1、第四章 维生素与辅酶,vitamin,学习要点,目的与要求,通过本章学习，要求掌握维生素的定义,维生素A、D、E和K的生理功能和缺乏病。B族维生素和维生素C的生理功能和缺乏病。熟悉维生素缺乏与中毒。了解维生素的分类与命名，维生素的需要量。,一、维生素概论二、脂溶性维生素三、水溶性维生素四、作为辅酶的金属离子,（一）维生素的概念,维生素是参与生物生长发育和代谢必需的一类微量有机物质。这类物质由于体内不能合成或合成量不足，所以需要量虽少，每日mg以ug或计算，但必须由食物提供。维生素缺乏症 维生素的命名,维生素是按照发现的次序来命名的。一般为维生素+A或B等，再加1.2.3等,机体缺乏维生素时，物
2、质代谢发生障碍，这种由于维生素缺乏引起的疾病称维生素缺乏症,维生素原：本来不具有维生素活性,在体内可转化为维生素的物质。,正常成年人对维生素的需求量,VA 0.81.6 mgVB1 12 mgVB2 12 mg泛酸 35 mgVB6 23 mgVPP 1020 mg生物素 0.2 mg叶酸 0.4 mgVB12 26 gVD 1020 gVC 60100 g,维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一类小分子有机物质，不作为组织构成的原料,也不是供能物质。多数维生素作为辅酶和辅基的组成成分，参与体内的物质代谢。,维生素的主要作用,缺乏原因：,1.缺乏必要的科学营养 2.摄入量不足丢失增多 3.
3、需要量增加 4.其他,动物- 由食物供给 植物- 自我合成,（二）维生素的发现,唐代孙思邈用肝治夜盲症，用谷皮治脚气病。1897年荷兰医生C. Eijkman证明米糠可治脚气病。1906年英国的 F. G. Hopkins 发现大鼠喂饲纯化饲料 （包括蛋白质、脂肪、糖类、和矿质）和水，就不能存活；添加微量牛奶就能正常生长。牛奶中存在的营养辅助因素也就是维生素。他们两人因发现维生素而获诺贝尔奖。,（三）维生素的分类与辅酶的关系,维生素 辅酶 功能 1. B1(硫胺素) TPP 醛基转移、 -酮酸脱羧 2. B2(核黄素 ) FMN、FAD 氧化还原反应、 氢转移 3. PP 尼克酸（酰胺） NA
4、D+、NADP+ 氧化还原反应、 氢转移 4. 泛酸（遍多酸） CoASH 酰基转移 5. B6 吡哆醇（醛、酸） 磷酸吡哆醇（醛） 转氨、脱羧、消旋 6. 叶酸 FH4(THFA) 传递一碳基团 7. 生物素 羧化辅酶 8. C（抗坏血酸） 氧化还原作用 9. 硫辛酸 酰基转移、氧化还原反应 10. B12（氰钴氨素） 分子重排、甲基化,主要脂溶性维生素的辅酶形式及主要功能,维生素 辅酶 功能 缺乏症 1. 维生素A 1顺视黄醛 视循环 夜盲症 2. 维生素D ，二羟胆钙甾醇 调节钙、磷代谢 软骨病 佝偻病 3. 维生素E 保护膜脂质，抗氧化剂 4. 维生素K 参与氧化还原反应羧化反应的辅助
5、因子,二、脂溶性维生素,（一）维生素 A（二）维生素 D（三）维生素 E（四）维生素 K,均为异戊二烯衍生物。不溶于水，溶于脂肪及脂溶剂。在食物中与脂肪共存，伴随脂类的吸收而吸收。与脂蛋白或特殊的结合蛋白结合被运输可在体内储存，长期摄入过多会引起中毒。,（一）维生素A（视黄醇）,维生素A分A1, A2两种，是不饱和一元醇类。维生素A1又称为视黄醇，A2称为脱氢视黄醇。其生理活性只有A1 的50%。维生素A原：-胡萝卜素,结构,视紫红质蛋白,功能,1.组成视觉细胞内的感光物质视紫红质2.维持上皮细胞完整3.促进生长发育。4.抑制癌变,来源和缺乏症,Al存在于哺乳类动物和海水鱼的肝中；A2主要存在
6、淡水鱼的肝中。维生素A的活性形式包括视黄醇、视黄醛和视黄酸。缺乏症 ：夜盲症、干眼病、皮肤干燥等,（二）维生素D（抗佝偻病维生素）,维生素D是固醇类化合物，主要有D2,D3, D4, D5。其中D2（麦角钙化醇）、D3 （胆钙化醇）活性最高。D3的活性形式为 1, 25- (OH)2-VitD3VitD2,生化作用,VitD3作用于小肠粘膜、肾及肾小管，促进钙磷吸收，提高血钙、血磷的浓度，有利于新骨的形成、钙化。能诱导钙结合蛋白（CaBP）的合成和促进Ca-ATP酶的活性，有利于钙的吸收。也能促进磷的吸收；促进钙盐的更新和新骨的形成；促进肾小管细胞的钙、磷的重吸收，减少从尿中排出。,来源和缺乏
7、症,维生素 D 主要含于肝奶和蛋黄中，以鱼肝油含量最为丰富。缺乏症：成人 骨软化病儿童 佝偻病,（三）维生素E（生育酚）,目前发现的有6种，其中，四种有生理活性。-生育酚生理活性最高， -生育酚抗氧化作用最强。生化作用：1. 抗氧化作用2. 维持生殖机能3. 促进血红素代谢,结构,-生育酚,1-生育三烯酚,来源和缺乏症,维生素E主要存在于植物油中，以麦胚油、豆油、玉米油中含量最多。 动物缺乏维生素E时其生殖器官受损甚至不育，人类尚未发现因缺乏维生素E 而导致不育。临床上用于习惯性流产和先兆流产的防治。,（四）维生素K （凝血维生素）,维生素K是2-甲基萘醌的衍生物。天然形式：K1、K2， 人工
8、合成：K3、K4。 1. 生化作用 维持体内凝血因子、 、 和的正常水平，参与凝血作用 2. 缺乏表现: 易出血,结构,来源和缺乏症,肝、鱼、肉、蔬菜等都富含Vit K。 缺乏维生素K时，凝血时间延长，严重时发生皮下、肌肉和胃肠道出血。,四、水溶性维生素,（一）维生素B1和硫胺素焦磷酸 （二）维生素B2和黄素辅酶（三）维生素PP和烟酰胺辅酶（四）泛酸和辅酶A（五）维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺（六）维生素B12及其辅酶（七）生物素（八）叶酸和四氢叶酸（九）硫辛酸（十）维生素C,溶于水，通常是辅酶和辅基的成分。体内很少储存，不会发生中毒。必须经常从食物中摄取。,（一）维生素B1和硫胺素焦磷酸
9、,维生素B1又名硫胺素(thiamine),来源和缺乏症,主要存在于种子外皮及胚芽中，米糠、麦麸、黄豆、瘦肉等含量丰富。缺乏时表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿。俗称脚气病。,辅酶,体内辅酶形式为焦磷酸硫胺素(TPP),功能,1.TPP是-酮酸脱氢酶系的辅酶，参与-酮酸氧化脱羧。 2.TPP是转酮醇酶的辅酶，参与磷酸戊糖途径。3.抑制胆碱酯酶4. TPP riboswitch,（二）维生素B2和黄素辅酶,又名核黄素，核黄素(维生素B2)由核糖醇和6，7-二甲基异咯嗪两部分组成。,来源和缺乏症,存在于酵母、肝脏、肾、蛋黄、奶和大豆中含量 丰富，所有植物和很多微生物都能合成
10、核黄素。缺 乏可引起眼睑炎、唇炎、角炎、舌炎和阴囊炎等。体内许多辅酶类的组成成分， 是蛋白质、糖、脂肪酸代谢和能 量利用与组成所必需的物质。 能促进生长发育，保护眼睛、 皮肤的健康 。,辅酶形式,黄素单核苷酸（FMN） 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）FMN和FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起递氢体的作用。其分子中异咯嗪环上第1及第10位氮原子与活泼的双键相连，可反复接受或放出氢，具有可逆的氧化还原特性。,结构,（三）维生素PP（B3）和烟酰胺辅酶,又称抗癞皮病维生素，包括尼克酸(又称烟酸)和尼克酰胺(又称烟酰胺)，二者在体内可相互转变。,来源和缺乏症,维生素PP广泛存在于自然界，以酵母、花生、
11、谷物、豆类、肉类和动物肝脏含量丰富，体内色氨酸可以转变为维生素PP。能维持神经组织的健康。缺乏时表现出神经营养障碍，出现皮炎（癞皮病），亦可用作血扩张药，大量用作食品饲料的添加剂。作为医药中间体。,辅酶形式,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)辅酶I尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)-辅酶II体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。,（四）泛酸维生素（B5）和辅酶A,泛酸是由，-二羟基-二甲基丁酸和一分子- 丙氨酸缩合而成。,来源和缺乏症,泛酸在酵母、肝、肾、蛋小麦、米糠、花生、豌豆中含量丰富，在蜂王浆中含量最多。很少有缺乏病。 参加体内能量的制造，是大脑和神经
12、必需的营养物质。有助于减轻过敏症状；有助于体内抗压力的分泌；有助于伤口痊愈；可以保持皮肤和头发的健康。,辅酶结构,体内活性形式为 辅酶A(CoA) 酰基载体蛋白(ACP),功能,辅酶A及酰基载体蛋白是酰基转移酶的辅酶，起转移酰基的作用，其分子中的巯基（-HS）是酰基结合的部位。广泛参与糖、脂类、蛋白质代谢及肝的生物转化作用。,（五）维生素B6和 磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺,维生素B6是吡啶的衍生物，又称吡哆素。不耐高温。包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺。其磷酸化形式是氨基酸代谢过程的辅酶，,B6在酵母菌、肝脏、谷粒、肉、鱼、蛋、豆类及花生中含量较多。谷类外皮含量优为丰富，肠道细菌可以合成。维生素B6为人
13、体内某些辅酶的组成成分，人类很少发生缺乏症。参与多种代谢反应，尤其是和氨基酸代谢有密切关系。临床上应用维生素B6制剂防治妊娠呕吐和放射病呕吐。,来源和缺乏症,辅酶形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。,功能,磷酸吡哆醛是转氨酶和氨基酸脱羧酶的辅酶，参与氨基酸代谢 。是-氨基-酮戊酸（ALA）合酶的辅酶，此酶是血红素合成的限速酶。,（六）维生素B12及其辅酶,维生素B12又称为钴胺素。是唯一含金属元素(钴)的维生素，又称钴胺素。分子中与Co+相连的CN基被5-脱氧腺苷所取代，形成维生素B12辅酶。,来源和缺乏症,维生素B12广泛来源于动物性食品，特别是在肉类和肝脏中含量丰富。人和动物肠道都能合成，一般无
14、缺乏症。植物不含有。缺乏病：DNA合成障碍，影响细胞分裂不能分化成红细胞。表现为巨幼红细胞贫血，神经疾患。,结构,R：-CH3甲基钴胺素 R：5-脱氧腺苷5-脱氧腺苷钴胺素,功能,甲基钴胺素（CH3-B12）是甲基转移酶的辅酶，通过增加FH4的利用率参与一碳单位的代谢。 5-脱氧腺苷钴胺素是L-甲基丙二酸单酰CoA变位酶的辅酶，催化琥珀酰4-磷酸泛酰巯基乙胺CoA的生成。,（七）生物素（维生素H）,生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种B族维生素。,来源和缺乏症,生物素来源广泛，在肝、肾、蛋黄、酵母和谷物中都有，人体肠道细菌又能合成，很少出现缺乏症。大量食用抗生素和生鸡蛋清可引起生物素缺乏。因为
15、生鸡蛋清含有抗生物素蛋白，它与生物素结合成无活性又不易消化的物质，鸡蛋加热后这种蛋白质被破坏。,生物素辅酶,多种羧化酶的辅酶起CO2载体的作用重要的羧化酶：乙酰CoA羧化酶丙酰CoA羧化酶丙酮酸羧化酶,（八）叶酸（VB11)和四氢叶酸（FH4或HFA）,叶酸又称蝶酰谷氨酸由蝶呤啶、对氨基苯甲酸和谷氨酸结合而成。叶酸的活性形式四氢叶酸（FH4）,来源和缺乏症,叶酸广泛存在于肝、酵母和蔬菜中，人类肠道细菌也可合成叶酸，故一般不发生缺乏症。叶酸缺乏时DNA合成受到抑制，骨髓巨红细胞DNA合成减少，细胞分裂速度降低，细胞体积较大，细胞核内染色质疏松，称巨红细胞，这种红细胞大部分在骨髓内成熟前就被破坏，
16、称巨红细胞性贫血。,四氢叶酸,叶酸生化功能、缺乏症,（九）硫辛酸,硫辛酸是少数不属于维生素。类似维他命的辅酶，能消除自由基、是一种存在于线粒体的酵素,硫辛酸在体内经肠道吸收后进入细胞,兼具脂溶性与水溶性的特性,因此可以到达任何一个细胞部位,提供人体全面效能，是唯一兼具脂溶性与水溶性的万能抗氧化剂。有两种形式，即硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型）。,-酮酸氧化脱羧的辅酶之一 二氢硫辛酸乙酰转移酶的辅酶 起递氢和转移酰基的作用,（十）维生素C（抗坏血酸）,因能防治坏血病又名抗坏血酸。维生素C是一种6个碳原子的酸性多羟基化合物，分子中C-2和C-3位两个相邻的烯醇式羟基易解离而释放H+，所以维生
17、素C虽无羧基，但有酸性。,来源和缺乏症,维生素C广泛存在于动物和植物界,仅有部分脊椎动物如:人类及其他灵长目动物、豚鼠、一些鸟类和某些鱼类不能合成。主要原因是这些动物的肝脏缺乏L-古洛糖-内酯氧化酶，因此不能合成抗坏血酸。参与氧化还原反应，参与体内羟化应，促进胶原蛋白的合成，促进铁的吸收。缺乏症：坏血病,功能,治疗坏血病 胶原蛋白的合成 牙龈萎缩、出血 预防动脉硬化 抗氧化剂 治疗贫血 防癌 提高人体的免疫力,五、作为辅酶的金属离子,（一）概论（二）金属酶与金属激活酶类（三）含铁酶类（四）含铜酶类（五）含锌酶类（六）其他金属酶类,（一）概论,1. 作为微量元素构成一些酶的必需成分参与酶的催化反
18、应2.稳定酶的构象。 3.参与催化反应，传递电子。 4.在酶与底物间起桥梁作用。发现最多有铁金属酶类、铜金属酶类和锌金属酶类。,（二）金属酶与金属激活酶类,一种结合金属的酶，以一个或几个金属离子作为辅因子。位活性中心。金属离子可能直接参加催化作用或是对保持酶的活性构象起稳定作用。 如羧基肽酶（Zn）、谷胱甘肽过氧化物酶(Se)、碱性磷酸酶(Mg)、细胞色素C等,金属激活酶,一种保留一个或多个金属离子于其结合基团的表面并保持平衡的酶。这些金属离子的解离会使酶活性丧失。在金属激活酶中，它们松散地结合，但金属离子却是酶活性的激活剂。如丙酮酸羧化酶可被Mn2+激活，柠檬酸合酶可被K+激活等,（三）含铁酶类,（四）含铜酶类,（五）含锌酶类,From Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii Active With Mn （1AR4）,Fe-Sod From Aquifex Pyrophilus, A Hyperthermophilic Bacterium （1COJ ）,Human Erythrocyte Catalase(1DGB),
