2022第六章维生素和辅酶

6.1 6.1 维生素的概念和分类维生素的概念和分类发现记发现记(1906年英国年英国-Nobel)纯化饲料纯化饲料矿物质、矿物质、蛋白质、蛋白质、脂肪、糖脂肪、糖极微量牛奶极微量牛奶牛奶中存在需要量极少，但生存必需的食物辅助因子维生素动物合成某些动物合成某些维生素的功能维生素的功能退化，必须依退化，必须依靠植物和微生靠植物和微生物提供，一旦物提供，一旦缺乏：缺乏：病病/死死16世纪，意大利伟大的航海家哥伦布 大西洋船员坏血病患病船员荒岛存活柠檬汁1405年 郑和下西洋无坏血病记录豆子豆芽糙米绿茶 维生素是维持机体正常生命活动不可缺少维生素是维持机体正常生命活动不可缺少的一类的一类小分子小分子有机化合物。有机化合物。这类物质在机体内不能合成，或合成的量这类物质在机体内不能合成，或合成的量不能满足机体的需要，故不能满足机体的需要，故必须从食物中摄必须从食物中摄取。取。维生素维生素生理功能生理功能对物质代谢过程起着重要的对物质代谢过程起着重要的调节作用调节作用。机体。机体缺少某中维生素时，可使物质代谢过程发生缺少某中维生素时，可使物质代谢过程发生障碍，因而使生物不能正常生长，以至发生障碍，因而使生物不能正常生长，以至发生不同的维生素缺乏病。不同的维生素缺乏病。维生素对物质代谢过程很重要，维生素对物质代谢过程很重要，因为多数的因为多数的维生素作为维生素作为辅酶或辅基辅酶或辅基的组成成分，参与体的组成成分，参与体内的代谢过程。内的代谢过程。维生素按溶解性质将其分为维生素按溶解性质将其分为脂溶性脂溶性和和水溶性水溶性两大类。两大类。维生素的分类维生素的分类 脂溶性维生素：脂溶性维生素：维生素维生素A、维生素、维生素D、维生、维生 素素E、维生素、维生素K等。等。水溶性维生素：水溶性维生素：维生素维生素B1、维生素、维生素B2、维生、维生素素PP、维生素、维生素B6、泛酸、生物素、叶酸、维、泛酸、生物素、叶酸、维生素生素B12和维生素和维生素C等。等。6.2 6.2 脂溶性维生素脂溶性维生素脂溶性维生素脂溶性维生素维生素维生素A,D,E,KA,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶于水，在均溶于脂类溶剂，不溶于水，在食物中通常与脂肪一起存在，吸收它们，需要食物中通常与脂肪一起存在，吸收它们，需要脂肪和胆汁酸脂肪和胆汁酸。维生素维生素A维生素维生素A分分A1,A2两种，是两种，是不饱和一元醇不饱和一元醇类。维类。维生素生素A1又称为视黄醇，又称为视黄醇，A2称为脱氢视黄醇。称为脱氢视黄醇。-胡萝卜素是维生素A的前体,故称其为维生素A原。CH2OHCH2OHA1A2视黄醛的醛基可与视蛋白内赖氨酸的视黄醛的醛基可与视蛋白内赖氨酸的-氨基通过氨基通过形成形成Schiff碱而结合成碱而结合成视紫红质视紫红质。人视网膜的视。人视网膜的视杆细胞中含有视紫红质杆细胞中含有视紫红质,它可在傍晚或暗处视物时它可在傍晚或暗处视物时起作用。视觉过程中维生素起作用。视觉过程中维生素A的变化见图。的变化见图。富含维生素A的食物鱼肝油、动物肝脏、胡萝卜、蔬菜、蛋类、牛奶、奶制品、奶油、水果维生素维生素D维生素维生素D D又称抗佝偻病维生素。有几种又称抗佝偻病维生素。有几种,均为类均为类固醇衍生物固醇衍生物,其中以其中以D D2 2和和D D3 3结构相似结构相似,D,D2 2比比D D3 3仅多仅多一个甲基和一个双键。其中一个甲基和一个双键。其中D2,D3D2,D3活性最高。活性最高。HOR维生素D的主要功能：调节钙,磷代谢,维持血液中钙和磷浓度正常,促使骨骼正常发育。维生素D的来源：人可从动物性食物(肝,奶,蛋黄)中摄取维生素D3，不足需要。人体内可由胆固醇转变成7-脱氢胆固醇,再经日光或紫外线照射后转变为维生素D3。植物性食物中所含的麦角固醇也可经紫外线照射后转变为维生素D2。麦角固醇7-脱氢胆固醇22-双氢麦角固醇7-脱氢谷固醇维生素D2维生素D3维生素D4维生素D5维生素D在体内的活性形式是1,25-二羟基胆钙化(甾)醇,简写为1，25-（OH）2D3。维生素D3促进Ca2+的吸收：由维生素D3在肝脏被羟基化为25-OHD3后运至肾脏再被羟基化为1，25-(OH)2D3，其进入肠后促进Ca2+的运输，进入骨时有钙的吸收和沉积。维生素维生素E又叫做生育酚，目前发现的有又叫做生育酚，目前发现的有8种，其中种，其中，四种有生理活性。四种有生理活性。-生育酚效价最高。其结构如下：生物功能：1、维生素E具有抗氧化剂的功能，可使细胞膜上不饱和脂肪酸免于氧化而破坏。2、维生素E还可以保护巯基不被氧化，而保持某些酶的活性。3、维生素E有抗衰老、防治肿瘤等作用。维生素E主要存在于植物性食品中，在棉子油、玉米油、花生油、芝麻油及菠菜、莴苣叶、甘薯等食物中含量较多。维生素维生素K具有促进凝血的功能，故又称凝血维生素具有促进凝血的功能，故又称凝血维生素，维，维生素生素K有有3种，种，K1,K2,K3。其中。其中K3是人工合成是人工合成的。的。K是是2-甲基萘醌的衍生物甲基萘醌的衍生物。维生素维生素K的主的主要生理功能是要生理功能是促进肝脏合成促进肝脏合成凝血酶原凝血酶原，调，调节凝血因子节凝血因子、的合成，的合成，因而促进血液因而促进血液凝固。凝固。式中维生素K（H2）代表维K的还原形式，维生素K（O）代表维生素K的环氧化物形式。2、维生素K还可能作为电子传递体系的一部分，参与氧化磷酸化过程。生物功能：1、维生素K作为辅因子。6.3 6.3 水溶性维生素水溶性维生素一、维生素一、维生素B族族维生素维生素B1的化学结构含有的化学结构含有嘧啶环和噻唑嘧啶环和噻唑环。环。1.维生素维生素B1（硫胺素）（硫胺素）维生素维生素B1在体内经硫胺素激酶催化，在体内经硫胺素激酶催化，可与可与ATP作用转作用转变成焦磷酸硫胺素（变成焦磷酸硫胺素（TPP）。）。氧化脱羧反应的辅酶，氧化脱羧反应的辅酶，所以又称为羧化辅酶。所以又称为羧化辅酶。维生素维生素B1与糖代谢有密切关系。与糖代谢有密切关系。当维生素当维生素B1缺乏时易得缺乏时易得脚气病脚气病。脚气病是因维生素B1严重缺乏而引起的多发性神经炎。因丙酮酸脱羧作用受阻，组织和血液中的乳酸大增，湿性脚气病还伴有下腿水肿。这些症状主要是由于缺少维生素B1，不能形成足够的焦磷酸硫胺素，糖的分解代谢受阻所引起的。2.维生素维生素B2（核黄素）（核黄素）维生素维生素B2是一种含有是一种含有核糖醇基核糖醇基的黄色物质，的黄色物质，故又称核黄素。故又称核黄素。核糖醇基核糖醇基异咯嗪异咯嗪 在生物体内VB2以黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的形式存在。FMN和和FAD是多种氧化还原酶（黄素蛋白）是多种氧化还原酶（黄素蛋白）的辅基，一般与酶蛋白结合较紧，不易分的辅基，一般与酶蛋白结合较紧，不易分开。开。FMN和FAD是氢的载体 在生物氧化过程中，FMN和FAD通过分子中异咯嗪环上的1位和10位氮原子的加氢和脱氢、把氢从底物传递给受体。式中R表示FMN或FAD分子的其余部分.维生素维生素(B3)-泛酸是由泛酸是由，-二羟基二羟基-二甲基丁酸和一分子二甲基丁酸和一分子-丙氨酸缩合丙氨酸缩合而成而成。3.维生素维生素B3（泛酸、遍多酸）（泛酸、遍多酸）CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2COHCOOHO辅酶辅酶A A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它的前体是维生素它的前体是维生素(B3)(B3)泛酸（泛酸（+ATP+ATP）。）。功能：功能：是传递酰基，是形成代谢中间是传递酰基，是形成代谢中间产物的重要辅酶产物的重要辅酶CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2CNHCH2CH2SHOOOOHPOOHHONNNH2NNOPOOOHPOOOHCH24.维生素维生素PP包括尼克酸（又称包括尼克酸（又称烟酸烟酸）和尼克酰胺（又称）和尼克酰胺（又称烟烟酰胺酰胺）。）。NCOOHNCONH2NAD+(烟酰胺烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶I)和和NADP+(烟酰胺烟酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸腺嘌呤磷酸二核苷酸,又称为辅酶又称为辅酶II)是是维生素烟酰胺的衍生物维生素烟酰胺的衍生物.生物功能：1、NAD和NADP是多种脱氢酶的辅酶。2、NAD和NADP在代谢反应中起递氢作用。例如：5.维生素维生素B6(吡多素吡多素)包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺在体内这三种物质可以互相转化。维生素B6在体内经磷酸化作用转变为相应的磷酸酯，它们之间也可相互转变。VB6是氨基酸转氨作用、脱羧作用和消旋作用的辅酶。在转氨酶的催化下、磷酸吡哆醛可作为氨基的载体，参与氨基酸和酮酸的转氨作用。以上反应所产生的磷酸吡哆胺，在另一酮酸存在时，按上式的逆反应，又形成磷酸吡哆醛。总反应：总反应：磷酸吡哆醛还催化氨基酸脱羧作用和消旋作用。6.维生素维生素B7(生物素生物素)HNNHCOCHH2CS(CH2)4COOH尿素部分尿素部分硫戊环烷部分硫戊环烷部分C5酸根部分酸根部分生物素的功能是作为生物素的功能是作为COCO2 2的递的递体体，在生物合成中起传递和固在生物合成中起传递和固定定COCO2 2的作用的作用。7.叶酸和叶酸辅酶叶酸和叶酸辅酶 叶酸是由蝶呤啶,对氨基苯甲酸与L-谷氨酸连接而成。作为辅酶的是叶酸加氢的还原产物5,6,7,8四氢叶酸(THFA或FH4)。四氢叶酸的生物功能：四氢叶酸是转一碳基团酶系的辅酶,可参与多种反应。它是甲基,亚甲基，甲酰基,次甲基，亚胺甲基等的载体,因而可形成各种四氢叶酸的衍生物。8.维生素维生素B12(钴胺素钴胺素)维生素维生素B12分子中含有分子中含有金属元素钴金属元素钴,故又称钴胺素。故又称钴胺素。其结构非常复杂其结构非常复杂.肝脏（加热、水解后才能吸收。）肝脏（加热、水解后才能吸收。）甲基钴胺素作为辅酶参与转甲基作用。二、维生素二、维生素C(抗坏血酸抗坏血酸)因维生素因维生素C能能防治坏血病防治坏血病,故又称抗坏血酸故又称抗坏血酸 Vc的生理功能的生理功能：（1）通过它本身的氧化和还原在生物氧化过）通过它本身的氧化和还原在生物氧化过程中程中作为氢的载体作为氢的载体。（2）Vc是是脯氨酸羟基化酶的辅酶脯氨酸羟基化酶的辅酶。因为胶原因为胶原蛋白中含有较多的羟脯氨酸蛋白中含有较多的羟脯氨酸,所以抗坏血酸可促进所以抗坏血酸可促进胶原蛋白的合成。胶原蛋白的合成。（3）Vc能使这些酶分子中的能使这些酶分子中的巯基处于巯基处于还原状还原状态态,从而从而维持其催化活性维持其催化活性。硫辛酸硫辛酸 硫辛酸是酵母和微生物等的生长因素，而不是动物必需从食物中取得的维生素；但是硫辛酸是一个辅酶。三、其它三、其它“维生素维生素”与硫辛酰胺有关的两个酶；硫辛酰胺转乙酰酶二氢硫辛酰胺脱氢酶 硫辛酰胺是丙酮酸脱酰氧化过程中的一个传递乙酰基和氢的辅酶。维生素作用总结维生素作用总结维生素均为功能物质，而不是结构物质。维生素均为功能物质，而不是结构物质。