維生素與輔酶5PPT課件

1、維生素的定義維生素的定義 維生素是機體維持正常生命活動所必不可少的一類有機物質(zhì)。維生素是機體維持正常生命活動所必不可少的一類有機物質(zhì)。 維生素一般習(xí)慣分為脂溶性和水溶性兩大類。其中脂溶性維生素在體內(nèi)可維生素一般習(xí)慣分為脂溶性和水溶性兩大類。其中脂溶性維生素在體內(nèi)可直接參與代謝的調(diào)節(jié)作用，而水溶性維生素是通過轉(zhuǎn)變成輔酶對代謝起調(diào)直接參與代謝的調(diào)節(jié)作用，而水溶性維生素是通過轉(zhuǎn)變成輔酶對代謝起調(diào)節(jié)作用。節(jié)作用。第1頁/共30頁輔酶輔酶coenzymecoenzyme和金屬離子和金屬離子 根據(jù)酶的組成情況，可以將酶分為兩大類：根據(jù)酶的組成情況，可以將酶分為兩大類： 單純蛋白酶：它們的組成為單一蛋白質(zhì)單

2、純蛋白酶：它們的組成為單一蛋白質(zhì). . 結(jié)合蛋白酶：某些酶，例如氧化結(jié)合蛋白酶：某些酶，例如氧化- -還原酶等，還原酶等，其分子中除了蛋白質(zhì)外，還含有非蛋白組分其分子中除了蛋白質(zhì)外，還含有非蛋白組分. . 結(jié)合蛋白酶的蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白，非蛋結(jié)合蛋白酶的蛋白質(zhì)部分稱為酶蛋白，非蛋白質(zhì)部分包括輔酶及金屬離子白質(zhì)部分包括輔酶及金屬離子( (或輔因子或輔因子cofactor)cofactor)。 酶蛋白與輔助成分組成的完整分子稱為全酶。酶蛋白與輔助成分組成的完整分子稱為全酶。單純的酶蛋白無催化功能單純的酶蛋白無催化功能. .第2頁/共30頁一、水溶性維生素與輔酶一、水溶性維生素與輔酶 某些小分子有

3、機化合物與酶蛋白結(jié)合在一起并某些小分子有機化合物與酶蛋白結(jié)合在一起并協(xié)同實施催化作用，這類分子被稱為輔酶（或協(xié)同實施催化作用，這類分子被稱為輔酶（或輔基）。輔基）。 輔酶是一類具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的化合物。輔酶是一類具有特殊化學(xué)結(jié)構(gòu)和功能的化合物。參與的酶促反應(yīng)主要為氧化參與的酶促反應(yīng)主要為氧化- -還原反應(yīng)或基團轉(zhuǎn)還原反應(yīng)或基團轉(zhuǎn)移反應(yīng)。移反應(yīng)。 大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性大多數(shù)輔酶的前體主要是水溶性 B B 族維生素。族維生素。許多維生素的生理功能與輔酶的作用密切相關(guān)。許多維生素的生理功能與輔酶的作用密切相關(guān)。第3頁/共30頁(1) (1) 維生素PPPP 菸酸和菸酰胺，在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)檩o

4、酶菸酸和菸酰胺，在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)檩o酶I I和輔酶和輔酶IIII。 能維持神經(jīng)組織的健康。缺乏時表現(xiàn)出神經(jīng)營養(yǎng)障礙，出現(xiàn)皮炎。能維持神經(jīng)組織的健康。缺乏時表現(xiàn)出神經(jīng)營養(yǎng)障礙，出現(xiàn)皮炎。一、水溶性維生素與輔酶一、水溶性維生素與輔酶NCOOHNCONH2第4頁/共30頁(1) (1) 維生素PPPP和NADNAD+ + 和NADPNADP+ + NADNAD+ + ( (煙酰胺- -腺嘌呤二核苷酸，又稱為輔酶I) I) 和NADPNADP+ +( (煙酰胺- -腺嘌呤磷酸二核苷酸, ,又稱為輔酶II )II )是維生素?zé)燉０返难苌铮琌CH2OPOPOCH2OHOHO OO-O-N+CONH2OOHOH

5、(OPO3H2)NNNH2NN一、水溶性維生素與輔酶一、水溶性維生素與輔酶功能：功能：是多種重要脫氫酶的輔酶。第5頁/共30頁(2)(2)核黃素（VB2)VB2) 核黃素核黃素( (維生素維生素B2)B2)由核糖醇和由核糖醇和6 6，7-7-二甲基異咯嗪二甲基異咯嗪兩部分組成。兩部分組成。 缺乏時組織呼吸減弱，代謝強度降低。主要癥狀為缺乏時組織呼吸減弱，代謝強度降低。主要癥狀為口腔發(fā)炎，舌炎、角膜炎、皮炎等?？谇话l(fā)炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。一、水溶性維生素與輔酶一、水溶性維生素與輔酶NCCNHNNOOCH2CHCHCHCH2OPOHOHOHOHOOHCH3CH3第6頁/共30頁(2)(2)核黃

6、素和 FADFAD和FMNFMN FAD(FAD(黃素黃素- -腺嘌呤二核苷酸腺嘌呤二核苷酸) )和和FMN(FMN(黃素單核黃素單核苷酸苷酸) )是核黃素是核黃素( (維生素維生素B2)B2)的衍生物，的衍生物，CH3CH3NCCNHNNOOCH2CHCHCHCH2OPOOHOHOHOOHOCH2OHOHNNNH2NNFMN FAD一、水溶性維生素與輔酶一、水溶性維生素與輔酶功能：在脫氫酶催化的氧化在脫氫酶催化的氧化- -還原反應(yīng)中，還原反應(yīng)中，起著電子和質(zhì)子的傳遞體作用。起著電子和質(zhì)子的傳遞體作用。第7頁/共30頁(3) (3) 泛酸和輔酶泛酸和輔酶A(CoA)A(CoA) 維生素維生素(

7、B3)-(B3)-泛酸是由泛酸是由 ， - -二羥基二羥基- - - -二甲基二甲基丁酸和一分子丁酸和一分子 - - 丙氨酸縮合而成丙氨酸縮合而成。一、水溶性維生素與輔酶一、水溶性維生素與輔酶CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2COHCOOHO第8頁/共30頁(3) (3) 泛酸和輔酶泛酸和輔酶A(CoA)A(CoA) 輔酶輔酶A A是生物體內(nèi)代謝反應(yīng)中乙酰化酶的輔是生物體內(nèi)代謝反應(yīng)中乙?；傅妮o酶，它的前體是維生素酶，它的前體是維生素(B3)(B3)泛酸。泛酸。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2CNHCH2CH2SHOOOOHPOOHHONNNH2NNOPOOOHP

8、OOOHCH2一、水溶性維生素與輔酶一、水溶性維生素與輔酶功能：是傳遞?；切纬纱x中間產(chǎn)物的功能：是傳遞?；?，是形成代謝中間產(chǎn)物的重要輔酶。重要輔酶。第9頁/共30頁(4) (4) 葉酸和四氫葉酸(FH(FH4 4或THFA)THFA) 四氫葉酸是合成酶的輔酶，其前體是葉酸四氫葉酸是合成酶的輔酶，其前體是葉酸( (又稱為蝶又稱為蝶酰谷氨酸，維生素酰谷氨酸，維生素B11)B11)。NNH2NOHNNHHCH2HHHNHCONHCHCOOHCH2CH2COOHn四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團，如四氫葉酸的主要作用是作為一碳基團，如-CH-CH3 3, -CH, -CH2 2-, -CHO -

9、, -CHO 等的載體，等的載體，參與多種生物合成過程。參與多種生物合成過程。一、水溶性維生素與輔酶一、水溶性維生素與輔酶第10頁/共30頁(5) (5) 硫胺素硫胺素 硫胺素( (維生素B1)B1)在體內(nèi)以焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP)形式存在形式存在。缺乏時表現(xiàn)出多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、心力衰竭、四肢無力、下肢水腫。一水溶性維生素與輔酶一水溶性維生素與輔酶Cl-N+SCH3CH2CH2OHNNNH2H3CCH2第11頁/共30頁(5) (5) 硫胺素和焦磷酸硫胺素硫胺素和焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP) 焦磷酸硫胺素是脫羧酶的輔酶，它的前體是硫胺素( (維生素B1)B1)。N

10、NNH2H3CCH2N+SCH3CH2CH2OPOOPOHOHOOHCl-功能：是催化酮酸的脫羧反應(yīng)一水溶性維生素與輔酶一水溶性維生素與輔酶第12頁/共30頁(6)(6)吡哆素吡哆素 吡多素( (維生素B6B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺) )。一、水溶性維生素與輔酶一、水溶性維生素與輔酶NH3CHOCH2NH2CH2OHNH3CHOCHOCH2OH第13頁/共30頁(6)(6)吡哆素和磷酸吡哆素吡哆素和磷酸吡哆素 磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。它的NH3CHOCHOCH2OPOHOOHNH3CHOCH2NH2CH2OPOHOOH磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺一、水溶性維生素與輔酶一、水溶

11、性維生素與輔酶n磷酸吡多素是轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，轉(zhuǎn)氨酶通過磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互轉(zhuǎn)換，起轉(zhuǎn)移氨基的作用。第14頁/共30頁(7) (7) 生物素 生物素是羧化酶的輔酶，它本身就是一種B B族維生素B7B7。HNNHCOCHH2CS(CH2)4COOH一、水溶性維生素與輔酶一、水溶性維生素與輔酶生物素的功能是作為COCO2 2的遞體，在生物合成中起傳遞和固定COCO2 2的作用。第15頁/共30頁(8) (8) 維生素B B1212輔酶 維生素維生素B B1212又稱為鈷胺素。維生素又稱為鈷胺素。維生素B B1212分子中與分子中與Co+Co+相連的相連的CNCN基被基被5 5- -脫氧腺苷脫氧

12、腺苷所取代，形成維生素所取代，形成維生素B B1212輔酶。輔酶。 維生素維生素B B1212輔酶的主要功能是作為變位酶的輔酶，催化底物分子內(nèi)基團輔酶的主要功能是作為變位酶的輔酶，催化底物分子內(nèi)基團( (主要主要為甲基為甲基) )的變位反應(yīng)。的變位反應(yīng)。一、水溶性維生素與輔酶一、水溶性維生素與輔酶第16頁/共30頁（9 9）硫辛酸）硫辛酸 硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。硫辛酸硫辛酸是少數(shù)不屬于維生素的輔酶。硫辛酸是是6,8-6,8-二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸二硫辛酸，有兩種形式，即硫辛酸（氧化型）和二氫硫辛酸（還原型）（氧化型）和二氫硫辛酸（還原型）. .SCHSCHCH2CH2CH2C

13、H2CH2COOH第17頁/共30頁 (10) (10) 輔酶Q(CoQ)Q(CoQ) 輔酶Q Q又稱為泛醌，廣泛存在與動物和細(xì)菌的線粒體中，其結(jié)構(gòu)為：OOCH3OCH3OCH3(CH2CH CCH2)nHCH3n=6-10n輔酶輔酶Q Q的活性部分是它的醌環(huán)結(jié)構(gòu)，主要功能是的活性部分是它的醌環(huán)結(jié)構(gòu)，主要功能是作為線粒體呼吸鏈氧化作為線粒體呼吸鏈氧化- -還原酶的輔酶，在酶與還原酶的輔酶，在酶與底物分子之間傳遞電子。底物分子之間傳遞電子。第18頁/共30頁維生素維生素C C 在體內(nèi)參與氧化還原反應(yīng)，羥化反應(yīng)。人體不能合成。CCCCCCH2OHOHOHOHHOHOOCCOOOHHOHCH2OHC

14、CC第19頁/共30頁二、脂溶性維生素二、脂溶性維生素 維生素維生素A,D,E,KA,D,E,K均溶于脂類溶劑，不溶于水，在食物中通常與脂肪一起存在，吸收它們，需要脂肪和膽汁均溶于脂類溶劑，不溶于水，在食物中通常與脂肪一起存在，吸收它們，需要脂肪和膽汁酸。酸。第20頁/共30頁1 1，維生素，維生素A A 維生素維生素A A分分A1, A2A1, A2兩種，是不飽和一元醇類。維生素兩種，是不飽和一元醇類。維生素A1A1又稱為視黃醇，又稱為視黃醇，A2A2稱為脫氫視黃醇。稱為脫氫視黃醇。CH2OHCH2OHA1A2第21頁/共30頁2,2,維生素維生素D D 維生素D是固醇類化合物，主要有D2,

15、D3, D4, D5。其中D2,D3活性最高。麥角固醇7-脫氫膽固醇22-雙氫麥角固醇7-脫氫谷固醇維生素D2維生素D3維生素D4維生素D5第22頁/共30頁維生素維生素D D的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 在生物體內(nèi)，在生物體內(nèi)，D2D2和和D3D3本身不具有生物本身不具有生物活性。它們在肝臟和腎臟中進行羥化活性。它們在肝臟和腎臟中進行羥化后，形成后，形成1 1，25-25-二羥基維生素二羥基維生素D D。其中。其中1 1，25-25-二羥基維生素二羥基維生素D3D3是生物活性最是生物活性最強的。強的。HOR第23頁/共30頁3 3，維生素，維生素E E 又叫做生育酚，目前發(fā)現(xiàn)的有6種，其中，四種有生理活性。

16、OHOR2R1R3第24頁/共30頁4 4，維生素，維生素K K 維生素K有3種，K1,K2,K3。其中K3是人工合成的。維生素K是2-甲基萘醌的衍生物。OOOOCH2CHC(CH3)CH2CH25CHC(CH3)2第25頁/共30頁輔酶在酶促反應(yīng)中的作用特點輔酶在酶促反應(yīng)中的作用特點 輔酶在催化反應(yīng)過程中，直接參加了反應(yīng)。輔酶在催化反應(yīng)過程中，直接參加了反應(yīng)。 每一種輔酶都具有特殊的功能，可以特定地每一種輔酶都具有特殊的功能，可以特定地催化某一類型的反應(yīng)。催化某一類型的反應(yīng)。 同一種輔酶可以和多種不同的酶蛋白結(jié)合形同一種輔酶可以和多種不同的酶蛋白結(jié)合形成不同的全酶。成不同的全酶。 一般來說，

17、全酶中的輔酶決定了酶所催化的一般來說，全酶中的輔酶決定了酶所催化的類型（反應(yīng)專一性），而酶蛋白則決定了所類型（反應(yīng)專一性），而酶蛋白則決定了所催化的底物類型（底物專一性）。催化的底物類型（底物專一性）。第26頁/共30頁二，二， 酶分子中的金屬離子酶分子中的金屬離子 根據(jù)金屬離子與酶蛋白結(jié)合程度，可分為兩根據(jù)金屬離子與酶蛋白結(jié)合程度，可分為兩類：金屬酶和金屬激酶。類：金屬酶和金屬激酶。 在金屬酶中在金屬酶中, ,酶蛋白與金屬離子結(jié)合緊密。如酶蛋白與金屬離子結(jié)合緊密。如 FeFe2+2+/ Fe/ Fe3+ 3+ 、CuCu+ +/Cu/Cu3 3+ +、ZnZn2+ 2+ 、MnMn2+2+、

18、CoCo2 2+ + 等。等。 金屬酶中的金屬離子作為酶的輔助因子，在金屬酶中的金屬離子作為酶的輔助因子，在酶促反應(yīng)中傳遞電子，原子或功能團酶促反應(yīng)中傳遞電子，原子或功能團。第27頁/共30頁金屬酶中的金屬離子與配體金屬酶中的金屬離子與配體 金屬離子金屬離子 配體配體 酶或蛋白酶或蛋白 MnMn2 2+ + 咪唑咪唑 丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶 FeFe2+2+/Fe/Fe3+3+ 卟啉環(huán)，咪唑，卟啉環(huán)，咪唑， 血紅素，血紅素， 含硫配體含硫配體 氧化氧化- -還原酶，還原酶， 過氧化氫酶過氧化氫酶 CuCu+ +/Cu/Cu2+2+ 咪唑，酰胺咪唑，酰胺 細(xì)胞色素氧化酶細(xì)胞色素氧化酶 CoCo2+2+ 卟啉環(huán)卟啉環(huán) 變位酶變位酶 ZnZn2+2+ -NH -NH3 3，咪唑，（，咪唑，（-RS-RS）2 2 碳酸酐酶，醇脫氫酶碳酸酐酶，醇脫氫酶 PbPb2 2+ + -SH d- -SH d-氨基氨基- g- g-酮戊二酸脫酮戊二酸脫水酶水酶 NiNi2 2+ + -SH -SH 尿酶尿酶第28頁/共30