【生物化學(xué)教學(xué)課件】第18章維生素和無機(jī)物（09醫(yī)本）

第18章

維生素與無機(jī)物VitaminsandMinerals

定義：

維生素(vitamin)是機(jī)體維持正常功能所必需，但在體內(nèi)不能合成或合成量很少，必須由食物供給的一組低分子量有機(jī)物質(zhì)。脂溶性維生素

(lipid-solublevitamin)水溶性維生素

(water-solublevitamin)分類:一、維生素微量元素(traceelement)：指人體每日需要量在100mg以下的化學(xué)元素，主要包括鐵、碘、銅、鋅、錳、硒、氟、鉬、鈷、鉻等。二、無機(jī)元素?zé)o機(jī)元素(minerals)是維持人體正常生理功能也必不可少的元素。分類常量元素(macroelement)：鈉、鉀、氯、鈣、磷、鎂等第一節(jié)

脂溶性維生素Lipid-solubleVitamin共同特點(diǎn)：〔1〕均為非極性疏水的異戊二烯衍生物〔2〕不溶于水，溶于脂類及脂肪溶劑〔3〕在食物中與脂類共存，并隨脂類一同吸收〔4〕吸收的脂溶性維生素在血液與脂蛋白及某些特殊結(jié)合蛋白特異結(jié)合而運(yùn)輸〔5〕膽道排泄〔不經(jīng)腎排泄〕、過多導(dǎo)致中毒種類：VitA,VitD,VitE,VitK天然形式：來源：〔一〕視黃醇與其特異的結(jié)合蛋白相結(jié)合而在血液中運(yùn)輸A1〔視黃醇〕A2〔3-脫氫視黃醇〕運(yùn)輸形式：血液運(yùn)甲腺蛋白(TTR)視黃醇酯肝細(xì)胞視黃醇視黃醇結(jié)合蛋白(RBP)肝內(nèi)星形細(xì)胞(stellatecell)儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞視黃醇結(jié)合蛋白(CRBP)靶組織特異受體〔二〕視黃醇、視黃醛和視黃酸是維生素A的活性形式視黃醇、視黃醛和視黃酸是維生素A的活性形式反異構(gòu)體〔全反型〕順異構(gòu)體11-順視黃醛9-順視黃醛1．視黃醛與視蛋白結(jié)合發(fā)揮其視覺功能

視循環(huán)夜盲癥2．視黃酸對基因表達(dá)和組織分化具有調(diào)節(jié)作用

全反式視黃酸和9-順視黃酸是執(zhí)行這一重要功能的關(guān)鍵物質(zhì)。與細(xì)胞內(nèi)核受體結(jié)合，與DNA反應(yīng)元件結(jié)合，調(diào)節(jié)某些基因的表達(dá)。缺乏：干眼病(xerophthalmia)

3．維生素A和胡蘿卜素是有效的抗氧化劑

4.維生素A過量可引起中毒

能直接消滅自由基，有助于控制細(xì)胞膜和富含脂質(zhì)組織的脂質(zhì)過氧化。二、維生素D可在體內(nèi)合成〔一〕維生素D的活化形式是1,25-二羥維生素D種類：VitD2〔麥角鈣化醇〕VitD3〔膽鈣化醇〕VitD2原：麥角固醇VitD3原：7-脫氫膽固醇麥角固醇→VitD2膽固醇→7-脫氫膽固醇→VitD3〔紫外照射〕VitD3在血液中運(yùn)輸：與維生素D結(jié)合蛋白(vitaminDbindingprotein,DBP)相結(jié)合而運(yùn)輸。肝25-羥化酶維生素D3〔膽鈣化醇〕25-羥維生素D3（25-羥膽鈣化醇）腎，骨，胎盤中的1α-羥化酶1,25-二羥維生素D3〔1,25-二羥膽鈣化醇〕

VitD3的活性形式：

1,25-(OH)2-VitD324,25-二羥維生素D3〔24,25-二羥膽鈣化醇〕腎，骨，胎盤、軟骨中的24-羥化酶〔二〕1,25-(OH)2D3具有調(diào)節(jié)血鈣和組織細(xì)胞分化的功能1．調(diào)節(jié)血鈣水平是1,25-(OH)2D3的重要作用

1,25-(OH)2D3可通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)使鈣通道開放，促進(jìn)小腸對鈣、磷的吸收，影響骨組織的鈣代謝，從而維持血鈣和血磷的正常水平，促進(jìn)骨和牙的鈣化。維生素D缺乏:兒童——佝僂病(rickets)

成人——軟骨病(osteomalacia)。2.1,25-(OH)2D3還具有影響細(xì)胞分化的功能

調(diào)節(jié)多種組織細(xì)胞分化促進(jìn)胰島細(xì)胞合成與分泌胰島素抑制某些腫瘤細(xì)胞增殖和促進(jìn)分化3.維生素D過量可引起中毒

生育酚(tocopherol):

、、和四種

生育三烯酚(tocotrienol):

、、和四種

〔一〕維生素E是生育酚類化合物,苯駢二氫吡喃的衍生物〔二〕維生素E具有抗氧化等多方面的功能1．維生素E是體內(nèi)最重要的脂溶性抗氧化劑機(jī)制:

捕捉過氧化脂質(zhì)自由基,保護(hù)生物膜的結(jié)構(gòu)與功能。

缺乏:輕度溶血性貧血。

維生素E過氧化脂質(zhì)自由基生育酚自由基或谷胱甘肽生育醌+維生素C2．維生素E具有調(diào)節(jié)基因表達(dá)的作用

上調(diào)或下調(diào)生育酚的攝取和降解相關(guān)的基因

延緩衰老

脂類攝取與動(dòng)脈硬化的相關(guān)基因:

預(yù)防和治療冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病

細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的基因、細(xì)胞黏附與炎癥的相關(guān)基因

抗炎、維持正常免疫功能

細(xì)胞信號系統(tǒng)和細(xì)胞周期調(diào)節(jié)的相關(guān)基因

抑制細(xì)胞增殖，抗腫瘤3．維生素E能提高血紅素合成的關(guān)鍵酶活性血紅素合成關(guān)鍵酶：δ氨基γ酮戊酸(ALA)合酶ALA脫水酶缺乏：新生兒貧血4．維生素E缺乏并不多見

臨床上：治療先兆流產(chǎn)及習(xí)慣性流產(chǎn)。

天然形式：〔一〕維生素K是2-甲基1,4-萘醌的衍生物K2-----腸道細(xì)菌的產(chǎn)物

K1-----植物甲萘醌或葉綠醌〔二〕維生素K是多種-谷氨酰羧化酶的輔酶1．維生素K具有促進(jìn)凝血作用

2．維生素K對骨代謝具有重要作用

3．維生素K缺乏可引起出血

第二節(jié)

水溶性維生素Water-solubleVitamin易溶于水，故易隨尿液排出體內(nèi)不易儲(chǔ)存，必須經(jīng)常從食物中攝取作用比較單一，主要構(gòu)成酶的輔助因子直接影響某些酶的催化作用。概述種類：B族維生素，維生素C

共同特點(diǎn)一、維生素B1形成輔酶焦磷酸硫胺素〔一〕焦磷酸硫胺素是維生素B1的活性形式焦磷酸硫胺素(thiaminepyrophosphate,TPP)硫胺素(thiamine)1.生化作用腳氣病，末梢神經(jīng)炎〔二〕維生素B1在糖代謝中具有重要作用，缺乏可引起腳氣病2.缺乏癥二、維生素B2是FAD和FMN的組成成分維生素B2又名核黃素(riboflavin)體內(nèi)活性形式為黃素單核苷酸(FMN)

黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)〔一〕FAD和FMN是維生素B2的是活性形式生化作用：FMN及FAD是體內(nèi)氧化還原酶(如脂酰CoA脫氫酶、琥珀酸脫氫酶、黃嘌呤氧化酶等〕的輔基，主要起氫傳遞體的作用.

缺乏癥：口角炎，唇炎，陰囊炎等〔二〕FMN和FAD是體內(nèi)氧化還原酶的輔基三、維生素PP又稱抗癩皮病維生素維生素PP包括：

尼克酸(nicotinicacid)

尼克酰胺(nicotinamide)體內(nèi)活性形式：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+)〔一〕維生素PP是NAD+和NADP+的組成成分1.生化作用

〔二〕維生素PP缺乏可引起癩皮病2.缺乏癥:癩皮病NAD+及NADP+是體內(nèi)多種不需氧脫氫酶〔如蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶〕的輔酶，起傳遞氫的作用。CoA及ACP是酰基轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與?；霓D(zhuǎn)移作用?！惨弧撤核嵩谳o酶A和?；d體蛋白分子中發(fā)揮作用〔二〕泛酸參與?；D(zhuǎn)移反應(yīng)五、生物素參與CO2固定反應(yīng)〔一〕生物素(biotin)的來源廣泛〔二〕生物素是多種羧化酶的輔基生物素是體內(nèi)多種羧化酶(如丙酮酸羧化酶、乙酰CoA羧化酶)的輔基，與羧化酶蛋白中賴氨酸殘基的-氨基以酰胺鍵共價(jià)結(jié)合，形成生物胞素殘基，參與CO2固定過程。六、維生素B6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺〔一〕維生素B6的磷酸酯是其活性形式維生素B6包括吡哆醇(pyridoxine)、吡哆醛(pyridoxal)和吡哆胺(pyridoxamine)。活化形式：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛是氨基酸轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶，用于治療小兒驚厥、妊娠嘔吐和精神焦慮。磷酸吡哆醛也是-氨基-酮戊酸合酶〔ALA合酶〕的輔酶。缺乏導(dǎo)致低血色素小細(xì)胞性貧血和血清鐵增高。磷酸吡哆醛是同型半胱氨酸分解代謝酶的輔酶，缺乏引起高同型半胱氨酸血癥?！捕沉姿徇炼呷┑妮o酶作用多種多樣1．磷酸吡哆醛是多種酶的輔酶葉酸(folicacid)又稱蝶酰谷氨酸體內(nèi)活性形式為四氫葉酸(FH4)七、葉酸以四氫葉酸形式參與一碳單位代謝〔一〕四氫葉酸是葉酸的活性形式〔二〕四氫葉酸是一碳單位的載體FH4是一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與一碳單位的轉(zhuǎn)移。N5、N10是一碳單位的結(jié)合位點(diǎn)。

〔三〕缺乏癥：巨幼紅細(xì)胞貧血可以降低胎兒脊柱裂和神經(jīng)管缺乏的危險(xiǎn)維生素B12又稱鈷胺素(coholamine)體內(nèi)活性形式為甲基鈷胺素

5-脫氧腺苷鈷胺素八、維生素B12是含鈷維生素〔一〕維生素B12的吸收需要內(nèi)因子胃酸胃蛋白酶B12B12蛋白質(zhì)親鈷蛋白親鈷蛋白B12胰蛋白酶B12內(nèi)因子IF-B12

回腸吸收VitB12是N5-CH3-FH4轉(zhuǎn)甲基酶〔甲硫氨酸合成酶〕的輔酶，催化同型半胱氨酸甲基化生成甲硫氨酸。VitB12缺乏：

相應(yīng)缺乏癥：巨幼紅細(xì)胞貧血

〔二〕維生素B12影響一碳單位的代謝和脂肪酸的合成一是引起甲硫氨酸合成減少；二是影響四氫葉酸的再生。九、維生素C又稱抗壞血病維生素〔一〕維生素C是對熱不穩(wěn)定的酸性物質(zhì)維生素C又稱L-抗壞血酸(ascorbicacid)，呈酸性，廣泛存在于新鮮蔬菜和水果中。動(dòng)物體內(nèi)不能合成維生素C，必需由食物供給?？箟难岱肿又蠧2和C3羥基可以氧化脫氫生成脫氫抗壞血酸，后者也可以加氫還原。

〔二〕維生素C既是一些羥化酶的輔酶又是強(qiáng)抗氧化劑1．維生素C是一些羥化酶的輔酶抗壞血酸是維持體內(nèi)含銅羥化酶和-酮戊二酸-鐵羥化酶活性必不可少的輔因子。2．維生素C作為抗氧化劑可直接參與體內(nèi)氧化還原反應(yīng)3．維生素C具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力的作用缺乏癥：壞血病〔scurvy〕壞血病開始的時(shí)候癥狀是四肢無力，精神消退，煩躁不安，做任何工作都易疲憊，皮膚紅腫。病人覺得肌肉疼痛，精神抑郁。然后他的臉部腫脹，牙齦出血，牙齒脫落，口臭。皮膚下大片出血〔看來像是嚴(yán)重的打傷〕。最后是嚴(yán)重疲憊﹑腹瀉呼吸困難，骨折，肝腎衰竭而致死亡。早年航海人員因壞血病死亡的災(zāi)難不可枚舉，1497年7月9日到1498年5月30日，葡萄牙航海家達(dá)伽馬〔VascodaGama〕發(fā)現(xiàn)繞過非洲到達(dá)印度的航線，他的160個(gè)船員中，有100多人死于壞血病。1519