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1、第六章 维生素与辅酶,维生素的定义,维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一类微量有机物质。 维生素一般习惯分为脂溶性和水溶性两大类。其中脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用，而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起调节作用。,维生素的命名 根据拉丁字母顺序 分A、B、C、D等;中文以甲、乙、丙、丁等 根据生物学作用命名； 如VB1，有防止神经炎的功能，所以又称为抗神经炎维生素；VC，有防止坏血病的作用，称抗坏血酸。 根据其化学结构命名； 如VB1，因分子中含有S和NH2，又称硫胺素。 1956年国际纯化学和应用化学命名委员会要求按化学性质来命名，但是该建议未被采用，现仍用习惯命名法。,
2、辅酶coenzyme和金属离子,根据酶的组成情况，可以将酶分为两大类： 单纯蛋白酶：它们的组成为单一蛋白质. 结合蛋白酶：某些酶，例如氧化-还原酶等，其分子中除了蛋白质外，还含有非蛋白组分. 结合蛋白酶的蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分包括辅酶及金属离子(或辅因子cofactor)。 酶蛋白与辅助成分组成的完整分子称为全酶。单纯的酶蛋白无催化功能.,一、水溶性维生素与辅酶,某些小分子有机化合物与酶蛋白结合在一起并协同实施催化作用，这类分子被称为辅酶（或辅基）。 辅酶是一类具有特殊化学结构和功能的化合物。参与的酶促反应主要为氧化-还原反应或基团转移反应。 大多数辅酶的前体主要是水溶性 B 族维
3、生素。许多维生素的生理功能与辅酶的作用密切相关。,(1) 维生素PP,烟（菸）酸和菸酰胺，在体内转变为辅酶I和辅酶II。 能维持神经组织的健康。缺乏时表现出神经营养障碍，出现皮炎。,一、水溶性维生素与辅酶,(1) 维生素PP和NAD+ 和NADP+,NAD+ (烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶I) 和NADP+(烟酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸,又称为辅酶II )是维生素烟酰胺的衍生物。,一、水溶性维生素与辅酶,功能：是多种重要脱氢酶的辅酶。,烟酸为白色针状结晶，性质稳定，不易被酸、碱及热破坏，易溶于水。肉类、花生、酵母、米糠中烟酸含量丰富。动物可利用色氨酸合成烟酸，人体内的烟酸大都来自色氨酸。玉
4、米中色氨酸含量极少。以玉米为主食地区居民易缺乏。 缺乏烟酸或色氨酸时易患赖皮病（糙皮病，又称对称性皮炎）。糙皮病的主要症状为；裸露的皮肤上产生黑红色的斑点，并有口炎，舌炎，胃功能失常腹泻等。 烟酸可维持神经系统的正常功能，人缺乏烟酸或烟酰胺，易头晕、抑郁等。,(2)核黄素（VB2),核黄素(维生素B2)由核糖醇和6，7-二甲基异咯嗪两部分组成。 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。,一、水溶性维生素与辅酶,(2)核黄素和 FAD和FMN,FAD(黄素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黄素单核苷酸)是核黄素(维生素B2)的衍生物。,一、水溶性维生素与辅酶,功能：
5、在脱氢酶催化的氧化-还原反应中，起着电子和质子的传递体作用。,维生素B2在自然界广泛分布，豆类、肝脏，苜蓿中含量丰富。酵母、鸡蛋、鱼、绿色蔬菜中也多。动物不能合成，植物和微生物能合成。需要量12毫克。 缺乏维生素B2出现口舌发炎，眼角膜炎等，鼠缺乏，皮肤干燥，停止生长。,(3) 泛酸和辅酶A(CoA),维生素(B3)-泛酸是由，-二羟基-二甲基丁酸和一分子- 丙氨酸缩合而成。,一、水溶性维生素与辅酶,(3) 泛酸和辅酶A(CoA),辅酶A是生物体内代谢反应中酰化酶的辅酶。,一、水溶性维生素与辅酶,功能：是传递酰基，是形成代谢中间产物的重要辅酶。,泛酸在自然界广泛分布，且为酸性，因此而得名。泛酸
6、在酵母、蜂王浆、肝、肾、瘦肉和花生等中含量丰富，人体肠道可以合成，一般不会缺乏。若缺乏泛酸，可引起皮炎。临床上用泛酸做治疗白细胞减少症、各种肝炎、动脉硬化等。 泛酸为黄色油状物，在中性条件下稳定，无臭，但有苦味。泛酸的商品名是泛酸钙。,(4) 叶酸和四氢叶酸(FH4或THFA),四氢叶酸是合成酶的辅酶，其前体是叶酸(又称为蝶酰谷氨酸，维生素B11)。,四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如-CH3, -CH2-, -CHO 等的载体，参与多种生物合成过程。,一、水溶性维生素与辅酶,(5) 硫胺素,硫胺素(维生素B1)在体内以焦磷酸硫胺素(TPP)形式存在。缺乏时表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心力
7、衰竭、四肢无力、下肢水肿。,一水溶性维生素与辅酶,(5) 硫胺素和焦磷酸硫胺素(TPP),焦磷酸硫胺素是脱羧酶的辅酶，它的前体是硫胺素(维生素B1)。,功能：是催化酮酸的脱羧反应,一水溶性维生素与辅酶,维生素B1，又称抗脚气病维生素，抗神经炎因子，硫胺素等。广泛分布于种子外皮、胚芽中，米糠、酵母、瘦肉中含量也多。中药车前子，防风等也富含VB1。 VB1为白色粉末状，其盐酸盐为白色针状结晶。在酸性、中性条件下较稳定。 若缺乏维生素B1，则造成TPP不能合成，糖代谢中间产物-酮酸积累，由此刺激神经末梢，易患神经炎，出现健忘、不安、易怒、或忧郁等症状；由于-酮酸不能脱羧，使能量供应受阻，进而影响神经
8、和心肌的代谢和机能，出现心跳加快，下肢沉重，手足麻木，并有蚂蚁在爬的感觉，临床上称脚气病。此外，维生素B1也影响胆碱酯酶活力。,(6)吡哆素,吡哆素(维生素B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)。,一、水溶性维生素与辅酶,(6)吡哆素和磷酸吡哆素,磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。,一、水溶性维生素与辅酶,磷酸吡多醛是转氨酶的辅酶，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。,(7) 生物素,生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种B族维生素B7,一、水溶性维生素与辅酶,生物素的功能是作为CO2的递体，在生物合成中起传递和固定CO2的作用。,(8) 维生素B12辅酶,维生素B
9、12又称为钴胺素。维生素B12分子中与Co+相连的CN基被5-脱氧腺苷所取代，形成维生素B12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。(P132),一、水溶性维生素与辅酶,（9）硫辛酸,硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶。硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有两种形式，即硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型）.,维生素C,在体内参与氧化还原反应，羟化反应等。人体不能合成。,二、脂溶性维生素,维生素A,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶于水，在食物中通常与脂肪一起存在，吸收它们，需要脂肪和胆汁酸。,1，维生素A,维生素A分A1, A2两种，是不饱和一元醇类
10、。维生素A1又称为视黄醇，A2称为脱氢视黄醇。,2,维生素D,维生素D是固醇类化合物，主要有D2,D3, D4, D5。其中D2,D3活性最高。,维生素D的结构,在生物体内，D2和D3本身不具有生物活性。它们在肝脏和肾脏中进行羟化后，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。,维生素D为类甾醇衍生物，具有抗佝偻病作用，称为抗佝偻病维生素。其家族中最重要的成员是： 麦角钙化甾醇，即VD2；胆钙化甾醇，即VD3 1，25二羟维生素D3的主要靶细胞是肠粘膜、骨骼和肾小管，主要功能是促进小肠粘膜细胞对钙和磷的吸收，促进肾小管对钙、磷的重吸收，促进新骨形成。它与降钙素
11、和甲状旁腺素（PTH）一道调节体内钙和磷的平衡,cholecalciferol,维生素D3,Cholesterol 胆固醇,7-Dehydrocholesterol 7-脱氢胆固醇,Hydroxylase 羟化酶,3，维生素E,又叫做生育酚，目前发现的有6种，其中，四种有生理活性。,维生素E中以-生育酚生理活性最高，若以它为基准，则-、-、及-生育酚的生理活性分别为40%、8%及20%；就抗氧化作用而言，是-生育酚最强， -生育酚最弱。维生素E能捕捉自由基使其苯苄吡喃环上酚基失去一个氢而形成生育酚自由基，生育酚自由基又进一步与另一自由基反应生成非自由基产物-生育醌。 维生素E一般不易缺乏，正常
12、血浆中维生素E浓度为0.9-1.6mg/100mL，若低于0.5mg/100mL，则为缺乏。主要症状为红细胞数量减少、脆性增加，寿命缩短，常表现出贫血。,4，维生素K,维生素K有3种，K1,K2,K3。其中K3是人工合成的。维生素K是2-甲基-1，4-萘醌的衍生物。,维生素K有促进凝血的功能，又称凝血维生素，天然的维生素K有两种，即K1和K2。 K1在绿叶和动物肝中丰富； K2是肠道微生物的代谢产物。目前应用最多的是人工合成的K3。,维生素K的主要生理功能是促进肝脏合成凝血酶原（凝血因子），同时调节另外3个凝血因子、和的合成。 缺乏维生素K时，凝血时间延长，常发生肌肉和肠胃道出血。 维生素K的
13、循环略 一般情况下，不会缺乏维生素K,(10) 辅酶Q(CoQ),辅酶Q又称为泛醌，广泛存在与动物和细菌的线粒体中，其结构为：,辅酶Q的活性部分是它的醌环结构，主要功能是作为线粒体呼吸链氧化-还原酶的辅酶，在酶与底物分子之间传递电子。,辅酶在酶促反应中的作用特点,辅酶在催化反应过程中，直接参加了反应。 每一种辅酶都具有特殊的功能，可以特定地催化某一类型的反应。 同一种辅酶可以和多种不同的酶蛋白结合形成不同的全酶。 一般来说，全酶中的辅酶决定了酶所催化的类型（反应专一性），而酶蛋白则决定了所催化的底物类型（底物专一性）。,二， 酶分子中的金属离子,根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：金属酶
14、和金属激酶。 在金属酶中,酶蛋白与金属离子结合紧密。如 Fe2+/ Fe3+ 、Cu+/Cu3、Zn2+ 、Mn2+、Co2 等。 金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子，在酶促反应中传递电子，原子或功能团。,金属酶中的金属离子与配体,金属离子 配体 酶或蛋白 Mn2 咪唑 丙酮酸脱氢酶 Fe2+/Fe3+ 卟啉环，咪唑， 血红素， 含硫配体 氧化-还原酶， 过氧化氢酶 Cu+/Cu2+ 咪唑，酰胺 细胞色素氧化酶 Co2+ 卟啉环 变位酶 Zn2+ -NH3，咪唑，（-RS）2 碳酸酐酶，醇脱氢酶 Pb2 -SH d-氨基- g-酮戊二酸脱水酶 Ni2 -SH 尿酶,金属激酶中的金属离子,激酶是一种磷酸化酶类，在ATP存在下催化葡萄糖，甘油等磷酸化。 其中的金属离子与酶的结合一般较松散。在溶液中，酶与这类离子结合而被激活。 如Na+ 、K+、 Mg2+、 Ca2+ 等。金属离子对酶有一定的选择性,某种金属只对某一种或几种酶有激活作用。,
