5.第五章 维生素与辅酶

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,维生素与辅酶,vitamin,维生素是维持正常代谢所必须的微量有机分子，许多维生素的生物功能是通过组成,辅酶,调节物质代谢。学习本节内容要求,: 1.,了解维生素的概念和类别。,2.,着重掌握维生素参加组成的重要,辅酶的名称、代号和功能，以及辅酶分子的活性基团与维生素的关系。,3.,掌握缺乏维生素时所引起的缺乏症。,学习指导,维生素概述,维生素,是指一类维持细胞正常功能所必需的，但在动物体内,不能自身合成或合成不足，而必须由饲料（食物）供给的小分子有机化合物,。,如果缺乏会患特异缺乏症，它不作为能量物质，也不能作为机体的构成物质。,Vit,特点,对维持机体的正常生长、发育、繁殖是必需的。, 作为酶的辅酶或辅基的组分。, 机体需要微量，供应不足时，将出现代谢障碍和特定的临床症状。, 机体不能合成或合成量不足，必须从饲料（食物）中摄取，肠道微生物也可以合成一部分。, 在机体内有一定的储备，缺乏症出现的时间与储量及需要量有关。,维生素可按其溶解性的不同分为,脂溶性维生素和水溶性维生素,两大类。,脂溶性维生素,有,VitA,、,VitD,、,VitE,和,VitK,四种。,水溶性维生素有,VitB,1,.,VitB,2,，,VitPP,，,VitB,6,，,VitB,12,，,VitC,，,泛酸，生物素，叶酸等。,维生素分类,第一节 水溶性维生素,一、,硫胺素,V,B1,二、,核黄素,V,B2,三、,维生素,B,3,四、,维生素,B,5,五、,维生素,B,6,六、,叶酸,七、,维生素,B,12,八、,硫辛酸,九、,辅酶,Q(CoQ,),十、,维生素,C,硫胺素是最早发现的一种维生素。,1897,年,Eijkman,认为脚气病是由于缺乏米糠中的某种成分引起的,1911,年,Funk,从米糠中提取到这种能治疗脚气病的物质,因为它具有胺的性质,称为“,Vitamine,”.,因其结构中含有噻唑环,(,thiazole,),而称为,thiamin,，,又因分子中含有硫和胺，所以称为,硫胺素,。,一、硫胺素,V,B1,1.,活性辅酶形式,和,生理功能,2.,来源,3.,缺乏症,硫胺素与焦磷酸硫胺素的结构,硫胺素,焦磷酸,焦磷酸硫胺素,1.,活性辅酶形式,Vit,B1,在一切活体组织（主要是肝脏）中,可经硫胺素激酶催化与,ATP,作用转化成,焦磷酸硫胺素,（,TPP,），,TPP,是它的活性辅酶形式。,生理功能,TPP,是脱羧酶、丙酮酸脱氢酶系（丙酮酸脱氢酶复合体）和,-,酮戊二酸脱氢酶系（,-,酮戊二酸脱氢酶复合体）的辅酶。,多数天然食物中均含有,V,B1,，,瘦肉、心脏、肝脏、脑、,酵母、蛋类、绿色蔬菜、全谷类、坚果及豆科植物,的含量较为丰富。,动物主要来自谷类及青草饲料。,由于,V,B1,分子中,噻唑环和嘧啶环之间的化学键作用很弱，因此很易破坏,。收获、加工、烹调和贮藏都可造成其损失。如精制稻米和谷类粉由于过渡的碾磨，而使其中的,V,B1,损失殆尽。干燥、高温也能引起,V,B1,的大量损失。,某些食物中含有抗,V,B1,因子。如某些生鱼或海产品，特别是鲤鱼、鲱鱼、虾中含有硫胺化酶，能裂解,V,B1,分子。,2.,来源,3.,缺乏症,临床上出现脚气病或多发性神经炎，肢端疲劳、疼痛和功能性损伤。,1933,年,Kuhn,从牛奶中分离出，其水溶液具有黄绿色荧光，,1935,年,Kuhn,和,Karrer,同时分别合成了该维生素，称为核黄素。,核黄素,(,维生素,B2),由核糖醇和二甲基异咯嗪两部分组成。,二、 核黄素,V,B2,1.,活性辅酶形式,2.,生理功能,3.,来源,4.,缺乏症,1.,结构与活性辅酶形式,有两种氧化还原辅酶形式，即,黄素单核苷酸（,FMN,）,和,黄素腺嘌呤二核苷酸（,FAD,）,2. FMN,和,FAD,生理功能,VitB,2,具有氧化还原性，酶蛋白与,FMN,或,FAD,结合后统称为黄素酶（黄酶），催化脱氢氧化反应，其辅基,FMN,或,FAD,在酶促反应中作为递氢体，参与多种氧化还原反应。,FMN,和,FAD,分别作为各种黄素酶的辅酶或辅基。黄素酶是一种氧化还原酶。,作用部位在异咯嗪环的,N,1,和,N,10,之间有一对活泼的共轭双键，很易发生可逆的加氢或脱氢反应，因此，在氧化反应中，,FMN,和,FAD,起递氢体的作用。,FMN,和,FAD,的递氢部位,3.,核黄素的来源,乳、肝、肾、蛋黄，大豆、米糖、水果和绿色蔬菜，肠道微生物可以合成一部分，动物主要从青草饲料和添加剂中获得。,加工、烹饪和储藏食物过程中,V,B2,有不同程度的损失。精米中大部分丢失。,V,B2,对光十分敏感，牛奶中的损失大多是由于光照造成的，因此宜用深色玻璃瓶来盛装牛奶。由于,V,B2,在碱性溶液中加热极易破坏，因而在加工时应避免使用小苏打等碱性物质。,V,B2,缺乏：口角炎、唇炎、舌炎、阴囊炎、脂溢性皮炎等。,缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。猪被毛倒竖，禽类爪弯曲。,4.,缺乏症,三、 维生素,B,3,泛酸，又称遍多酸，曾被称为,VB,3,，,1919,年发现。泛酸广泛存在于各种食物中，故命名为,“,pantothenic,acid,”,意为,“,无所不在,”,。,泛酸,是由,-,二羟基,-,二甲基丁酸与,-,丙氨酸经肽键连接而成，分子中有酰胺键。,人类食物中广泛存在泛酸，所以缺乏症很少发生。食物加工、烹饪中损失明显。,.,泛酸与,CoA,的结构,泛酸（遍多酸）在体内参与构成,辅酶,A,（,CoA,），,后者的结构成分为,3-,磷酸腺苷,-5-,焦磷酸,-,泛酸,-,巯基乙胺。,CoA,是酰化酶的辅酶，其中的巯基可与酰基以高能硫酯键结合，在糖、脂、蛋白质代谢中起传递酰基的作用。,1.,活性形式,CoASH,四、维生素,B,5,名称，曾用名为抗癞皮病维生素和维生素,PP,，称烟酸、烟酰胺、或尼克酸和尼可酰胺，为吡啶类衍生物。,1.,活性辅酶形式,2.,生理功能,3.,缺乏症及来源,1.,活性辅酶形式,两种氧化还原辅酶形式,：,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸,（,NAD,+,）（,又称辅酶,I,，,CoI,）,和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（,NADP,+,）（,又称辅酶,II,，,CoII,）。,Vpp,：,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（,NAD,+,）,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（,NADP,+,）,OH,若为,OPO,3,2-,则为,NADP,+,在体内，由尼克酰胺参与构成的两种辅酶均有氧化型（,NAD,+,，,NADP,+,）,和,还原型（,NADH+H,+,，,NADPH+H,+,）,两种形式,。它们作为多种脱氢酶的辅酶，在酶促反应中起递氢体的作用。,2.,生理功能,以,NAD,为辅酶的脱氢酶类主要参与呼吸作用，即参与从底物到氧的电子传递作用的中间环节；,而以,NADP,为辅酶的脱氢酶类，主要将分解代谢中间物上的电子转移到生物合成反应中所需要电子的中间物上。,3.,缺乏症及来源,动物肝脏、瘦肉、豆类及花生中含有丰富的烟酸。,人体缺乏烟酸易引起癞皮病。其典型症状是皮炎、腹泻和痴呆。,五、 维生素,B6,V,B6,包括三种吡啶衍生物，,包括,吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺,1.,活性辅酶形式,2.,生理功能,3.,来源,4.,缺乏症,1.,活性辅酶,形式,主要包括,磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。,2.,生理功能,（,1,）,磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺,是转氨酶的辅酶，转氨酶通过磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互转换，起转移氨基的作用；,（,2,）,磷酸吡哆醛是氨基酸脱羧酶的辅酶。,3.,来源,酵母、肝脏、肉、鱼、谷粒、坚果。动物主要以谷类和禾本科植物供给，肠道微生物也可合成一部分。,服用异烟肼治疗结核病的过程中易出现,VB,6,缺乏。另外可用,VB,6,来治疗妊娠呕吐。,4.,缺乏症,1,贫血,2,中枢神经系统障碍，惊厥或抽搐,3,个性改变或人格改变,在菠菜中发现，广泛存在于各种绿叶蔬菜中，,1941,年,Mitchell,将之称为叶酸。,由喋啶、对氨基苯甲酸与,L-,谷氨酸连接，所以又称,喋酰谷氨酸,（,PGA,）,1.,活性形式,2.,缺乏症与来源,六、叶酸,叶酸结构,叶酸的,5,6,7,8,位置在,NADPH,存在下，可被还原成,四氢叶酸,（,FH,4,or THFA,）。,四氢叶酸是体内,一碳单位基团转移酶系统中的辅酶，,其,N,5,和,N,10,原子与一碳单位基团结合，,作为它们的载体，,与嘌呤和嘧啶的合成有关。,1.,活性形式,-,四氢叶酸,四氢叶酸,(FH,4,或,THFA),四氢叶酸是合成酶的辅酶，其前体是叶酸,(,维生素,B,11,),。,四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如,-CH,3, -CH,2,-, -CHO,等的载体，参与多种生物合成过程。,消化系统功能障碍,巨红细胞贫血,胎儿神经管畸形,绿叶、肝、肾、菜花、酵母、牛肉，青草，肠道微生物也能合成一部分,不同食物中叶酸的利用率不同。香蕉最高达,82%,。高温、长时间烹饪会造成叶酸的大量损失,2.,缺乏症与来源,七、 维生素,B,12,Vit,B,12,分子中含金属元素,钴,，故又称为钴胺素。,Vit,B,12,在体内有多种活性形式。,氰钴胺素、,5-,脱氧腺苷钴胺素、,甲基钴胺素,。其中，,5-,脱氧腺苷钴胺素、,甲基钴胺素,是辅酶的主要形式。,深红色晶体。熔点甚高，溶于水，乙醇、丙酮，不溶于氯仿。较稳定。,1.,结构,氰钴胺,素、,5,-,脱氧腺苷钴胺素、,甲基钴胺素,2.,缺乏症与来源,缺乏症,恶性贫血，影响红细胞的成熟,来源,肝脏，奶，肉，蛋，心，肾，植物不,含,VitB,12,，,自然界中只有微生物才能合成,VitB,12,。,VitB,12,的吸收需要胃粘膜合成的一种特殊蛋白,内因子,的协助，因此患胃病会妨碍它的吸收。,八、硫辛酸,传递氢原子,.,九、,辅酶,Q(CoQ,),辅酶,Q,又称为泛醌，广泛存在与动物和细菌的线粒体中，其结构为：,辅酶,Q,的活性部分是它的醌环结构，主要功能是作为线粒体呼吸链氧化,-,还原酶的辅酶，在酶与底物分子之间传递电子。,十,.,维生素,C,又称抗坏血酸，是酸性已糖衍生物，是烯醇式的己糖内酯，有,D-,、,L-,两种异构体，只有,L-,型有生理功能，还原型生物活性 。,无色晶体，熔点,190-192,，味酸，溶于水和乙醇，不耐热，易被光及空气氧化。,1.,结构,还原型,氧化型,2.,功能,作为羟化酶的辅酶,促进各种支持组织及细胞间粘着,有抗氧化作用,增强机体抗病力及解毒力,促进造血作用,3.,缺乏症与来源,缺乏症,毛细血管脆性增大，患坏血病，牙龈出血等,来源,新鲜水果（橙类，橘子等）， 蔬菜，番茄等，动物主要来自青贮,第二节 脂溶性维生素,维生素,A,D,E,K,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，需要脂肪和胆汁酸。,一、 维生素,A,维生素,A,指视黄醇,包括,A1,和,A2,，,有醇和醛两种形式，通常以视黄醇酯的形式存在，视黄醇与视黄醛之间可以相互转变。视黄醛能被氧化为视黄酸，并排出体外。,Vit,A1,、,A2,为含,-,白芷酮环的不饱和一元醇，环的支链由,2,个异戊二烯和一个甲醇基所组成，是一个,C9,的一元不饱和醇。,Vit,A2,是,Vit,A1,的,3,，,4-,脱氢衍生物，区别是,VitA2,在白芷酮环内,C-3,、,C-4,之间多一个双键。,1.,结构,2.,维生素,A,原及转变,-,胡萝卜素是,VitA2,的前体，故称,VitA,原。其结构中含有两个白芷酮环和一个,C18,不饱和支链。它在小肠粘膜中由,-,胡萝卜素,-15,，,15,-,二加氧酶催化，断裂为两分子的视黄醛，然后再还原为视黄醇，但,-,胡萝卜素在体内利用率很低。,维生素,A,原还有,-,胡萝卜素、,-,胡萝卜素、类胡萝卜素，玉米黄素等。,3.,功能,维持上皮组织的健康及正常视觉,VitA,与上皮组织结构的关系是维持上皮组织结构完整的必需因素，有预防眼结膜、泪腺、鼻腔、汗腺黏膜变质、干燥及角质化的功能,VitA,与正常视觉关系,合成视紫红质的原料,促进生长发育,4.,来源与缺乏症,来源,VitA,-,存在于动物性食物中，鱼肝油含量较多,VitA1,咸水鱼肝脏含,A1,；,Vit,A2,淡水鱼肝脏,植物性食物中不含,VitA,，,仅含,-,胡萝卜素和其他维生素原。,动物主要由青贮中摄取类胡萝卜素、玉米黄素等。,缺乏症,引起视觉障碍，患夜盲症,粘膜角质化，患干眼病，生殖障碍,二、维生素,D,VitD,又称抗软骨病维生素，包括,D2,、,D3,、,D4,、,D5,，,是环戊烷多羟菲的衍生物，,其中,D2,D3,活性最高。,1.,维生素,D,原,动植物组织含有可以转化,为,VitD,的固醇类物质，称为维生素,D,原，在紫外线照射下可转化为维生素,D,。,2.,维生素,D,的结构,在,生物体内，,D2,和,D3,本身不具有生物活性。它们在肝脏和肾脏中进行羟化后，形成,1,，,25-,二羟基维生素,D,。,其中,1,，,25-,二羟基维生素,D3,是生物活性最强的。它能促进肠道对钙、磷的吸收，有利于骨骼的钙化。,3.,来源与缺乏症,VitD,是类固醇物质，不能人工合成。植物体内不含,VitD,，,但含有麦角固醇。动物体含有,VitD,，,其中以鱼肝油中的含量最丰富，另外蛋黄，牛奶，肝，肾，皮肤都含有,VitD,。,（,用紫外光照射,VitD,原制造,VitD,，,波长与照射时限必须适当，过度照射，会产生有毒物质。）,儿童：佝偻病；成年：软骨病；老年：骨质疏松病,三、维生素,E,又叫生育酚，目前发现的有,6,种，其中,，四种有生理活性。,VitE,淡黄色的无臭无味油状物，不溶于水而溶于有机溶剂，不被酸、碱及热破坏，极易氧化，对白光稳定，易被紫外光破坏。由于,VitE,极易被氧化，有首先代替其他物质被氧化的作用，故可用作抗氧化剂。,功能与来源,功能,1,与动物生殖有关；,2,对维持骨骼肌、心肌、平滑肌和周围血管的正常功能很重要，可防止有关肌肉萎缩；,3,抗衰老作用。,VitE,有强抗氧化作用，能保护不饱和脂肪酸，使其不被氧化成脂褐素，从而维持细胞膜的完整和功能。,来源,分布广，以动植物油，尤其是麦胚油，玉米油，花生油及棉子油含量较多，蛋黄，牛奶，水果等中也含有。植物绿叶中富含,VitE,，动物不能合成，动物需从食物中取得。,功能与来源,四、维生素,K,维生素,K,有,3,种，,K,1,K,2,K,3,。,其中,K,3,是人工合成的。维生素,K,是,2-,甲基萘醌的衍生物。,性质,K,1,为黄色油状物，,K,2,为黄色晶体，,K,1,、,K,2,、,K,3,溶于有机溶剂，不溶于水，耐热，易被光破坏。,功能,促进血液凝固。它是促进肝脏合成凝血酶原的重要因素，依赖,VitK,的因子有：,凝血酶原,转变加速因子前体,血浆凝血酶激酶组分,IX,司徒氏因子,X,来源：猪肝，苜蓿，菜花，菠菜。肠道微生物还可合成一部分。,