維生素與輔酶.

1、Vitamin and Coenzyme內(nèi)容提要內(nèi)容提要w 維生素概論維生素概論w 脂溶性維生素脂溶性維生素w 維生素維生素A A、E E、 D D、K Kw 水溶性維生素水溶性維生素w B B族維生素族維生素w 維生素維生素C Cw 維生素的名稱、結(jié)構(gòu)、功能及缺乏癥維生素的名稱、結(jié)構(gòu)、功能及缺乏癥w11.1 11.1 維生素概論維生素概論w 11.1.1 11.1.1 維生素的概念維生素的概念w 維生素維生素是參與生物生長發(fā)育和代謝所必需的一類微量有機物質(zhì)。w 維生素不用來供能或構(gòu)成生物體的組成部分。w 已知絕大多數(shù)維生素作為酶的輔酶或輔基的組成部分。w 由于缺乏維生素而引起的疾病稱維生素缺

2、乏癥維生素缺乏癥（avitaminosis）。）。w 11.1.2 11.1.2 維生素的發(fā)現(xiàn)維生素的發(fā)現(xiàn)w 來源于醫(yī)藥實踐和科學(xué)試驗：w 唐代孫思邈：動物肝臟可防止夜盲癥，谷皮湯熬粥 可防止腳氣病。w 1878-1882 日本海軍：腳氣病w 維生素是通過實驗動物的科學(xué)飼養(yǎng)試驗而發(fā)現(xiàn)。w 高等動物不能合成維生素不是絕對的，如人體能合成VD；大小白鼠能合成Vc。w 維生素的故事（2003年11月12日星期三，中央10臺走近科學(xué)）：w 煙酸：癩皮病，歐洲大面積暴發(fā)，嚴(yán)重者抽搐，死亡率達63%。在人群中引起極大恐慌。w 當(dāng)時病原說占上風(fēng)，但未找到病因。w 哥德堡，未發(fā)現(xiàn)病原菌，當(dāng)以蛋、奶等作為補充食

3、物進食時可使癥狀消失。w 煙酸是輔酶I的結(jié)構(gòu)成分，大腦以葡萄糖作為養(yǎng)料。葡萄糖的降解需大量的輔酶I.w 1919世紀(jì)，印度大面積暴發(fā)世紀(jì)，印度大面積暴發(fā)腳氣病腳氣病, , 癥狀為全身無力等，癥狀為全身無力等，18901890年？荷蘭醫(yī)生年？荷蘭醫(yī)生艾克曼艾克曼來到東印度進行實驗研究。來到東印度進行實驗研究。以白米喂小雞，以白米喂小雞，3 3個月后小雞得腳氣病。他的實驗被個月后小雞得腳氣病。他的實驗被廚師發(fā)現(xiàn)，禁止再用精制的白米喂小雞。他只好自掏廚師發(fā)現(xiàn)，禁止再用精制的白米喂小雞。他只好自掏腰包買便宜的糙米喂小雞，結(jié)果小雞痊愈。（經(jīng)過一腰包買便宜的糙米喂小雞，結(jié)果小雞痊愈。（經(jīng)過一系列的試驗證明

4、糙米中含有維生素系列的試驗證明糙米中含有維生素B1.B1.？）因此獲？）因此獲19291929年諾貝爾獎。年諾貝爾獎。w 19061906年，英國生物化學(xué)家年，英國生物化學(xué)家霍普金斯（霍普金斯（Frederick Frederick HopkinsHopkins）用老鼠做實驗，證明食物中除了蛋白、糖用老鼠做實驗，證明食物中除了蛋白、糖類、脂類、微量元素和水等營養(yǎng)物質(zhì)外還存在一種必類、脂類、微量元素和水等營養(yǎng)物質(zhì)外還存在一種必需的需的“輔助因子輔助因子”。w 1929 1929 共獲諾貝爾獎共獲諾貝爾獎w維生素的發(fā)現(xiàn)維生素的發(fā)現(xiàn)維生素的發(fā)現(xiàn)維生素的發(fā)現(xiàn)w 19121912年，波蘭科學(xué)家豐克（年，

5、波蘭科學(xué)家豐克（Casimir FunkCasimir Funk），），經(jīng)過千百次的試驗，終于從米糠中提取出一經(jīng)過千百次的試驗，終于從米糠中提取出一種能夠治療腳氣病的白色物質(zhì)。種能夠治療腳氣病的白色物質(zhì)。w FunkFunk提議將這種化合物叫做提議將這種化合物叫做VitamineVitamine，意為，意為“Vital amine”Vital amine”，中文意思就是，中文意思就是“致命的胺致命的胺”。w 隨后發(fā)現(xiàn)，許多其它的維生素并不含有隨后發(fā)現(xiàn)，許多其它的維生素并不含有“胺胺”結(jié)構(gòu)，但是由于結(jié)構(gòu)，但是由于FunkFunk的叫法已經(jīng)廣泛采用，的叫法已經(jīng)廣泛采用，所以這種叫法并沒有廢棄，僅僅

6、將所以這種叫法并沒有廢棄，僅僅將amineamine的最的最后一個后一個“e”e”去掉，成為了去掉，成為了“vitamin”vitamin”。w 靠維生素贏得戰(zhàn)爭：w 18世紀(jì)中葉，世界海上爭霸十分激烈，英國和西班牙爭奪海上霸權(quán)。1753年英國船醫(yī)林德發(fā)現(xiàn)柑桔類水果可治療海軍中流行的壞血病，于是海軍決定給每人每天一只檸檬，這樣海軍就可連續(xù)作戰(zhàn)，而不需30天一換休?？看伺e措，（1797年？）英軍擊敗了西班牙的無敵艦隊，隨后建立了日不落帝國。w 70年代，諾貝爾獎獲得者Pauling 建議大劑量攝入維生素C治療感冒。但Vc在體內(nèi)主要的代謝產(chǎn)物是草酸，一般隨尿排出，但有引起結(jié)石的危險。Pauling

7、認(rèn)為這只是動物體內(nèi)的過程，人體中與此不同。結(jié)果？w w 葉酸：我國北方農(nóng)村如河北省一帶，神經(jīng)管畸形-新生兒無腦或脊柱開裂，發(fā)病率極高6例，克林頓執(zhí)政期間，中美就此課題進行合作，北京大學(xué)生殖科學(xué)研究所（？）進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)胎兒母體中缺乏葉酸： DNA合成受阻 神經(jīng)組織細胞不能正常發(fā)育 神經(jīng)管畸形。w 找到原因后，在葉酸缺乏高發(fā)區(qū)進行了預(yù)防實踐，募集了47萬婦女，動員進行葉酸的補充，統(tǒng)計了25萬人的結(jié)果，發(fā)病率下降了85%。w 11.1.3 11.1.3 維生素的分類和輔酶的關(guān)系維生素的分類和輔酶的關(guān)系w B族維生素族維生素維生素維生素 酶、輔基及其它活性形式酶、輔基及其它活性形式 主要功能主

8、要功能維生素維生素B B1 1（硫胺素）（硫胺素） 焦磷酸硫胺素（焦磷酸硫胺素（TPPTPP） ?；D(zhuǎn)移和酮酸的脫羧作用酰基轉(zhuǎn)移和酮酸的脫羧作用維生素維生素B B2 2（核黃素）（核黃素） 黃素單核苷酸（黃素單核苷酸（FMNFMN） 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng) 黃素腺嘌呤二核苷酸（黃素腺嘌呤二核苷酸（FADFAD） 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)維生素維生素PP PP 煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADNAD） 氫原子（電子）轉(zhuǎn)移氫原子（電子）轉(zhuǎn)移 煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPNADP）氫原子（電子）轉(zhuǎn)移氫原子（電子）轉(zhuǎn)移泛酸泛酸 輔酶輔酶A A ?；D(zhuǎn)

9、移作用?；D(zhuǎn)移作用葉酸葉酸 四氫葉酸四氫葉酸 傳遞一碳單位傳遞一碳單位w11.2 11.2 脂溶性維生素脂溶性維生素w 不溶于水，溶于脂肪及脂溶劑（如苯、乙醚及氯仿中）。w 吸收后可以在體內(nèi)，尤其是在肝內(nèi)儲存。w 11.2.1 11.2.1 維生素維生素A Aw 維生素維生素A A又名又名視黃醇（視黃醇（retinolretinol）w 維生素維生素A A：A A1 1和和A A2 2兩種。兩種。w - -胡蘿卜素（維生素胡蘿卜素（維生素A A原）原）小腸黏膜的小腸黏膜的-胡胡蘿卜素蘿卜素-15-15，15-15-二加氧酶二加氧酶 2 2 視黃醇。視黃醇。w 維生素維生素A A是構(gòu)成視覺細胞內(nèi)

10、感光物質(zhì)是構(gòu)成視覺細胞內(nèi)感光物質(zhì)視紫紅視紫紅質(zhì)（質(zhì)（rhodopinrhodopin）的成分。的成分。w H3CCH3CH2OHCH3CH3CH3維生素A1H3CCH3CH2OHCH3CH3CH3維生素A2151517111171 -胡蘿卜素（維生素A原）（、胡蘿卜素活性為型的一半）脂溶性維生素脂溶性維生素圖112 桿細胞的視循環(huán)視紫紅質(zhì)視蛋白11順視黃醛全反型視黃醛同分異構(gòu)酶視黃醇脫氫酶11順視黃醇全反型視黃醇血漿維生素A肝維生素ANADHNAD+光眼睛對弱光的感光與維生素眼睛對弱光的感光與維生素A關(guān)系密切，維生素關(guān)系密切，維生素A缺乏可導(dǎo)致缺乏可導(dǎo)致夜盲癥夜盲癥。w 11.2.2 11.2

11、.2 維生素維生素D Dw 維生素維生素D D即抗佝僂病維生素即抗佝僂病維生素w 維生素D家族：CH3H3CCH3CH3CH21，25二羥維生素D3OHOHHO脂溶性維生素脂溶性維生素w 25-羥維生素D3是維生素D在身體內(nèi)的主要循環(huán)形式。w 25-羥維生素D3的最終活性形式是1 1，25-25-二羥二羥維生素維生素D D3 3 。w 1，25-二羥維生素D3的主要靶細胞是小腸黏膜、骨骼和腎小管，主要生理作用是促進小腸粘主要生理作用是促進小腸粘膜細胞對鈣和磷的吸收膜細胞對鈣和磷的吸收。脂溶性維生素脂溶性維生素維生素維生素D D的缺乏癥的缺乏癥當(dāng)缺乏維當(dāng)缺乏維生素生素D D時，時，兒童可發(fā)兒童可

12、發(fā)生佝僂病，生佝僂病，成人引起成人引起軟骨病。軟骨病。 維生素維生素D Dw 維生素D主要含于肝、奶及蛋黃中，而以魚肝油含量最豐w 11.2.3 11.2.3 維生素維生素E Ew 維 生 素維 生 素 E E 與 動 物 生 育 有 關(guān) ， 故 稱 生 育 酚生 育 酚（tocopheroltocopherol），主要存在于植物油中。w 天然生育酚有8種，俱為苯駢二氫吡喃的衍生物。OCH3CH2(CH2R1HOR2CH3CH2CHCH3CH2)3H生育酚OCH3CH2(CH2CHR1HOR2CH3生育三烯酚CCH3CH2)3Hw 維生素E中以-生育酚生理活性最高。w -生育酚抗氧化作用作用最

13、強。w 維生素E極易氧化而保護其他物質(zhì)不被氧化，是動物和人體中最有效的抗氧化劑。w 臨床上用維生素E治療先兆流產(chǎn)和習(xí)慣性流產(chǎn)。脂溶性維生素脂溶性維生素w 11.2.4 11.2.4 維生素維生素K Kw 維生素維生素K K具有促凝血的功能，具有促凝血的功能， 凝血維生素凝血維生素w 天然的維生素K：維生素K1和K2。w 是2-甲基-1，4-萘醌的衍生物。(CH2OOCH3CHCCH3CH2)5CH2CHCCH3CH3維生素K2w 維生素K的主要生理功能：w 促進肝臟合成凝血酶原；w 調(diào)節(jié)另外三種凝血因子、及的合成。脂溶性維生素脂溶性維生素脂溶性維生素脂溶性維生素種類種類主要活性形式主要活性形式

14、化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)主要功能主要功能維生素維生素A11順視黃醛順視黃醛具有脂環(huán)的不具有脂環(huán)的不飽和一元醇飽和一元醇暗視覺和弱暗視覺和弱光感光光感光維生素維生素D1,25二羥膽鈣二羥膽鈣甾醇甾醇類甾醇衍生物類甾醇衍生物調(diào)節(jié)鈣、磷調(diào)節(jié)鈣、磷代謝代謝維生素維生素E8種種苯駢二氫吡喃苯駢二氫吡喃的衍生物的衍生物抗氧化劑抗氧化劑生殖功能生殖功能維生素維生素K4種種多是萘醌的衍多是萘醌的衍生物或類似物生物或類似物參與凝血作參與凝血作用用水溶性維生素水溶性維生素w 水溶性維生素包括維生素水溶性維生素包括維生素B族、硫辛酸和維族、硫辛酸和維生素生素C。w 維生素維生素B族主要包括維生素族主要包括維生素B1, B2

15、, PP, B6, 泛酸、生物素、葉酸及泛酸、生物素、葉酸及B12等。等。w 維生素維生素B族在生物體內(nèi)通過構(gòu)成族在生物體內(nèi)通過構(gòu)成輔酶輔酶發(fā)揮對發(fā)揮對物質(zhì)代謝的影響。物質(zhì)代謝的影響。w 體內(nèi)不能多儲存水溶性維生素。體內(nèi)不能多儲存水溶性維生素。w 11.3 11.3 水溶性維生素水溶性維生素w 11.3.111.3.1維生素維生素B B1 1和硫胺素焦磷酸和硫胺素焦磷酸w 維生素B1（硫胺素），抗神經(jīng)炎維生素（又名抗腳氣病維生素）。NNN+SH2CNH2H3CH3CH2CCH2OHH+ ATPTPP合成酶AMPNNN+SH2CNH2H3CH3CH2CCH2OH+PO-OOPO-OO-硫胺素（維

16、生素B1）硫胺素焦磷酸(TPP)w 硫胺素焦磷酸（TPP）：糖代謝中羰基碳醛和酮合成與裂解反應(yīng)的輔酶。 酮酸的脫羧反應(yīng)酮酸的脫羧反應(yīng) 羥酮的形成與裂解反應(yīng)羥酮的形成與裂解反應(yīng) 酮轉(zhuǎn)移反應(yīng)酮轉(zhuǎn)移反應(yīng)維生素維生素B B1 1和硫胺素焦磷酸和硫胺素焦磷酸w 維生素B1缺乏時，糖代謝受阻，丙酮酸積累，使病人的血、尿和腦組織中丙酮酸含量增多，出現(xiàn)多發(fā)性神經(jīng)炎，皮膚麻木、心力衰竭、四肢無力、肌肉萎縮及下肢浮腫等癥狀，臨床上稱腳氣病。w 維生素B1主要存在于種子外皮及胚芽中，米糠、麥麩、黃豆、酵母、瘦肉等食物中含量最豐富w11.3.211.3.2維生素維生素PPPP和煙酰胺輔酶和煙酰胺輔酶w維生素維生素PP

17、PP又稱抗賴皮病維生素賴皮病維生素。w廣泛存在于自然界，以酵母、花生、谷類、肉類、豆類和動物肝臟中含量豐富，在體內(nèi)色氨酸能轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素PP。w組成輔酶:wNAD (NAD (煙酰胺腺嘌呤二核苷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸) Col) ColwNADP(NADP(煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)Coll)Coll維生素維生素PPPP和煙酰胺輔酶和煙酰胺輔酶w 人類維生素人類維生素PPPP缺缺乏癥稱為癩皮癥乏癥稱為癩皮癥（pellagrapellagra），），主要表現(xiàn)是皮炎、主要表現(xiàn)是皮炎、腹瀉及癡呆。皮腹瀉及癡呆。皮炎常呈對稱性，炎常呈對稱性，并出現(xiàn)于暴露部并出現(xiàn)于暴露部位；癡呆是

18、因神位；癡呆是因神經(jīng)組織變性的結(jié)經(jīng)組織變性的結(jié)果。果。 NNCOOHCONH2煙酸煙酰胺維生素維生素PPPP和煙酰胺輔酶和煙酰胺輔酶CH2HHOHOHHHOCH2HHOHOHHHOOPO-OOPO-OON+HCONH2NNNNNH2NADP+在2羥基含一個P氫負離子 H：_NCONH2HH 煙酰胺（氧化型） 煙酰胺（還原型）Pw NAD+在氧化途徑（分解代謝）中是電子受體，而DADH在還原途徑（生物合成）是電子供體。w NAD+的作用：w NAD+是呼吸鏈中傳遞氫過程中的一環(huán)。w 代謝物上的氫先交給NAD+或NADP+ ，生成還原型的NADH或NADPH，后者在將氫去還原另一個代謝物。w NA

19、D+也是DNA連接酶的輔酶，對DNA的復(fù)制有重要作用，為形成3，5磷酸二脂鍵提供所需要的能量。維生素維生素PPPP和煙酰胺輔酶和煙酰胺輔酶w 11.3.311.3.3維生素維生素B B2 2和黃素輔酶和黃素輔酶w 維生素維生素B B2 2又名核黃素核黃素（riboflavinriboflavin），是核醇與7，8二甲基異咯嗪的縮合物。維生素維生素B B2 2和黃素輔酶和黃素輔酶w 在體內(nèi)核黃素是以黃素單核苷酸（FMN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（FAD）形式存在，是生物體內(nèi)一些氧化還原酶（黃素蛋白）的輔基，與蛋白部分結(jié)合很牢。維生素維生素B B2 2和黃素輔酶和黃素輔酶w維生素維生素B B2 2和黃

20、素輔酶和黃素輔酶w 當(dāng)維生素B B2 2缺乏時引起口角炎、舌炎、唇炎、陰囊皮炎、眼瞼炎、角膜血管增生等。w 維生素B2廣泛存在于動、植物中，在酵母、肝、腎、蛋黃、奶及大豆中含量豐富。w維生素維生素B B2 2和黃素輔酶和黃素輔酶w 11.3.4 11.3.4 泛酸和輔酶泛酸和輔酶A Aw 輔酶A是泛酸的主要活性形式，以CoASH表示。泛泛酸酸和和輔輔酶酶A A功能功能w 傳遞?；鶄鬟f?；?，是形成代謝中間產(chǎn)物的重要，是形成代謝中間產(chǎn)物的重要輔酶。輔酶。w 當(dāng)輔酶當(dāng)輔酶A A攜帶乙酰時，稱為攜帶乙酰時，稱為乙酰輔酶乙酰輔酶A A。w 輔酶輔酶A A在在糖代謝糖代謝、脂質(zhì)分解代謝脂質(zhì)分解代謝、氨基氨

21、基酸代謝酸代謝及體內(nèi)一些重要物質(zhì)如乙酰膽堿、及體內(nèi)一些重要物質(zhì)如乙酰膽堿、膽固醇、卟啉和肝糖原等的膽固醇、卟啉和肝糖原等的合成合成中均起中均起重要作用。重要作用。CoA-CO-CH3w 11.3.511.3.5維生素維生素B B6 6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺w 維生素B B6 6包括:w 吡哆醇（pyridoxine）、w 吡哆醛（pyridoxal）、w 吡哆胺（pyridoxamine）。w 維生素B B6 6活性形式：w 磷酸吡哆醛（PLP）和磷酸吡哆胺。NHNHCH2OHCH2OH吡哆醛吡哆醇CHOHOH3CCH2OHHOH3C+NHCH2OH吡哆胺CH2NH2

22、HOH3C+維生素維生素B B6 6磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺NHCH2O磷酸吡哆醛CHOHOH3C+POO-OHNHCH2O磷酸吡哆胺CH2NH2HOH3C+POO-OH維生素維生素B B6 6磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺w 磷酸吡哆醛（PLP）參加催化涉及氨基酸的各種反應(yīng)。包括w 轉(zhuǎn)氨作用，w 和脫羧作用，w 和消除作用、w 消旋作用和羥醛反應(yīng)。維生素維生素B B6 6磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺w 11.3.6 11.3.6 維生素維生素B B1212及其輔酶及其輔酶 w w 氰鈷胺素氰鈷胺素維維生生素素B B1212及及其其輔輔酶酶w 維生素B B1212輔酶參與三種類型的反應(yīng)：w 1）分子內(nèi)重排w 2）核苷酸還原成脫氧核苷酸（在某些細菌中）w 3）甲基轉(zhuǎn)移w 缺乏癥：惡性貧血w 動物食品中（肉類和肝臟中）含量豐富，人和動物腸道中也能合成。w 11.3.711.3.7生物素生物素w VBVB7 7NHHNSO(CH2)4HHCOOH生物素12345123w 生物素在多種酶促催化反應(yīng)中作為活動羧基載體。w 生物素賴氨酸:生物細胞素基（biocytin residue）。w 來源廣泛，腸道細菌也能合成。w 卵蛋白avidinNHHNSO12345123NCHHONHCO生物素-賴氨酸（生物胞素）復(fù)合物