04第四章 维生素与辅酶.ppt.ppt

﹡抑制胆碱酯酶的活性，在神经传导中 起一定的作用。
2. 缺乏症
﹡脚气病：早期主要表现神经系统症状 晚期可累及心脏
二、维生素B2
（一）化学本质及活性形式 ﹡维生素B2 又名核黄素(riboflavin) ﹡体内活性形式为:
黄素单核苷酸(FMN)
黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)
维生素B2, 又称核黄素
O
﹡VitD3的活性形式： 1, 25- (OH)2-VitD3
OH
OH
﹡在体内的转变
维生素D3
(肝)25-羟化酶
25-羟维生素D3
(肾等) 1α-羟化酶
1, 25-二羟维生素D3
（二）生化作用及缺乏症 1. 生化作用
作用于小肠粘膜、肾及肾小管，促进钙 磷吸收，）生化作用及缺乏症
﹡生化作用：以FMN、FAD的形式构成各种 黄素酶的辅基，参与体内氧化还原反应,主 要起递氢体的作用。
递 氢 机 制
﹡缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。
三、维生素PP（V－B3）
（一）化学本质及活性形式
﹡维生素PP是吡啶的衍生物，包括: 尼克酸(烟酸)、尼克酰胺(烟酰胺)
COOH N
N
H3C H3C
NH O
N
HCH (HCOH)3
N 异咯嗪
核醇
CH2OH
NH2 N N O H2C HCOH HCOH HCOH CH3 H3C N N C H3C C O NH O OH OH O P OH O O P OH O N CH3 N O
N
Vit B2 黄素单核苷酸(FMN) AMP
黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)
14
维生素C
脱氢维生素C 脱氢维生素C
维生素Ｃ主要生理功能

Enzyme-Coenzyme Interaction
Classification of Vitamins
都是小分子有机化合物，化学结构上 没有共同性，包括：脂肪族、芳香族、脂 肪环族、杂环及甾类化合物等，依据结构 或功能无法对它们进行分类，习惯上根据 它们的水溶性或脂溶性分为脂溶性维生素 [Lipid(fat)-soluble vitamins]，如Vit A、 Vit D、Vit E和Vit K等；水溶性维生素 (Water-soluble vitamins)，如Vit B家族 （B1、B2、烟酸及烟酰胺、B6、遍多酸、 生物素、叶酸、B12等）和Vit C。
➢ 1990年收入美国药典22版。 ➢ 1993年获得FDA和WHO认可，美国专家委员会确认
左旋肉碱为公认安全、无毒物质。 ➢ 1996年我国第16次全国食品、添加剂标准化技术员
会上通过允许在饮料、乳制品、饼干、固体饮料、 乳粉中使用左旋肉碱。 ➢ 1999年，中华人民共和国农业部公告105号，肉碱盐 酸盐列入“允许使用的饲料添加剂品种目录”。
VitE与抗癌
•VitE、硒及VitC的抗氧化能力并架齐驱，是人体对抗 和消除自由基的有力武器，在保护细胞膜方面，VitE 起着重要的作用。癌症患者的血硒水平仅为健康者的 12%，硒水平最低人的危险性为健康者5-8倍；硒与VE 均低的人，其危险性为健康者的11倍。
•在防止与高脂肪膳食有关的癌症-如乳腺癌，VitＥ显 示了它独特的作用，VitE水平最低的妇女患乳腺癌的 危险为高维E水平的５倍，吸烟加上VitE水平低的人患 肺癌的危险增大。
维生素E[生育酚]
化学名称为生育酚[tocopherol]， H.M.Evans[1922]和他的同事饲养大白 鼠，发现受孕雌鼠都有死胎并被吸收 掉的现象，饲料中加入少量生菜、麦 胚和干苜宿后即可正常生殖，后来提 取纯化到Vit E，并实现了人工合成。 天然存在的生育酚有8种以上，以型 最重要，活力最高。Vit E均为苯骈二 氢吡喃的衍生物。

NH2 N H3C N CH2
Cl + N S
-
CH3 CH2CH2 OH
*焦磷酸硫胺素(TPP)是α-酮酸脱羧酶的辅酶，催化丙酮 焦磷酸硫胺素(TPP)是 (TPP) 酮酸脱羧酶的辅酶， 酸或α 酮戊二酸的氧化脱羧反应，所以又称为羧化辅酶。 酸或 –酮戊二酸的氧化脱羧反应，所以又称为羧化辅酶。
NH2 N H3C N CH2
维生素D 维生素D的结构
R
HO
在生物体内，D2和D3本身不具有生物活性。 在生物体内，D2和D3本身不具有生物活性。它们在肝脏和 本身不具有生物活性 肾脏中进行羟化后，形成1 25-二羟基维生素D 其中1 肾脏中进行羟化后，形成1，25-二羟基维生素D。其中1， 25-二羟基维生素D3是生物活性最强的。 D3是生物活性最强的 25-二羟基维生素D3是生物活性最强的。 主要功能：调节钙、磷代谢，维持血液中钙、磷浓度正常， 主要功能：调节钙、磷代谢，维持血液中钙、磷浓度正常， 促使骨骼正常发育。 促使骨骼正常发育。
NH2 CONH2 O O N
+ -
N N
N
O
CH2OPOPOCH2 N O O O OH
OH
OH
OH(OPO3H2)
⑤
维生素B 维生素B6和磷酸吡哆醛 维生素B 包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。 维生素B6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。
CHO HO H3C N CH2 OH HO H3C N CH2NH2 CH2 OH
⑧
维生素B 维生素B12和B12辅酶 维生素B 又称为钴胺素。维生素B 分子中与Co 维生素B12又称为钴胺素。维生素B12分子中与Co+ 相连的CN基被5 CN基被 脱氧腺苷所取代， 相连的CN基被5’-脱氧腺苷所取代，形成维生 辅酶。 素B12辅酶。 维生素B 辅酶的主要功能是作为变位酶的辅酶， 维生素B12辅酶的主要功能是作为变位酶的辅酶， 催化底物分子内基团(主要为甲基)的变位反应。 催化底物分子内基团(主要为甲基)的变位反应。

1-生育三烯酚
生育酚
生育酚自由基
取代基 5，7，8—三甲基
生育酚 α—
X＝C15H31
三烯生育酚
X＝C15H25Βιβλιοθήκη α—5，8—二甲基
7，8—二甲基 8—甲基
β—
γ — δ—
β—
γ — δ—
（三）性质与功能 • 1.性质： • 状态：α-生育酚为黄色油状液体， • 溶解性：溶于油脂及脂溶剂， • 稳定性：对热和酸、碱 • 易被氧化，金属离子如Fe2+能促进维生素E的氧化。
第4章
维生素
●掌握维生素与辅酶或辅基的关系。 ●了解各种辅酶或辅基的结构，熟悉各种辅酶 或辅基功能。 ●了解维生素的分类和主要生理功能，熟悉缺乏时所引 起的缺乏症。
第一节 维生素的概念和分类 一、维生素（Vitamin，V） 概念：是维持机体正常生命活动不可缺少的一类小 分子有机化台物。尽管机体时这类物质的需要量很少， 但由于这类物质在体内不能合成，或合成的量不能满 足机体的需要，大多数必需从食物中摄取。 功能：绝大多数作为辅酶或辅基的组成成分，参与 机体物质代谢。
硫辛酸是一种酰基载体，存在于丙酮酸脱氢酶和α-酮戊二酸脱氢酶 中，与糖代谢关系密切。硫辛酸在α-酮酸氧化作用和脱羧作用时具有 偶联酰基转移和电子转移的功能。
硫辛酸(lipoic acid )的氢载体作用和酰基载体作用
S S C C
(CH2)4COO-
C
氧化型硫辛酸
OH
CH3-C- H
O
(CH2)4COO-
表 若干食物中维生素E的含量
单位：μg／g
食 物 小麦胚油 棉籽油 花生油 大豆油 橄榄油
含 量 1 000-3 000 600-900 260-360 100-400 50-300

2. 维生素B2和黄素辅基
• 是由核醇、黄 素(6，7-二甲 基异咯嗪)缩合 而成，故又称 核黄素。
• 来源： 动植物， 人体可合成
• 在体内核黄素是以黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤 二核苷酸(FAD)的形式存在。
FMN是核黄素与磷酸结合的产物 FAD是FMN与AMP缩合的产物
由于在核黄素的异咯嗪环上的第1、10位氮原子上具 有两个活跃的双键，易加氢和脱氢，发生氧化还原 反应，故FMN和FAD具有氧化和还原型两种形式，作 为多种氧化还原酶（脱氢酶）的辅基，起传递氢原 子作用。
• 硫辛酸作为辅酶，存在于丙酮酸脱氢酶和α-酮戊二酸 脱氢酶中，起到递氢和转移酰基的作用。
• 硫辛酸在自然界广泛分布，肝和酵母中含量丰富尤为 丰富。在食物中硫辛酸常和维生素B1同时存在。
三、脂溶性维生素
Vit 别名 生理功能
缺乏症
A 视黄醛 合成视紫红质 夜盲症、干眼病
D 钙化醇 促进钙磷吸收 佝偻病、软骨病
• 转氨酶通过磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互 转换，起转移氨基的作用。
• 在氨基酸脱羧反应中为脱羧酶的辅酶
6. 生物素
• 维生素B7
• 由噻吩环和尿素结合 而成的一个双环化合 物，侧链上有一个戊 酸
• 作为多种羧化酶辅基 催 化 CO2 的 固 定 及 羧 化反应。
尿素 噻吩
O
C
HN
NH
H2C
CH (CH2)4COOH
E 生育酚 抗氧化 治疗习惯性流产
K 凝血Vit 合成凝血因子 凝血时间延长
• 维生素A（菠菜、番茄、胡萝卜和动物肝 脏、奶制品、鱼肝油）
• 维生素D（鱼肝油、动物肝、蛋为主要来 源）
• 维生素E（植物油）

膳食中长期缺乏维生素B2，眼角膜和口角血管 增生，引起白内障、眼角膜炎、舌炎和阴囊炎等。
（三）维生素B3（泛酸，遍多酸pantothenic acid） （1）结构
CH3 HO CH2 C CH C O NH CH2 CH2 C O OH
CH3 OH
α ,γ -二羟-β ,β -二甲基丁酸
β -丙氨酸
（3）功能 维生素B2是FMN是FAD的组成成分，FMN和 FAD是脱氢酶的辅酶。维生素B2的生理功能是
作为递氢辅酶，参与生物氧化作用。维生素B2
每人每天需要量：儿童0.6mg，成人1.6mg。动 物体内不能合成维生素B2。过量则排出。
FMN 黄素单核苷酸
FAD 黄素腺嘌呤二核苷酸
① 氧化型的FMN或FAD是黄色的，还原后成无色。 ② FMN或FAD有强烈的黄绿色荧光，还原后荧光 消失。 ③ 紫外吸收 氧化态吸收峰为260nm，375nm，450nm，还原后 260nm还存在，但375nm，450nm的吸收峰消失。 （４）缺乏症
（二）维生素D族
维生素D具有抗佝偻病作用，又称抗佝偻病维 生素。已确知有4种，即维生素D2、D3、D4、D5， 均为类固醇衍生物，其中D2和D3较为重要。 只在动物体内含有维生素D，鱼肝油中含量最 丰富。动、植物组织中含有能转化为维生素D的固 醇类物质，经紫外光照射可转变为维生素D。目前 尚不能用人工方法合成，只能用紫外光照射维生素 D原的方法来制造。
脚气病
因维生素B1严重缺乏而引起的多发性神经炎。
患者的周围神经末梢及臂神经丛均有发炎和退化 现象，伴有心界扩大、心肌受累、四肢麻木、肌 肉瘦弱、烦躁易怒和食欲不振等症状。同时因丙 酮酸脱羧作用受阻，组织和血液中乳酸量大增， 湿性脚气病还伴有下肢水肿。

反式视黄醛和顺式视黄醛
D
维生素D Vitamin D
7-脱氢胆固醇------> Vitamin D3 胆钙化 醇 7-Dehydrocholesterol ---->Vitamin D2
维生素D2 Vitamin D2
麦角固醇ergosterol在紫外线作用下转化 为麦角钙化醇ergocalciferol
The earliest symptoms of thiamin deficiency include constipation, appetite suppression, nausea as well as mental depression, peripheral neuropathy and fatigue. Chronic thiamin deficiency leads to more severe neurological symptoms including ataxia, mental confusion and loss of eye coordination. Other clinical symptoms of prolonged thiamin deficiency are related to cardiovascular and musculature defects. The severe thiamin deficiency disease known as Beriberi, is the result of a diet that is carbohydrate rich and thiamin deficient. An additional thiamin deficiency related disease is known as Wernicke-Korsakoff syndrome. This disease is most commonly found in chronic alcoholics due to their poor dietetic lifestyles.

(四)维生素PP ( 维生素B5 )
• 是吡啶衍生物，以两种形式存在：尼克酸(烟酸)和尼克酰 胺(烟酰胺)
• 色氨酸是合成维生素B5 的前体。玉米中缺乏色氨酸。
COOH
CONH2
N
N
a
19
维生素B5与 NAD+ 和 NADP+辅酶
+
+
辅酶Ⅰ（NAD+） CoI 烟酰胺-－腺嘌呤二核苷酸
辅酶Ⅱ（NADP+）CoII
缺乏症：凝血时间延长。长期食用抗生素、新生儿、缺少绿
色蔬菜均易造成维生a素K缺乏。
10
第三节 水溶性维生素与辅酶
一、维生素B群
❖B 族维生素均可作为辅酶的组分参与代谢。
a
11
(一)维生素B1 (硫胺素) 抗神经炎维生素
•
NH2
N
H3C N
嘧啶环
CH2
亚甲基
ClN+
S
噻唑环
CH3 CH2CH2 OH
a
2
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பைடு நூலகம்国的F. G. Hopkins发现大鼠喂纯化饲料
（包括蛋白质、脂肪、糖类、和矿质）和水，不 能存活；添加微量牛奶就能正常生长。
• 他们两人因发现维生素而获诺贝尔奖。
来源：肝、蛋、玉米油、大豆油、小麦、甜瓜等。
a
9
四、维生素K
O
1 2 CH3
（是异戊二烯衍生物）
O
维生素K是2-甲基萘醌的衍生物
种类：K1,K2,K3。其中K3是人工合成的。 维生素K的来源：食物来源和肠道微生物合成。

CH2－S CH2－SH CH2－SH CH2 OH CH2 O CH2 CH －S ＋ CH3－CH－TPP CH－S－C－ CH3 CH －SH (CH2)4 TPP (CH2)4 (CH2)4 CoA 乙酰CoA CONH－Ez CONH－Ez CONH－ Ez
在此反应中，硫辛酸起传递乙酰基和传递氢 （参与氧化还原反应）的作用。
3、来源
广泛存在于水果、蔬菜中。 缺乏症∶坏血病（原因是羟化酶的活 性受到影响）。 成年人的需要量∶45-75mg。
十、硫辛酸
1、结构∶是一个含硫的八碳酸。 (见图) 2、功能∶ 它是α-酮酸氧化脱羧酶系 的辅酶，以及转羟乙醛基的辅酶，起 转移酰基和氢的作用，与糖代谢关系 密切。
例：作为丙酮酸脱氢酶的辅酶。
二、维生素B2和FMN、FAD
1、结构 维生素B2又称核黄素，是核醇与6，7二甲基异咯嗪缩合的糖苷化合物。 (见图) 在细胞中，维生素B2参加组成两种重 要辅酶FMN和FAD。
FMN∶黄素单核苷酸 FAD∶黄素腺嘌呤二核苷酸 (结构见图) FMN、FAD在与酶蛋白结合时 紧密，成为酶的辅基，这些酶制剂 呈黄色，故称为黄酶。
在物质代谢中，乙酰CoA是一个重要的分 解代谢交汇点和合成代谢的分支点。 糖代谢 → 丙酮酸
脂代谢 → 脂肪酸
蛋白质代谢 → 部分氨基酸 乙酸、乙醛
O CH3－C ～ SCoA
3、性质
4、来源
(略)
在生物界分布很广，故取名泛酸。 在蜂蜜中含量最多。
四、维生素B5与辅酶Ⅰ(CoⅠ)、辅酶 Ⅱ(CoⅡ) 1、结构 又称抗糙皮病因子或维生素PP。 它包括尼克酸(又叫烟酸)和尼克酰 胺(又叫烟酰胺)两种结构形式。
2、功能 (1)抗氧化，保护生物膜和维持肌肉的正 常功能。 (2)维持生育机能。

•来源；肝、蛋黄、鱼肝油、奶等，其中鱼肝油最多。 •缺乏症：佝偻病，软骨病，手足抽筋。 •使用维生素Ｄ先补充钙
维生素d缺乏性佝偻病可以
３、维生素E族（又称生育酚、育酚）
1．结构
6-羟苯骈二氢吡喃衍生物
CH3
HO
5
4
6
3
CH3
7 8
H3C
1 2 CH2 CH2 CH2 CH
O
CH3
CH2 3 H
CH3
FMN 和FAD的分子结构
•功能：作为递氢体（双递氢体），把氢从底物传到受体
FMN（FAD）
2H
FMNH2（FADH2） 2H
来源；小麦、青菜、黄豆、蛋黄、肝等
缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口 腔发炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。
3.VitPP（维生素B5或抗癞皮病维生素）：
• 化学本质：是吡啶的衍生物；包括尼克酸（烟酸）和尼克酰 胺（烟酸胺，体内主要存在形式）。
第四章 维生素与辅酶
本章学习目标
一 、 掌握维生素的概念、分类。 二 、 掌握 B 族维生素与辅酶的关系及功能, 三 、 理解 B 族维生素和维生素 C 的性质，来源和缺乏
症, 了解化学结构特点。 四 、 了解脂溶性维生素的来源、生理功能和缺乏症，了
解其化学结构。
维生素的概念、基本功能和分类
➢维生素（vitamin）——维持机体正常生命活动不可缺 少的一类小分子有机化合物，人和动物不能合成它们， 或者合成量不足，必须从食物中摄取。
③ 视循环
视紫红质 （11-顺视黄醛-视蛋白）
光
暗 视蛋白 + 11-顺视黄醛
异构酶
全反视黄醛 + 视蛋白
NADH + H+ 醇脱氢酶