1、,Chapter 3 Vitamin,Simple enzymes單純酶: 僅有蛋白質 Conjugated enzymes組合酶: 全酶 = 酶蛋白 + 輔因子 (protein) (non-protein) Cofactors: 金屬離子、有機小分子,酶的組成,Cofactor and coenzyme（輔助因子與輔酶）,輔因子一般起攜帶及轉移電子或功能基團的作用。 根據(jù)與酶蛋白結合的牢固程度，輔助因子分為輔酶和輔基兩類。 輔酶與酶蛋白以非共價鍵松散結合，而輔基則常以共價鍵與酶蛋白牢固結合，不易與酶蛋白分離。,Identify water-soluble and fat- soluble

2、vitamins Describe the roles of vitamins and their involovement as coenzymes,Outlines,5,在第一種維生素被發(fā)現(xiàn)之前，許多特定食物的一些特殊的預防疾病的作用早已被人們發(fā)現(xiàn)。例如，中國唐代醫(yī)學家孫思邈（公元581682年）曾經(jīng)指出： 動物肝可以防治夜盲癥(維生素A) 用谷皮熬粥可以防治腳氣病(維生素B1),霍普金斯的實驗,公元前3500年-古埃及人發(fā)現(xiàn)能防治夜盲癥的物質，也就是后來的維A。 公元前2600,中國已有腳氣病的記錄。 1600年-醫(yī)生鼓勵以多吃動物肝臟來治夜盲癥。1747年-蘇格蘭醫(yī)生林德發(fā)現(xiàn)檸檬能治壞

3、血病，也就是后來的維C。1831年-胡蘿卜素被發(fā)現(xiàn)。1912年-波蘭化學家豐克為維生素命名（vita-amine）。1915年-科學家認為糙皮病是由于缺乏某種維生素而造成的。1916年-維生素B被分離出來。1917年-英國醫(yī)生發(fā)現(xiàn)魚肝油可治愈佝僂病，隨后斷定這種病是缺乏維D引起的。1920年-發(fā)現(xiàn)人體可將胡蘿卜轉化為維生素A。1922年-維E被發(fā)現(xiàn)。1928年-科學家發(fā)現(xiàn)維B至少有兩種類型。1933年-維E首次用于治療。 1934年-羅氏公司首次進行維生素C的工業(yè)化生產(chǎn)。1948年-大劑量維C用于治療炎癥。1949年-維B3（泛酸）與維C用于治療精神分裂癥。1957年-Q10輔酶被發(fā)現(xiàn)。,維生

4、素發(fā)展史,The term vitamin is derived from the phrase vital amine. essential substances that cannot be manufactured by the body. Small amounts of vitamins are needed for growth and development. Without vitamins the body cannot survive.,What are vitamins?,1.人體不能合成或合成量不足的小分子化合物； 2.需求量小，但需要從食物中攝??； 3.不能作為結構成

5、分和供能物質； 4.主要以輔酶或輔基形式發(fā)揮功能。,特點,a.采用習慣法,用英文字母A、B、C、D來命名，但這些字母不表示發(fā)現(xiàn)該種維生素的歷史次序，也不說明相鄰維生素之間存在什么關系。,Vitamins Nomenclature命名,b.根據(jù)化學結構和生理功能命名，如：,從上可知，V命名混亂，1967、1970年國際理論與應用化學學會、國際營養(yǎng)科學學會先后提出V命名原則的建議，但一直沒被廣泛應用。,Types: Water-soluble vitamins vitamin B family and vitamin C Fat-soluble vitamins vitamin A, D, E,

6、K,Vitamins classification 分類,Causes of vitamin deficiency,膳食調配不合理或嚴重偏食; 維生素的吸收障礙; 特殊階段需要量增加; 食物以外的維生素供給不足,Section 1Water-soluble vitamins,Water-Soluble Vitamins,Soluble in aqueous solutions. Cofactors for many enzymes. Not stored in the body. B1, B2, B3, B5, B6, B12, C, Biotin(生物素) and Folic acid(葉酸

7、).,Water-soluble vitamins,水溶性維生素,Vitamin B1（Thiamin）硫胺素,The first B vitamin identified.,Vitamin B1（Thiamin）硫胺素,function of Vitamin B1,deficiency symptoms of Vitamin B1,Vitamin B1（Thiamin）硫胺素,RAD（ 推薦攝入量）is 2mg; Sources are liver, yeast, whole grains, cereals and milk 活性形式： 焦磷酸硫胺素（TPP）,Vitamin B1（Thia

8、min）硫胺素,Vitamin B2（Riboflavin）核黃素,Found in the coenzymes flavin adenine dinucleotide(FAD) and flavin mononucleotide(FMN) Is needed for good vision and healthy skin,FMN,黃素單核苷酸,FAD,黃素-腺嘌呤二核苷酸,AMP,琥珀酸,延胡索酸,舉例：琥珀酸氧化為延胡索酸,琥珀酸脫氫酶,Vitamin B2（Riboflavin）核黃素,口腔潰瘍可以服用維生素B2治療嗎？,RDA is 1.7mg 活性形式：FMN和FAD,Vitami

9、n B2（Riboflavin）核黃素,Vitamin B3（Niacin）煙酸,維生素PP又名抗癩（糙）皮病維生素，包括尼克酸（nicotinic acid）及尼克酰胺（nicotinamide），在體內(nèi)可相互轉化。,1,2,3,4,5,6,Vitamin B3（Niacin）煙酸,加氫脫氫在4位,游離一個氫,H,NAD（P）+,NAD（P）H,+,H+,31,Vitamin B3（Niacin）煙酸,4,舉例：蘋果酸氧化為草酰乙酸,蘋果酸脫氫酶,蘋果酸,草酰乙酸,Vitamin B3（Niacin）煙酸,人類VPP缺乏癥稱為癩（糙）皮?。╬ellagra），PP來自于拉丁文癩皮病防治一詞（

10、pellagra preventalive）,Dermatitis (皮炎) Diarrhea (腹瀉) Dementia (癡呆) Death （死亡）,“4D”,RDA is 13-18mg Sources are brewers yeast, chicken, beef, fish, liver, brown rice and whole grains.,Vitamin B3（Niacin）煙酸,維生素PP廣泛存在于自然界，肝內(nèi)能將色氨酸轉變成維生素PP，但轉變率較低,為1/60，即60mg色氨酸僅能轉變成 lmg尼克酸。因色氨酸為必需氨基酸，所以人體的維生素PP主要從食物中攝取。,Vi

11、tamin B5（Pantothenic Acid）泛酸,VB5是由，-二羥基-二甲基丁酸和一分子- 丙氨酸縮合而成。,，-二羥基-二甲基丁酸,CoA（輔酶A）及ACP(酰基載體蛋白）為泛酸在體內(nèi)的活性型,Vitamin B5（Pantothenic Acid）泛酸,ADP,Vitamin B5（Pantothenic Acid）泛酸,RAD is 10mg found in salmom, meat, eggs, whole grains and vegetables. 因泛酸廣泛存在于生物界，所以很少見泛酸缺乏癥，但在二戰(zhàn)時的遠東戰(zhàn)俘中曾有腳灼熱綜征，為泛酸缺乏所致。,Vitamin B5

12、（Pantothenic Acid）泛酸,Vitamin B6（Pyridoxine）吡哆醇,吡哆素(維生素B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)。在體內(nèi)以磷酸酯的形式存在。,Vitamin B6（Pyridoxine）吡哆醇,磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可相互轉變，均為活性型,Vitamin B6（Pyridoxine）吡哆醇,轉氨酶通過磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互轉換，起轉移氨基的作用。,Vitamin B6（Pyridoxine）吡哆醇,RDA is 1mg,人類未發(fā)現(xiàn)維生素B6缺乏的典型病例。,Vitamin B7（Biotin）生物素,necessary for cell growth, th

13、e production of fatty acids, and the metabolism of fats and amino acids.,生物素羧化酶的作用機制,+ HCO3-,生物素酶,CO2生物素酶,45,Vitamin B7（Biotin）生物素,生物素來源極廣泛，人體腸道細菌也能合成，很少出現(xiàn)缺乏癥。,Vitamin B7（Biotin）生物素,（avidin）,Vitamin B9（Folic Acid）葉酸,Forms the coenzyme THF used in the transfer of methyl groups and the synthesis of nu

14、cleic acids.,Vitamin B9（Folic Acid）葉酸,活化形式：四氫葉酸,記?。篎H4的主要作用是作為一碳基團，如-CH3, -CH2-, -CHO 等的載體，參與多種生物合成過程。,Vitamin B9（Folic Acid）葉酸,葉酸在肉及水果、蔬菜中含量較多，腸道的細菌也能合成，所以一般不發(fā)生缺乏癥。,Vitamin B9（Folic Acid）葉酸,Deficiency symptoms:,葉酸類似物氨甲蝶呤、氨基蝶呤可抑制二氫葉酸還原酶從而抑制四氫葉酸的生成，臨床上用作抗腫瘤藥物。,Vitamin B12（Cobalamin）鈷胺素,Is a coenzyme

15、for enzymes that transfer methyl groups and produce red blood cells. 結構復雜，唯一含金屬元素的維生素,Vitamin B12（Cobalamin）鈷胺素,RAD is 3mg Sources are liver, beef, kidney, chicken, fish, milk products.,Vitamin B12（Cobalamin）鈷胺素,Vitamin C（Ascorbic Acid）抗壞血酸,廣泛存在于新鮮蔬菜和水果中； 動物體內(nèi)不能合成維生素C，必須由食物供給,Vitamin C（Ascorbic Acid

16、）抗壞血酸,抗壞血酸分子中C2和C3羥基可以氧化脫氫生產(chǎn)脫氫抗壞血酸，后者也可以加氫還原。,Function of Vitamin C,UV,羥化酶 Pro / Lys Pro-OH / Lys-OH合成膠原蛋白 VitC 細胞間質成分 將細胞粘合起來構成組織,缺乏VitC 羥化酶活性 細胞間質病變 導致壞血病,有人說“沒有維生素C就沒膠原蛋白”,天然的抗氧化劑,人類在不良情緒作用下，如緊張、憤怒、恐懼等情況下，會產(chǎn)生過多的氧自由基，維生素C也可清除。,Section 2Fat-soluble vitamins,Fat-soluble vitamins,Vitamins A,D, E, K S

17、oluble in lipids, but not in aqueous solutions. Important in vision, bone formation, antioxidants and blood clotting. Stored in the body.,Vitamin A（retinol）視黃醇,Is needed for retinol (vision); synthesis of RNA 維生素A又稱抗干眼病維生素。天然的維生素A有兩種形式: A1及 A2,Vitamin A（retinol）視黃醇,缺乏癥：,Vitamin A（retinol）視黃醇,維生素A是視覺

18、細胞內(nèi)感受弱光的物質 視紫紅質的組成成分,Vitamin D,Is synthesized in skin exposed to sunlight “陽光維生素” 主要包括 D2（麥角鈣化醇ergocalcilferol）及 D3（膽鈣化醇 cholecalcifeol）。,Vitamin D,Sources are sunlight, cod liver oil, eggs and enriched milk.,Vitamin E,Is an antioxidant in cells. May prevent the oxidation of unsaturated fatty acids.

19、 植物油中含量最為豐富。,Function of Vitamin E,較少進食富含維生素E的食物者，如菜油、堅果、黃豆等 吸煙者 常吃煎炸食物者 飲酒者 長期日曬者 節(jié)食者 體力支出太大者 居住于污染嚴重地方者,誰特別需要補充維生素E,Vitamin K,Vitamin K1 in plants has a saturated side chain; Vitamin K2 in animals has a long unsaturated side chain; Vitamin K2 is needed for the synthesis of zymogens for blood clott

20、ing.,Vitamin K,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。 維生素K的主要生化作用是維持體內(nèi)的第VII、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,因而使其轉變?yōu)榛钚孕汀?催化這一反應的為-羧化酶，維生素K為該酶的輔助因子。,Vitamin K,Vitamin K,脂溶性 水溶性 維生素 A、D、E、K B族、C 吸收 需脂肪和膽蛋白幫助 易吸收 儲存 體內(nèi)可大量儲存 僅有少量儲存 毒性 過量可致中毒 過量從尿中排出 補充 不需

21、每天補充 需每天補充 缺乏癥 緩慢出現(xiàn) 較快出現(xiàn),補充： 科學合理膳食，了解食物中維生素的變化，盡可能多地保留維生素,維生素在食品加工時損失的情況 一、清洗與整理 二、燙漂與瀝濾 三、冷凍 四、脫水 五、加熱 六、食品添加劑 七、輻射 八、包裝、貯存和碾磨,（一）維生素在食品加工中的變化,1、成熟度： 果實在不同成熟期VC含量不同。一般蔬菜成熟度越高，VC含量越高，而番茄卻相反。,成熟度對番茄中VC含量的影響,2、不同部位： 植物性食物的不同部位其維生素含量不同。一般根部含量最低，其次是果實和莖，葉中維生素含量最高。 果實表皮含維生素最高，從表層向核心，含量逐步降低。,3、采后與宰后處理的影響： 食物原料從收獲或屠宰到加工前的時間內(nèi)，維生素含量會發(fā)生很大變化。 許多維生素是酶的輔助因素，采后可能被細胞內(nèi)源性酶降解，如豌豆收獲30min后，維生素含量就有所降低； 新鮮蔬菜由于操作不當造成維生素的損失，如室溫下放置24h，VC就會損失，如采后立即冷藏，維生素氧化酶被抑制，損失就減少； 植物食品加工前，一般經(jīng)過修整或細分處理，如蘋果削皮、堿液浸泡脫皮、摘除蔬菜葉、莖等，會造成維生素的大量損失。,4、加工程度： 浸提、切碎、研磨等都會造成維生素的損失，而且加工程度不同，損失量也不同。 小麥磨碎成面粉后，維生素含量與完整麥