維生素與輔酶(總)

1、 唐代唐代孫思邈孫思邈：動物肝防治：動物肝防治夜盲癥夜盲癥；用谷皮湯熬粥防治；用谷皮湯熬粥防治腳氣病腳氣??； 18861886年荷蘭醫(yī)生年荷蘭醫(yī)生EijkmanEijkman在荷屬東印度公司研究亞洲在荷屬東印度公司研究亞洲普遍流行的腳氣病；普遍流行的腳氣?。?8901890年他的實驗室的雞群中發(fā)現(xiàn)年他的實驗室的雞群中發(fā)現(xiàn)腳氣??；腳氣病；18971897證明該病由白米飼喂有關(guān)，將米糠加入證明該病由白米飼喂有關(guān)，將米糠加入即可治愈。即可治愈。 19061906年，英國年，英國hopkinshopkins, ,大鼠飼喂純化飼料不能存活，大鼠飼喂純化飼料不能存活，加入及微量牛奶后可正常生長。加入及微量

2、牛奶后可正常生長。 19131913年，美國生化學(xué)家年，美國生化學(xué)家MendalMendal和和Osborni,McCollumOsborni,McCollum和和DavisDavis發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)VAVA、VBVB, ,隨后其他維生素相繼發(fā)現(xiàn)。隨后其他維生素相繼發(fā)現(xiàn)。一、維生素概述一、維生素概述人類對維生素的認(rèn)識始于人類對維生素的認(rèn)識始于30003000多年前。當(dāng)時多年前。當(dāng)時古埃古埃及人及人發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)夜盲癥夜盲癥可以被一些食物治愈，雖然他們可以被一些食物治愈，雖然他們并不清楚食物中什么物質(zhì)起了醫(yī)療作用，但這是并不清楚食物中什么物質(zhì)起了醫(yī)療作用，但這是人類對維生素最朦朧的認(rèn)識。人類對維生素最朦朧的認(rèn)

3、識。維生素的發(fā)現(xiàn)維生素的發(fā)現(xiàn)15191519年，葡萄牙年，葡萄牙航海家航海家麥哲倫率領(lǐng)的遠(yuǎn)洋船隊從南美洲東岸向麥哲倫率領(lǐng)的遠(yuǎn)洋船隊從南美洲東岸向太平洋進(jìn)發(fā)。三個月后，有的太平洋進(jìn)發(fā)。三個月后，有的船員船員牙床牙床破了，有的破了，有的船員船員流鼻血流鼻血，有的有的船員船員渾身無力，待船到達(dá)目的地時，原來的渾身無力，待船到達(dá)目的地時，原來的200200多人，活多人，活下來的只有下來的只有3535人，人們對此找不出原因。人，人們對此找不出原因。17341734年，在開往年，在開往格陵格陵蘭蘭的海船上，有一個船員得了嚴(yán)重的的海船上，有一個船員得了嚴(yán)重的壞血病壞血病，當(dāng)時這種病無，當(dāng)時這種病無法法醫(yī)醫(yī)治

4、，其他船員只好把他拋棄在一個荒島上。待他蘇醒過來，治，其他船員只好把他拋棄在一個荒島上。待他蘇醒過來，用野草充饑，幾天后他的用野草充饑，幾天后他的壞血病壞血病竟不治而愈了。諸如此類的竟不治而愈了。諸如此類的壞壞血病血病，曾奪去了幾十萬英國水手的生命。，曾奪去了幾十萬英國水手的生命。17471747年英國海軍年英國海軍軍醫(yī)軍醫(yī)林德林德總結(jié)了前人的經(jīng)驗，建議海軍和遠(yuǎn)征船隊的船員在遠(yuǎn)航時總結(jié)了前人的經(jīng)驗，建議海軍和遠(yuǎn)征船隊的船員在遠(yuǎn)航時要多吃些檸檬，他的意建被采納，從此未曾發(fā)生過壞血病。但要多吃些檸檬，他的意建被采納，從此未曾發(fā)生過壞血病。但那時還不知檸檬中的什么物質(zhì)對壞血病有抵抗作用。那時還不知檸

5、檬中的什么物質(zhì)對壞血病有抵抗作用。維生素的發(fā)現(xiàn)維生素的發(fā)現(xiàn)19121912年年，波，波蘭科蘭科學(xué)家豐克，經(jīng)過千百次的試驗，學(xué)家豐克，經(jīng)過千百次的試驗，終于從終于從米糠米糠中提取出一種能夠治療中提取出一種能夠治療腳氣病腳氣病的白色的白色物質(zhì)。這種物質(zhì)被豐克稱為物質(zhì)。這種物質(zhì)被豐克稱為 維持生命的營養(yǎng)素維持生命的營養(yǎng)素 ，簡稱，簡稱Vitamin(Vitamin(維他命），也稱維生素維他命），也稱維生素 維生素的發(fā)現(xiàn)維生素的發(fā)現(xiàn)18861886年，年輕的年，年輕的荷蘭軍醫(yī)艾克曼荷蘭軍醫(yī)艾克曼(Christian Eijkman(Christian Eijkman，1858-1858-1930)19

6、30)在荷屬東印度研究亞洲普遍流行的在荷屬東印度研究亞洲普遍流行的腳氣病腳氣病，最初企圖找，最初企圖找出引起該病的細(xì)菌，但是沒有成功出引起該病的細(xì)菌，但是沒有成功本來不是細(xì)菌引起的疾本來不是細(xì)菌引起的疾病，又怎么可能成功呢？病，又怎么可能成功呢？18901890年，在他的實驗雞群中爆發(fā)了年，在他的實驗雞群中爆發(fā)了神神經(jīng)性皮炎經(jīng)性皮炎，表現(xiàn)與，表現(xiàn)與腳氣病腳氣病極為類似。直到極為類似。直到19071907年，艾克曼經(jīng)過年，艾克曼經(jīng)過專心研究，才終于查明，腳氣病起因于白米。雞吃白米得了腳專心研究，才終于查明，腳氣病起因于白米。雞吃白米得了腳氣病，將丟棄的米糠放回飼料中即可治愈。他自己也開始改吃氣病

7、，將丟棄的米糠放回飼料中即可治愈。他自己也開始改吃糙米，于是感染的腳氣病隨后也好了。艾克曼于是推測白米中糙米，于是感染的腳氣病隨后也好了。艾克曼于是推測白米中含有一種毒素，而米糠中則含有一種解毒的物質(zhì)。荷蘭的格林含有一種毒素，而米糠中則含有一種解毒的物質(zhì)。荷蘭的格林卻不這樣認(rèn)為，而是從另一個角度推測：白米中缺少一種關(guān)鍵卻不這樣認(rèn)為，而是從另一個角度推測：白米中缺少一種關(guān)鍵的成分，而這種成分就在米糠里。事實證明，格林的推測是正的成分，而這種成分就在米糠里。事實證明，格林的推測是正確的，白米中缺少的正是維生素。確的，白米中缺少的正是維生素。 維生素的發(fā)現(xiàn)維生素的發(fā)現(xiàn)19061906年，年，英國生物

8、化學(xué)家霍普金斯英國生物化學(xué)家霍普金斯(Frederick Hopkins)(Frederick Hopkins)用純用純化后的飼料喂食老鼠，飼料中含有蛋白質(zhì)、脂類、糖類和礦物化后的飼料喂食老鼠，飼料中含有蛋白質(zhì)、脂類、糖類和礦物質(zhì)微量元素，然而老鼠依然不能存活；而向純化后的飼料中加質(zhì)微量元素，然而老鼠依然不能存活；而向純化后的飼料中加入哪怕只有微量的牛奶后，老鼠就可以正常生長了。從而證明入哪怕只有微量的牛奶后，老鼠就可以正常生長了。從而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)外還存在一種必需的存在一種必需的“輔助因子輔助因子”

9、。19111911年，年，波蘭化學(xué)家波蘭化學(xué)家Casimir FunkCasimir Funk發(fā)現(xiàn)糙米中能夠防治腳氣病發(fā)現(xiàn)糙米中能夠防治腳氣病的物質(zhì)的物質(zhì)( (維生素維生素B1)B1)是一種胺是一種胺( (一類含氮化合物一類含氮化合物) )。因此。因此FunkFunk提議提議將這種化合物叫做將這種化合物叫做VitamineVitamine，意為，意為“Vital amine”Vital amine”，中文意，中文意思就是思就是“致命的胺致命的胺”，極言它的重要性。這個名詞迅速被普遍，極言它的重要性。這個名詞迅速被普遍應(yīng)用于所有的這種應(yīng)用于所有的這種“輔助因子輔助因子”。然而隨后發(fā)現(xiàn)，許多其它的

10、。然而隨后發(fā)現(xiàn)，許多其它的維生素并不含有維生素并不含有“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)廣泛采的叫法已經(jīng)廣泛采用，所以這種叫法并沒有廢棄，而僅僅將用，所以這種叫法并沒有廢棄，而僅僅將amineamine的最后一個的最后一個“e”e”去掉，成為了去掉，成為了“vitamin”(vitamin”(維生素，音譯為維生素，音譯為“維他命維他命”) )。 維生素的發(fā)現(xiàn)維生素的發(fā)現(xiàn)19121912年，霍普金斯年，霍普金斯(Hopkins)(Hopkins)和和FunkFunk推出維生素缺推出維生素缺乏假說，推測人體系統(tǒng)中如果缺乏特定的足夠量乏假說，推測人體系統(tǒng)中如果缺乏特定的足

11、夠量的維生素，將會引起特定的疾病。在的維生素，將會引起特定的疾病。在1919世紀(jì)初，世紀(jì)初，通過提供缺乏特定成分的食物給通過提供缺乏特定成分的食物給實驗動物實驗動物食用的食用的方法，科學(xué)家們成功的將各種如今大家熟知的維方法，科學(xué)家們成功的將各種如今大家熟知的維生素分離并且鑒別了出來。生素分離并且鑒別了出來。 維生素的發(fā)現(xiàn)維生素的發(fā)現(xiàn)（一）維生素的發(fā)現(xiàn)（一）維生素的發(fā)現(xiàn) (1906(1906年英國年英國) )純化飼料純化飼料礦物質(zhì)、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂肪、核脂肪、核酸、糖酸、糖 牛奶中存在需要量極少，牛奶中存在需要量極少，但生存必需的食物輔助但生存必需的食物輔助因子因子維生素維生素動物合成

12、某些動物合成某些維生素的功能維生素的功能退化，必須依退化，必須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（二）維生素的概念（二）維生素的概念維生素維生素(vitamin)(vitamin) 人類必需的一類營養(yǎng)素人類必需的一類營養(yǎng)素 是維持機(jī)體正常生理功能所必需、機(jī)體是維持機(jī)體正常生理功能所必需、機(jī)體 自身又不能合成或合成量不足，必需靠自身又不能合成或合成量不足，必需靠 外界供給的一類外界供給的一類微量低分子有機(jī)化合物。微量低分子有機(jī)化合物。 不是能量物質(zhì)不是能量物質(zhì)，也不是結(jié)構(gòu)物質(zhì)也不是結(jié)構(gòu)物質(zhì)，可調(diào)節(jié)，可調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝和維持生理功能。物質(zhì)代謝和維持生理功能。（

13、三）（三） 維生素的分類維生素的分類 依據(jù)依據(jù)溶解性分為：溶解性分為： 水溶性水溶性： VB族族、VC 脂溶性脂溶性： VA 、 VD、 VE、 VK功能：功能：水溶性水溶性V輔酶，輔酶， 參與酶催化反應(yīng)中底物基團(tuán)的轉(zhuǎn)移參與酶催化反應(yīng)中底物基團(tuán)的轉(zhuǎn)移脂溶性脂溶性V調(diào)控某些生物機(jī)能調(diào)控某些生物機(jī)能 二、水溶性維生素二、水溶性維生素（一）（一） VB1( 硫胺素）硫胺素）V VB1B1( ( 硫胺素）硫胺素）（存在形式：存在形式：（硫胺素）（硫胺素）由由ATPATP提供提供功能功能缺乏病：缺乏?。耗_氣病腳氣病 消化不良（抑制膽堿酯酶）消化不良（抑制膽堿酯酶）多存在于多存在于種皮、瘦肉、白菜中種皮、

14、瘦肉、白菜中VB1VB1在酸性溶液中穩(wěn)定，耐熱，在在酸性溶液中穩(wěn)定，耐熱，在pH3.5pH3.5以下以下，120120不被破壞不被破壞。H化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)？鍵相連鍵相連核苷鍵核苷鍵VB2傳遞傳遞存在形式存在形式 黃素黃素單單核苷酸核苷酸 FMN 黃素黃素腺嘌呤腺嘌呤 二核苷酸二核苷酸 FAD補(bǔ)充物補(bǔ)充物牛奶、蔬菜牛奶、蔬菜廣泛存在，廣泛存在，酵母、肝酵母、肝、腎、蛋、奶、大豆中豐富、腎、蛋、奶、大豆中豐富(三三) 泛酸泛酸/遍多酸遍多酸(VB3) 化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu)OHCH2CH3CCH3CHOHCONHCH2CH2OHOC泛泛解解酸酸丙丙氨氨酸酸VB3B3 存在方式存在方式 輔酶輔酶A（CoA

15、SH）巰基乙胺巰基乙胺酰胺鍵磷酸二酯鍵泛酸泛酸3，3-二甲基二甲基- 2、4-二羥基二羥基丁酸丁酸 OH1VB33.5-ADP功能功能?；D(zhuǎn)移酶輔酶?；D(zhuǎn)移酶輔酶，傳遞，傳遞?；；谥惻c糖類代謝中起重要的作用在脂類與糖類代謝中起重要的作用H2O脂酰脂酰CoA廣泛存在，廣泛存在，蜂王漿中蜂王漿中含量最多。含量最多。輔酶輔酶A廣廣泛被用作泛被用作各種疾病各種疾病的重要輔的重要輔助藥物。助藥物。（四）（四） PP（煙酰胺（煙酰胺/尼克酰胺尼克酰胺） 存在方式存在方式煙酰胺腺嘌呤煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（二核苷酸（輔酶輔酶I） NAD+煙酰胺腺嘌呤煙酰胺腺嘌呤二核苷酸二核苷酸磷酸磷酸 （輔酶輔酶）NA

16、DP+ 功能：功能：脫氫酶輔酶脫氫酶輔酶傳遞傳遞酶活酶活性中性中心心+ +底物可自身合成，不缺乏可自身合成，不缺乏（五）（五） VB6又稱吡哆素，包括又稱吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺NCH2OHCH2OHHOH3C 吡哆醇吡哆醇(pyridoxol)NCH2OHCHOHOH3C 吡哆醛吡哆醛(pyridoxal)NCH2OHCH2NH2HOH3C 吡哆胺吡哆胺(pyridoxamine)(P449)NCH2OCHOHOH3CP（磷酸吡哆醛，（磷酸吡哆醛，PLP）吡哆醇吡哆醇吡哆醇氧化酶吡哆醇氧化酶吡哆醛吡哆醛吡哆胺吡哆胺吡哆胺轉(zhuǎn)氨酶吡哆胺轉(zhuǎn)氨酶ATPADP磷酸吡哆醇

17、磷酸吡哆醇磷酸吡哆醇磷酸吡哆醇 氧化酶氧化酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺ATPADP激酶激酶ATPADP功功 能：能：作為輔酶參加多種代謝反應(yīng)，包括脫羧、轉(zhuǎn)作為輔酶參加多種代謝反應(yīng)，包括脫羧、轉(zhuǎn)氨、氨基酸內(nèi)消旋、氨、氨基酸內(nèi)消旋、Trp代謝（包括代謝（包括Trp nicotinamide）、含硫氨基酸的脫硫、羥基）、含硫氨基酸的脫硫、羥基氨基酸的代謝和氨基酸的脫水等。氨基酸的代謝和氨基酸的脫水等。分布廣泛，食物中富含，腸道細(xì)菌可以合成供分布廣泛，食物中富含，腸道細(xì)菌可以合成供人體需要。人體需要。（六）（六）生物素生物素（VB7 ）為含硫維生素，其結(jié)

18、構(gòu)可視為由尿素與硫為含硫維生素，其結(jié)構(gòu)可視為由尿素與硫戊烷環(huán)結(jié)合而成，并有一個戊烷環(huán)結(jié)合而成，并有一個C C5 5酸枝鏈。酸枝鏈。HNNHCO尿素部分尿素部分HCCHH2CCHS硫戊烷環(huán)部分硫戊烷環(huán)部分(CH2)4COOHC5酸根部分酸根部分生物素（生物素（biotin）尿素環(huán)上的尿素環(huán)上的一個一個N可與可與CO2結(jié)合結(jié)合生物素是細(xì)長針狀的晶體，熔點生物素是細(xì)長針狀的晶體，熔點232，耐熱和酸堿，微溶于水。耐熱和酸堿，微溶于水。功能功能：生物素是多種羧化酶的輔酶，：生物素是多種羧化酶的輔酶， 在在CO2固定反應(yīng)中起重要作用。固定反應(yīng)中起重要作用。（七）（七）VB11（葉酸造血維生素）（葉酸造血

19、維生素） 化學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)結(jié)構(gòu) NNNNNH2OHCH2NHCONHCHCOOHCH2CH2COOH123456789102-氨基氨基-4-羥基羥基-6-亞甲基蝶呤亞甲基蝶呤對氨基苯甲酸對氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸葉酸葉酸蝶酰谷氨酸蝶酰谷氨酸蝶酸蝶酸 存在形式存在形式四氫葉酸（輔酶四氫葉酸（輔酶F、CoF）NNNNNH2OHCH2NHCO12345678910谷氨酸谷氨酸NNNNNH2OHCH2NHHHHHCO四氫葉酸四氫葉酸5678F4，THF 含一個碳原子的基團(tuán)含一個碳原子的基團(tuán)功能：功能：一碳單位脫除酶的輔酶一碳單位脫除酶的輔酶 傳遞一碳基團(tuán)傳遞一碳基團(tuán) 葉酸參與嘌呤、嘧啶的合成葉酸參與嘌呤、嘧

20、啶的合成，間接影間接影響蛋白質(zhì)合成。響蛋白質(zhì)合成。 磺胺類藥物可磺胺類藥物可競爭性競爭性地抑制細(xì)菌葉酸地抑制細(xì)菌葉酸的合成，導(dǎo)致繁殖中斷。的合成，導(dǎo)致繁殖中斷。（八（八 ） VB12及其輔酶及其輔酶維生素維生素B12是含鈷的化合物，是含鈷的化合物，又稱鈷胺素又稱鈷胺素(cyanocobalamine)氰鈷胺素氰鈷胺素咕啉環(huán)咕啉環(huán)二甲基苯并咪唑核苷酸二甲基苯并咪唑核苷酸5脫氧腺苷脫氧腺苷5脫氧腺苷鈷胺素脫氧腺苷鈷胺素甲基鈷胺素甲基鈷胺素功功 能：能：1.1.促進(jìn)某些化合物的促進(jìn)某些化合物的異構(gòu)異構(gòu)作用。作用。2.2. 促進(jìn)促進(jìn)甲基轉(zhuǎn)移甲基轉(zhuǎn)移作用。作用。3.3. 維持維持SHSH的還原型狀態(tài)。的

21、還原型狀態(tài)。4.4. 促進(jìn)促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)核酸和蛋白質(zhì)的生物合成的生物合成。5.5. 維持維持造血造血機(jī)構(gòu)的正常運轉(zhuǎn)。機(jī)構(gòu)的正常運轉(zhuǎn)。6.6. 促進(jìn)促進(jìn)上皮組織上皮組織細(xì)胞的新生。細(xì)胞的新生。4.4. 髓磷脂的生物合成減少，損害神經(jīng)系統(tǒng)髓磷脂的生物合成減少，損害神經(jīng)系統(tǒng)缺乏癥：缺乏癥：1. 1. 兒童及幼齡動物發(fā)育不良。兒童及幼齡動物發(fā)育不良。2. 2. 消化道上皮組織細(xì)胞失常。消化道上皮組織細(xì)胞失常。3. 3. 造血器官功能失常，導(dǎo)致惡性貧血造血器官功能失常，導(dǎo)致惡性貧血。（九）（九）硫辛酸硫辛酸 辛：八辛：八 H2C-CH2-HC（CH2）4 COOH | | SH SH功能：功能：1.1

22、.抗壞血病抗壞血?。ūＷo(hù)細(xì)胞膜）（保護(hù)細(xì)胞膜） 2.2.氫傳遞體氫傳遞體 3.3.脯氨酸羥基化酶的輔酶脯氨酸羥基化酶的輔酶 4.4.酶的激活劑酶的激活劑 ？如何傳遞如何傳遞（十）（十） -只能通過食物獲取只能通過食物獲取三、脂溶性維生素三、脂溶性維生素（一） VA動物飲食中吸收，或植物中的動物飲食中吸收，或植物中的-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化而來胡蘿卜素轉(zhuǎn)化而來化學(xué)結(jié)構(gòu)：化學(xué)結(jié)構(gòu)： 不飽和一元醇不飽和一元醇 ( (脂類中萜類衍生物脂類中萜類衍生物）CH3CH3CH3CHCHCH3CHCHCHCH3CH2OHCH3CH3CH3CHCHCH3CHCHCHCH3CH2OHVV（化學(xué)組成）（化學(xué)組成）3甲基甲基環(huán)己環(huán)己(二二)烯烯+2甲基甲基-壬壬-四四烯醇烯醇弱光弱光存在形式：存在形式： 視紫紅質(zhì)（含視