺乏維生素而引起的疾病稱維生素缺乏癥（avitaminosis）。,11.1.2 維生素的發(fā)現(xiàn) The Discovering of Vitamin 來(lái)源于醫(yī)藥實(shí)踐和科學(xué)試驗(yàn)： 唐代孫思邈：動(dòng)物肝臟可防止夜盲癥，谷皮湯熬粥可防止腳氣病。 1878-1882 日本海軍：腳氣病 維生素是通過(guò)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的科學(xué)飼養(yǎng)試驗(yàn)而發(fā)現(xiàn)。 高等動(dòng)物不能合成維生素不是絕對(duì)的，如人體能合成VD；大小白鼠能合成Vc。,19世紀(jì)，印度大面積暴發(fā)腳氣病, 癥狀為全身無(wú)力等，1890年代荷蘭醫(yī)生艾克曼, 小雞實(shí)驗(yàn)。 1906年，英國(guó)生物化學(xué)家霍普金斯（Frederick Hopkins）用老鼠做實(shí)驗(yàn)，證明食物中除了蛋白、

3、糖類、脂類、微量元素和水等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外還存在一種必需的“輔助因子”。 1929 共獲諾貝爾獎(jiǎng),The Discovering of Vitamin,1912年，波蘭科學(xué)家豐克（Casimir Funk），經(jīng)過(guò)千百次的試驗(yàn)，終于從米糠中提取出一種能夠治療腳氣病的白色物質(zhì)。 Funk提議將這種化合物叫做Vitamine，意為“Vital amine”，中文意思就是“致命的胺”。 隨后發(fā)現(xiàn)，許多其它的維生素并不含有“胺”結(jié)構(gòu)，但是由于Funk的叫法已經(jīng)廣泛采用，所以這種叫法并沒(méi)有廢棄，僅僅將amine的最后一個(gè)“e”去掉，成為了“vitamin”。,The Discovering of Vitamin

4、,70年代，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Pauling，VC 葉酸，我國(guó)北方農(nóng)村，神經(jīng)管畸形。中美就此課題進(jìn)行合作， 47萬(wàn)婦女，25萬(wàn)人的結(jié)果，發(fā)病率下降了85%。,11.1.3 維生素的分類和輔酶的關(guān)系 The classification of Vitamin and the relationship with Coenzyme B族維生素,11.2 脂溶性維生素 溶于脂肪及脂溶劑（如苯、乙醚及氯仿中）。 吸收后可以在體內(nèi)，尤其是在肝內(nèi)儲(chǔ)存。,11.2.1 維生素A Vitamin A 維生素A,視黃醇（retinol） A1和A2兩種。 -胡蘿卜素（維生素A原）小腸黏膜的-胡蘿卜素-15，15-二加

5、氧酶 2 視黃醇。 視紫紅質(zhì)（rhodopin）,Vitamin A, -carotene（維生素A原） （、胡蘿卜素活性為型的一半）,Vitamin As Functions,Vitamin A and Nyctalopia夜盲癥,11.2.2 Vitamin D Vitamin D is Anti-rachitis佝僂病 Vitamin Vitamin D Family：,Vitamin D,Vitamin D,25-羥維生素D3是維生素D在身體內(nèi)的主要循環(huán)形式。 25-羥維生素D3的最終活性形式是1，25-二羥維生素D3 。 1，25-二羥維生素D3的主要靶細(xì)胞是小腸黏膜、骨骼和腎小管，

6、主要生理作用是促進(jìn)小腸粘膜細(xì)胞對(duì)鈣和磷的吸收。,Vitamin D,Vitamin D Avitaminosis,當(dāng)缺乏維生素D時(shí)，兒童可發(fā)生佝僂病，成人引起軟骨病。,Vitamin D,11.2.3 Vitamin E 維生素E，生育酚（tocopherol 天然生育酚有8種，俱為苯駢二氫吡喃的衍生物,Tocopherol,維生素E中以-生育酚生理活性最高。 -生育酚抗氧化作用作用最強(qiáng)。 維生素E極易氧化而保護(hù)其他物質(zhì)不被氧化，是動(dòng)物和人體中最有效的抗氧化劑。 臨床上用維生素E治療先兆流產(chǎn)和習(xí)慣性流產(chǎn)。,Tocopherol,11.2.4 Vitamin K 維生素K具有促凝血的功能,凝血維

7、生素 天然的維生素K：維生素K1和K2。 是2-甲基-1，4-萘醌的衍生物。,Vitamin K,維生素K的主要生理功能： 促進(jìn)肝臟合成凝血酶原； 調(diào)節(jié)另外三種凝血因子、及的合成。,Vitamin K,脂溶性維生素,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。 維生素B族主要包括維生素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(guò)構(gòu)成輔酶發(fā)揮對(duì)物質(zhì)代謝的影響。 體內(nèi)不能多儲(chǔ)存水溶性維生素。,11.3 水溶性維生素 11.3.1維生素B1和硫胺素焦磷酸 Vitamin B1 and Thiamine pyrophosphate (TPP)

8、 維生素B1 硫胺素 抗神經(jīng)炎維生素 抗腳氣病維生素,Vitamin B1 and TPP,硫胺素焦磷酸（TPP）：糖代謝中羰基碳醛和酮合成與裂解反應(yīng)的輔酶。 酮酸的脫羧反應(yīng) 羥酮的形成與裂解反應(yīng) 酮轉(zhuǎn)移反應(yīng),Vitamin B1 and TPP,維生素B1缺乏時(shí)，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、心力衰竭、四肢無(wú)力、肌肉萎縮及下肢浮腫等癥狀，臨床上稱腳氣病。 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、瘦肉等食物中含量最豐富,Vitamin B1 and TPP,11.3.2維生素PP和煙酰胺輔酶 維生素PP又稱抗賴

9、皮病維生素 煙酸，煙酰胺 Nicotinic acid, nicotinamide 廣泛存在于自然界，以酵母、花生、谷類、肉類、豆類和動(dòng)物肝臟中含量豐富，在體內(nèi)色氨酸能轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素PP。,組成輔酶: 煙酰胺腺嘌呤二核苷酸 (nicotinamide adenine dinucleotide, NAD, Co) 煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 (nicotinamide adenine dinuleitide phosphate, NADP, Co),維生素PP和煙酰胺輔酶,人類維生素PP缺乏癥稱為癩皮癥（pellagra），主要表現(xiàn)是皮炎、腹瀉及癡呆。皮炎常呈對(duì)稱性，并出現(xiàn)于暴露部位；癡呆是因神經(jīng)組

10、織變性的結(jié)果。,維生素PP和煙酰胺輔酶,P,NAD + -NADH+H+ NADP + - NADPH+H+,NAD+在氧化途徑（分解代謝）中是電子受體，而DADH在還原途徑（生物合成）是電子供體。 NAD+的作用： NAD+是呼吸鏈中傳遞氫過(guò)程中的一環(huán)。 代謝物上的氫先交給NAD+或NADP+ ，生成還原型的NADH或NADPH，后者在將氫去還原另一個(gè)代謝物。 NAD+也是DNA連接酶的輔酶，對(duì)DNA的復(fù)制有重要作用，為形成3，5磷酸二脂鍵提供所需要的能量。,維生素PP和煙酰胺輔酶,11.3.3維生素B2和黃素輔酶 維生素B2又名核黃素（riboflavin），是核醇與7，8二甲基異咯嗪的縮

11、合物。,維生素B2和黃素輔酶,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，是生物體內(nèi)一些氧化還原酶（黃素蛋白）的輔基，與蛋白部分結(jié)合很牢。 黃素蛋白 黃素酶,維生素B2和黃素輔酶,維生素B2和黃素輔酶,當(dāng)維生素B2缺乏時(shí)引起口角炎、舌炎、唇炎、陰囊皮炎、眼瞼炎、角膜血管增生等。 維生素B2廣泛存在于動(dòng)、植物中，在酵母、肝、腎、蛋黃、奶及大豆中含量豐富。,維生素B2和黃素輔酶,11.3.4 泛酸和輔酶A 輔酶A是泛酸的主要活性形式 CoASH表示,功能 傳遞?；?，是形成代謝中間產(chǎn)物的重要輔酶。 當(dāng)輔酶A攜帶乙酰時(shí)，稱為乙酰輔酶A。 輔酶A在糖代謝、脂質(zhì)分解代謝、

12、氨基酸代謝及體內(nèi)一些重要物質(zhì)如乙酰膽堿、膽固醇、卟啉和肝糖原等的合成中均起重要作用。,CoA-CO-CH3,11.3.5維生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 維生素B6包括: 吡哆醇（pyridoxine）、 吡哆醛（pyridoxal）、 吡哆胺（pyridoxamine）。 維生素B6活性形式： 磷酸吡哆醛（PLP）和磷酸吡哆胺。,維生素B6 磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺,維生素B6 磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺,磷酸吡哆醛（PLP）參加催化涉及氨基酸的各種反應(yīng) 轉(zhuǎn)氨作用 和脫羧作用 和消除作用 消旋作用和羥醛反應(yīng),維生素B6 磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺,11.3.6 維生素B12及其輔酶 氰鈷胺素 cya

13、nocobalamin 1961, Hodgkin, Nobel Prize X-ray crystallography of 5-deoxyadenosylocbalamin,維生素B12輔酶參與三種類型的反應(yīng)： 1）分子內(nèi)重排 2）核苷酸還原成脫氧核苷酸（在某些細(xì)菌中） 3）甲基轉(zhuǎn)移 缺乏癥：惡性貧血 動(dòng)物食品中（肉類和肝臟中）含量豐富，人和動(dòng)物腸道中也能合成。,11.3.7生物素 VB7 維生素H,生物素在多種酶促催化反應(yīng)中作為活動(dòng)羧基載體。 生物素賴氨酸:生物細(xì)胞素基（biocytin residue）。 來(lái)源廣泛，腸道細(xì)菌也能合成。 卵蛋白avidin,HOOC,卵蛋白avidin

14、卵白素=抗生物素=親合素,11.3.8 葉酸和四氫葉酸 Folic acid and tetrahydrofolate 葉酸最初由肝臟中分離出，后來(lái)發(fā)現(xiàn)綠葉中含量豐富，故名葉酸。 葉酸除了CO2之外是所有氧化水平碳原子一碳單位的重要受體和供體。 四氫葉酸（THF）是葉酸的活性輔酶形式，稱為輔酶F（CoF）。,葉酸和四氫葉酸,葉酸和四氫葉酸,11.3.9 硫辛酸 Lipoic acid 同酶分子中賴氨酸殘基的NH2以酰胺鍵共價(jià)結(jié)合。,硫辛酸,輔酶在丙酮酸脫氫酶復(fù)合體催化中的作用,硫辛酸 Lipoic acid 硫辛酸是一種?；d體 硫辛酸在酮酸氧化作用和脫羧作用時(shí)行使偶聯(lián)?；D(zhuǎn)移和電子轉(zhuǎn)移的功能。,11.3.10 維生素C 維生素C,稱抗壞血酸（ascorbic acid） 抗壞血酸和脫氫抗壞血酸形式是一種有效的氧化還原系統(tǒng)。,ascorbic acid,asco