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1、第 7 章 维生素与辅酶,Vitamins and Microelements,维生素是维持生物正常生命过程所必需的一类小分子有机物，需要量很少，但对维持健康十分重要。维生素不能供给机体热能，也不能作为构成机体组织的物质，其主要功能是通过作为辅酶的成分调节机体代谢。长期缺乏任何一种维生素都会导致相应的疾病（维生素缺乏症）。,最早分离出的维生素（维生素B1）是一种胺类（amine），将维生素取名为Vitamine（生命胺，最初中译为维他命），但并非所有的维生素都含氨基，改为Vitamin（V）。,6、7 世纪前，我国已有脚气病和“雀目症”的记载。,生物对维生素的需要情况取决于：1. 在代谢过程中
2、是否需要；2. 自身能否合成。,肝、胆疾病可阻碍维生素的吸收。,长期口服抗生素可抑制肠道菌生长，引起Vk、生物素、叶酸、泛酸等的缺乏。,妊娠、哺乳、强体力劳动、高温操作，维生素B1和B2的需要量相应增加。,医疗上用维生素防治维生素不足而引起的疾病。,长期大量使用维生素A和维生素D会引起中毒；维生素B1用量过多会引起周围神经痛觉缺失；长期大量使用维生素B12会引起红细胞过多；口服维生素C过多可破坏膳食中维生素B12而引起贫血。,维生素,水溶性维生素,脂溶性维生素,：维生素B族（B1、B2、泛酸、维生素PP、B6、生物素、叶酸，B12）和维生素C等。,：维生素A、D、E、K等,第 一 节 脂溶性维
3、生素,Lipid-soluble Vitamins,共同特点 均为非极性疏水的异戊二烯衍生物 不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂 在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收 吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输 种类 VitA, VitD, VitE, VitK,一、维生素A（抗干眼病维生素）,天然形式：A1（视黄醇） A2（3-脱氢视黄醇） 活性形式 ：视黄醇、视黄醛、视黄酸 维生素A原：-胡萝卜素,（一）化学本质与性质,视黄醇,维生素A只存在于动物性食物中，包括A1 和 A2两种。A1即视黄醇，主要存在于咸水鱼的肝脏；A2即3-脱氢视黄醇，主要存在于淡水鱼肝脏。在高等植物和
4、动物中普遍存在的-胡萝卜素可转变为维生素A。,3-脱氢视黄醇,维生素A1一般为黄色粘性油体，纯体可结晶为黄色三棱晶体，熔点63。维生素A2尚未制成晶体。,维生素A不溶于水，而溶于油脂和乙醇，易氧化，在无氧条件下，相当耐热。易被紫外光所破坏。在氯仿和乙醇溶液中，维生素A1的吸收峰在328nm，维生素A2的吸收峰在345nm及350nm。在乙醇溶液中，维生素A1与三氯化鏑作用产生的蓝色溶液在620nm处有一特殊吸收光带，维生素A2在693nm和697nm各有一吸收光带。,维生素A除了促进年幼动物生长外，其主要功能为维持上皮组织的健康及正常视觉，还有助于动物生殖和泌乳。,（二）生化作用 1.生化作用
5、 构成视觉细胞内感光物质（见后图） 参与糖蛋白的合成，维持上皮组织的分化与健全 其他作用，如影响细胞的分化 2.缺乏症 夜盲症，干眼病，皮肤干燥等 3. 过量 导致骨 质脱钙、骨脆性增加、生长受抑、长骨变粗及 骨关节疼痛；皮肤干燥、发痒、鳞皮、皮疹、脱皮、脱发、指（趾）甲易脆；易激动、疲乏、头痛、恶心、呕吐、肌肉无力、坐立不安。食欲降低、腹痛、腹泻、肝脾肿大、黄疸；血液中血红蛋白和钾减少，凝血时间延长，易于出血。,视紫红质,视蛋白,11-顺视黄醛,全反视黄醛,暗处,光,视紫红质的合成、分解与视黄醛的关系,二 、维生素D（抗佝偻病维生素）,种类：VitD2（麦角钙化醇） VitD3（胆钙化醇）
6、VitD2原：麦角固醇 VitD3原： 7-脱氢胆固醇 麦角固醇VitD2 胆固醇7-脱氢胆固醇VitD3,（一）化学本质和性质,维生素D,VitD3的活性形式： 1, 25- (OH)2-VitD3 促进小肠和骨骼吸收钙,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元的方法来制造。,维生素D为无色晶体，不溶于水而溶于油脂及脂溶剂，
7、相当稳定，不易被酸、碱或氧化破坏。,肝25-羟化酶,维生素D3 （胆钙化醇）,肾,骨,胎盘中的 1-羟化酶,1, 25-二羟维生素D3 （1, 25-二羟胆钙化醇）,在体内的转变,24, 25-二羟维生素D3 （24, 25-二羟胆钙化醇）,肾,骨,胎盘、软骨 中的24-羟化酶,1. 生化作用 作用于小肠粘膜、肾及肾小管，促进钙磷吸收，有利于新骨的形成、钙化。,2. 缺乏症 儿童佝偻病 成人软骨病,（二）生化作用,3.过量(最高摄入量为20g/日) 引起中毒。中毒的症状是异常口渴，眼睛发炎，皮肤搔痒，厌食、嗜睡、呕吐、腹泻、尿频以及钙在血管壁、肝脏、肺部、肾脏、胃中的异常沉淀，关节疼痛和弥漫性
8、骨质脱矿化。,三、维生素E,（一）化学本质与性质 种类：生育酚，生育三烯酚 易自身氧化，故能保护其他物质。,维生素E又称生育酚或抗不育维生素，已知有8种，其中4种（、-生育酚）较为重要，-生育酚的效价最高。动物组织的维生素E都是从食物中取得的。,维生素E为淡黄色无嗅无味油状物，不溶于水而溶于油脂。不易被酸、碱和热破坏，无氧条件下热至200也稳定。极易被氧化。易被紫外光破坏。在259nm有吸收峰。 成年人营养补充维生素每日参考用量：维生素E为14mg。, CH3 H, H CH3,a CH3 CH3, H H,R1 R2,（二）生化作用 1.生化作用： 抗氧化作用 维持生殖机能 促进血红素代谢,
9、2.缺乏维生素E： 会导致动脉粥样硬化，血浓性贫血，癌症，白内障等其他老年腿行性病变疾病 ；形成疤痕；会使牙齿发黄；引发近视；引起残障、弱智儿；引起男性性功能低下；前列腺肥大等等。 3.过量： 引起反胃，胃肠气胀，腹泻和心脏急速跳动的不良反应。,四、维生素K（凝血维生素）,（一）化学本质及性质,天然形式：K1、K2（脂溶性） 人工合成：K3、K4（水溶性）,维生素K是一类能促进血液凝固的萘醌衍生物。1929年，H. Dam发现。有K1、K2、K3三种，K1、K2为天然产物，K3为人工合成品。,维生素K1为黄色油状物。维生素K2为黄色晶体。溶于油脂及有机溶剂，如乙醚、丙酮等，耐热，但易被光破坏。
10、,维生素K的主要作用是促进血液凝固，因维生素K是促进肝脏合成凝血酶原的重要因素。,（二）生化作用及缺乏症 生化作用 维持体内凝血因子、 、 和的正常水平，参与凝血作用 2. 缺乏表现: 新生儿出血疾病、成人不正常凝血、低凝血酶原症。 一般成年人一天约自食物中摄取每公斤体重1mcg2mcg的量便足够。,双羟香豆素,第 二 节 水溶性维生素,Water-soluble Vitamins,共同特点 易溶于水，故易随尿液排出。 体内不易储存，必须经常从食物中摄取。,概述,种类 B族维生素和维生素C,一、维生素B1,维生素B1又名硫胺素(thiamine) 体内活性形式为焦磷酸硫胺素(TPP),（一）化
11、学本质及性质,焦磷酸硫胺素(TPP),维生素B1由一含S的噻唑环和一含NH2的嘧啶环组成，又称硫胺（素）（Thiamine）。,硫胺素 + ATP,Mg2+,硫胺素激酶,TPP + AMP,硫胺素,TPP是-酮酸氧化脱羧酶的辅酶， 也是转酮醇酶的辅酶。 在神经传导中起一定的作用， 抑制胆碱酯酶的活性。,（二）生化作用,1. 生化作用,丙酮酸脱羧酶 + TPP,转酮醇酶,2. 缺乏症（成人的建议每日摄取量是1015mg。妊娠、哺乳期每天摄取1516mg） 脚气病，末梢神经炎,3.过量 多余的分量完全排出体外，不会贮留在人体中。每天服用超过510g时，偶尔会出现发抖、疱疹（herpes）、浮肿、神
12、经质、心跳增快及过敏等的副作用。,二、维生素B2,（一）化学本质及性质 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（riboflavin），是一种核糖醇与6，7二甲基异咯嗪的缩合物，在自然界多与蛋白质结合成黄素蛋白。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,7,8,9,10,核糖醇基,异咯嗪基,维生素B2为橘黄色的针状晶体，味苦，微溶于水，极易溶于碱性溶液，对光和碱不稳定,FMN，flavin mononucleotide,FAD，flavin adenine dinucleotide,VB2 + AT
13、P FMN + ADP FMN + ATP FAD +PPi,（二）生化作用 1.生化作用：FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，主要起氢传递体的作用。 FMN和FAD黄色；FMNH2和FADH2无色 紫外吸收FMN和FAD ： 260nm、375nm、450 nm FMNH2和FADH2 ： 260nm 2.缺乏症（成人的建议每日摄取量是1.7mg） 口角炎，唇炎，阴囊炎等。,3.过量 引起搔痒、麻痹、灼热感、刺痛等。 RCH2CH2CO-SCOA+FAD RCH=CHCO-SCOA+FADH2(酰基辅酶A脱氢酶),三、维生素B5（维生素PP）,维生素PP包括 尼克酸(nicotinic a
14、cid) 尼克酰胺(nicotinamide),体内活性形式 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）化学本质及性质,维生素PP过去称抗赖皮病维生素或维生素B5，包括尼克酸（烟酸）和尼克酰胺。尼克酰胺的副作用较小（如引起面部、颈部发赤发痒和烧灼感），医疗及营养上多用尼克酰胺。尼克酰胺为维生素B5的化学名。,尼克酸（nicotinic acid）,N,CONH2,尼克酰胺（nicotinamide）,尼克酸及尼克酰胺为无色晶体，前者熔点为236，后者熔点为129131，是维生素中较稳定的，不被光、空气及热破坏。溶于水及酒精。与溴化氰作用产生黄绿色化合物
15、，可作为定量基础。,NAD+：R为 H,NADP+：R为,尼克酰胺,1. 生化作用 NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。 紫外吸收：NAD+和NADP+ 260nm NADH和NADPH 260nm 340nm,（二）生化作用及缺乏症,2. 缺乏症 癞皮病,四、维生素B6,（一）化学本质及性质 维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺 体内活性形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺,吡哆素为无色晶体，易溶于水及乙醇，在酸液中稳定，在碱液中易被破坏，对光不稳定，吡哆醇耐热，吡哆醛和吡哆胺不耐高温。,吡哆素 + FeCl3 红色产物,吡哆素 + 重氮化对一氨
16、基苯磺酸 橘红色产物,吡哆素 + 2，6-二氯醌氯亚胺 蓝色产物,（二）生化作用 1.生化作用 磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶，也是-氨基-酮戊酸合酶（ALA合酶）的辅酶。,2.缺乏症 食欲不振、食物利用率低、失重、呕吐、下痢等毛病。严重缺乏会有粉刺、贫血、关节炎、小孩痉挛、忧郁、头痛、掉发、易发炎、学习障碍、衰弱等。,五、维生素B7（生物素）,广布于动物及植物组织，它与酶蛋白活性部位的某个赖氨酸残基的-氨基以酰胺键结合生成 -N-生物素酰L-赖氨酸，亦称生物胞素。卵蛋白质含有能与生物素紧密结合的抗生物素蛋白。如大量食用生鸡蛋，因妨碍生物素的吸收，可导致人类生物素缺乏症。,与羧基结合生 成羧基生物素,与赖氨酸残基-氨基结合成生物胞素,（二）
