第五章 维生素与辅酶,脂溶性维生素：A、D、E、K等， 单独具有生理功能第一节 维 生 素,维生素是参与生物生长发育和代谢所必需的一类微量小分子有机化合物，体内不能合成或合成不足，必须由食物供给维 生 素,水溶性维生素：B1、B2、B6、B12、C等， 辅酶机体缺乏维生素时，物质代谢会发生障碍 各种维生素的生理功能不同，缺乏不同的维生素会产生不同的疾病，这种由于缺乏维生素而引起的疾病称为维生素缺乏症维生素缺乏症,一、脂溶性维生素,1、维生素A和胡萝卜素,化学名称,视黄醇,结 构,环己烯不饱和一元醇，包括A1和A2来 源,肝脏、乳制品、蛋黄、胡萝卜、绿叶蔬菜、玉米等维 生 素 A,功 能,与视觉有关缺乏会导致夜盲症活性形式,11-顺式视黄醛,,,维生素A1和维生素A2的结构式,维生素A在视循环中的作用 维生素A（视黄醇）的侧链有4个双键，可形成8中顺、反异构体在体内视黄醇可以被氧化成视黄醛，变成有活性的形式视紫红质为弱光感受物，当弱光射到视网膜上时，视紫红质分解，并刺激视神经而发生光觉11-顺式视黄醛，在暗光下经视网膜圆锥细胞作用后，与视蛋白结合成视紫红质，形成一个视循环。
当全反视黄醛变成11-顺式视黄醛时，部分全反视黄醛被分解为无用物质，故必需随时补充维生素A，每日补充量1 mg胡萝卜素酶解生成维生素A,α-胡萝卜素 γ-胡萝卜素 黄玉米色素,一个维生素A,β-胡萝卜素,二个维生素A,,,2、维生素D,结 构,类甾醇衍生物,VD3：胆钙化固醇 VD2：麦角钙化固醇,维生素D2的产生,植物甾醇,维生素D3的产生,麦角固醇（D2原）————————维生素D2 （麦角钙化固醇）,来 源,直接来源 ： 鱼肝油、牛奶、蛋黄、肝、肾等VD3,VD3原的转化： 7一脱氢胆固醇（D3原） ———— 维生素D3 （胆钙化固醇）,动物体内,,VD2,酵母、真菌、植物中,VD2原转化,,功 能,调节钙磷代谢，维持血中钙磷正常水平促进新骨的生成与钙化,佝偻症、软骨病、手足抽搐等缺乏症,使用维生素D时应先补充钙！,小肠：促进Ca2+ 的吸收、运输 骨骼：促进Ca2+的沉积 肾小管：促进钙磷的重吸收活性形式,1，25一二羟基胆钙固醇,维生素D3 （胆钙化固醇）,25-羟基胆钙固醇（肝脏）,1，25一二羟基胆钙固醇（肾脏）,,,靶 组 织,,3、 维生素 E,化学名称,生育酚（共有8种，直接具有活性）,结 构,苯骈二氢吡喃的衍生物,,,来 源,植物油：麦胚油、玉米油、花生油、棉子油。
蛋黄、牛奶、水果等1）器质性生殖不育 （2）红细胞减少，贫血,生理功能,（1）抗器质性生殖不育 （2）促进血红素合成，延长红细胞寿命，防 止非缺铁性贫血机 理,VE是一种天然抗氧剂，清除氧自由基，对抗生物膜中不饱和脂肪酸的过氧化，保护生物膜的结构与功能缺乏症,4、 维生素 K,2-甲基-1、4-萘醌的衍生物,,结 构,VK1：绿色蔬菜、动物肝脏、牛奶、大豆 VK2：肠道微生物合成（大肠杆菌、乳酸菌） VK3：临床使用的合成物 VK4：凝血活性更高,来 源,功 能,凝血酶原谷氨酸羧化酶的辅因子，促进肝脏中凝血酶原（因子II ）的活化，并调节其他凝血因子的合成（因子VII 、IX、 X）缺乏症,凝血时间延长，肌肉、胃肠道出血 凝血过程中，许多凝血因子的生成与维生K有关： ①凝血酶原（因子II） ②转变加速因子前体（因子VII） ③血浆凝血酶激酶（因子IX） ④司徒氏因子（因子X）,凝血酶原：N —（Glu）10—X—,凝血酶原：N—（ γ-羧化 Glu）10 —X—,维生素K依赖性的 谷氨酰羧化酶,Ca2+,因子Xa,凝血酶：N—X—,,,,,,凝血酶原的活化,二、水溶性维生素与辅酶,水溶性维生素包括B族维生素、硫辛酸和维生素C。
VB1、VB2、PP、B6、泛酸、生物素、叶酸及B12等B族维生素：,硫胺素 + ATP,Mg2+,TPP + AMP,硫胺素激酶,,1、维生素B1与焦磷酸硫胺素（TPP）,化学名称,硫胺素,别名,抗神经炎维生素、抗脚气病维生素,活性形式,硫胺素焦磷酸（TPP）,结 构,嘧啶-噻唑衍生物,TPP的功能,α-酮酸脱羧酶的辅酶 乙酰乳酸合成酶的辅酶 转酮酶的辅酶 磷酸酮酶的辅酶,缺 乏 症,脚气病、多发性神经炎来 源,谷类的外皮及胚芽、麦麸、米糠、瘦肉2、维生素B2与黄素辅酶（FAD、FMN）,化学名称,核黄素,结 构,7、8-二甲基异咯嗪与核醇的衍生物,黄素单核苷酸（ FMN/FMNH2 ）,黄素腺嘌呤二核苷酸（ FAD /FADH2 ）,在体内以,两种形式存在,核黄素+ATP→FMN+ADP,FMN+ATP→FAD+ppi,黄素单核苷酸（ FMN/FMNH2 ）,黄素腺嘌呤二核苷酸（ FAD /FADH2 ）,酶 底物 产物 辅酶 脂酰-CoA脱氢酶 脂酰-CoA FAD 琥珀酸脱氢酶 琥珀酸 反丁烯二酸 FAD 羟基乙酸氧化酶 羟基乙酸 乙醛酸 FMN,功 能,FMN、FAD作为氧化还原型黄素辅基，可分别与酶蛋白结合（称黄素蛋白），构成脱氢酶的辅基。
黄素蛋白催化的反应,皮肤炎及黏膜炎：口角炎、舌炎、唇炎等来 源,肝脏、酵母、大豆和米糠等缺乏症,,3、 维生素B3与辅酶A,维生素B3也称泛酸、遍多酸，由 α、γ-二羟基-β、 β –二甲基丁酸与β-丙氨酸通过肽键形成的缩合物是辅酶A（CoA）、酰基载体蛋白（ACP）的组成成分来 源,肝脏、肾、蛋、小麦、米糠、花生、豌豆、蜂王浆等功 能,（1）组成CoA-SH （2）组成酰基载体蛋白（acylcarrier protein, ACP),维生素B3（泛酸、遍多酸）的结构,辅酶A（CoA）的结构,乙酰辅酶A,乙酰辅酶A （CoA-SH）是主要的脂酰基载体，乙酰辅酶A是糖代谢、脂肪代谢、氨基酸代谢的枢纽 乙酰辅酶A 被广泛用作各种疾病的重要辅助药物4、 维生素B5 （维生素PP）与烟酰胺辅酶,维生素B5 ，又称抗癞皮病维生素包括：,烟酸（尼克酸，nicotinic acid）,烟酰胺（尼克酰胺，nicotinamide）,结 构,吡啶衍生物,的前体,烟 酰 胺,是合成,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+，辅酶Ⅰ）,烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+，辅酶Ⅱ）,NAD+、NADP+是许多脱氢酶的辅酶,来 源,广泛：肝脏、酵母、花生、谷类、豆类、肉类等。
NAD+和NADP+的结构,,,,,,,NAD+,NADP+,维生素B6包括3种物质：吡哆醛、吡哆胺和吡哆醇5、 维生素B6与磷酸吡哆醛辅酶,结 构,吡啶衍生物,活性形式,磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺,来 源,五谷杂粮 肠道细菌合成,广泛,,磷酸吡哆醛/磷酸吡哆胺作为辅酶，广泛参与涉及氨基酸的各种反应：,转氨基作用,脱羧作用,脱氨基作用,消旋作用,6、 维生素B7 ——生物素与羧化辅酶,结 构,尿素-噻吩-戊酸衍生物,活性位点（N-1）,,,,,生物素是多种羧化酶的辅基,生物素的戊酸羧基与羧化酶中Lys侧链的-NH2共价相连， 通过尿素-N1H的羧化/去羧化作用传递羧基生物素-赖氨酸（生物胞素）复合物,依赖生物素的羧化酶,乙酰CoA羧化酶 生物素羧化酶 (biotin carboxylase) 生物素羧基载体蛋白 （biotin carboxyl carrier protein , BCCP) 转羧基酶 （transcarboxylase),来 源,广泛,肝脏、肾、蛋黄、酵母、蔬菜、五谷杂粮、肠道细菌合成维生素B11又名叶酸，蝶酰谷氨酸7、 维生素B11——叶酸,结 构,活性形式,四氢叶酸（THF），又称辅酶F（CoF）,功 能,传递一碳单位的辅酶,传递的一碳单位有： 甲基、亚甲基（甲叉）、甲川基、甲酰基、亚胺甲基等。
活性位点,N5、N10,来 源,肝脏、肾、酵母、肠道细菌合成等广泛,（1）5’—脱氧腺苷钴胺素 ——甲基丙二酸单酰辅酶A变位酶的辅酶 （2）甲基钴胺素,8、 维生素B12 ——氰钴胺素,化学名称,氰钴胺素（钴胺素）,活性形式,9、 硫辛酸,结 构,硫辛酸是丙酮酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶的辅酶10、 维生素C,结 构,来 源,食物,化学名称,抗坏血酸,功 能,抗氧化剂,缺乏症,坏血病，毛细血管脆弱，牙龈发炎出血等重要维生素的生理功能、来源及缺乏症,维生素A（抗干眼病维生素，视黄醇）,主要生理功能：,1、构成视紫红质 2、维持上皮组织结构健全与完整 3、参与糖蛋白合成 4、促进生长发育，增强机体免疫力来源：,肝、蛋黄、鱼肝油、奶汁、绿叶蔬菜、胡萝卜、玉米等缺乏症：,夜盲症、干眼病、皮肤干燥等重要维生素的生理功能、来源及缺乏症,维生素D（抗佝偻病维生素，钙化醇）,主要生理功能：,1、调节钙磷代谢，促进钙磷吸收 2、促进成骨作用来源：,肝、蛋黄、鱼肝油、日光照射皮肤可以制造VD3缺乏症：,儿童：佝偻病 成人：软骨病重要维生素的生理功能、来源及缺乏症,维生素E（抗不育维生素，生育酚）,主要生理功能：,1、抗氧化作用，保护生物膜。
2、与动物生殖功能有关 3、促进血红素合成力来源：,植物油、莴苣、豆类、蔬菜等缺乏症：,人类未发现缺乏症，临床用于习惯性流产重要维生素的生理功能、来源及缺乏症,维生素K（凝血维生素）,主要生理功能：,与肝脏合成凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ有关来源：,肝、鱼、肉、苜蓿、菠菜等肠道细菌 可以合成缺乏症：,偶见于新生儿及胆管阻塞患者，表现为凝血时间延长或血块回缩不良重要维生素的生理功能、来源及缺乏症,维生素B1（硫胺素，抗脚气病维生素）,主要生理功能：,1、α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶 2、抑制胆碱酯酶活性来源：,酵母、豆、瘦肉、谷类外皮及胚芽等缺乏症：,脚气病、多发性神经炎重要维生素的生理功能、来源及缺乏症,维生素PP（烟酸，烟酰胺，抗癞皮病维生素）,主要生理功能：,构成脱氢酶辅酶成分，参与生物氧化体系来源：,肉、酵母、谷类、花生等人体可自色氨酸合成一部分缺乏症：,癞皮病,重要维生素的生理功能、来源及缺乏症,维生素B2（核黄素）,主要生理功能：,来源：,酵母、蛋黄、绿叶蔬菜等缺乏症：,口角炎、舌炎、唇炎、阴囊皮炎等构成黄酶辅基成分，参与生物氧化体系重要维生素的生理功能、来源及缺乏症,泛酸（遍多酸）,主要生理功能：,1、构成CoA成分，参与体内酰基转移作用。
来源：,动植物细胞中均有缺乏症：,人类未发现缺乏症重要维生素的生理功能、来源及缺乏症,维生素B6（吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺）,主要生理功能：,1、参与氨基酸的转氨作用，脱羧作用 2、氨基酸消旋作用3、β-和γ-消除作用来源：,米糠、大豆、蛋黄、肉、鱼、酵母等肠道菌可合成缺乏症：,人类未发现典型缺乏症重要维生素的生理功能、来源及缺乏症,维生素B12 （钴胺素）,主要生理功能：,1、参与分子内重排 2、甲基转移 3、促进DNA合成 4、促进血细胞成熟来源：,肝、肉、鱼等肠道菌可以合成缺乏症：,巨红细胞性贫血重要维生素的生理功能、来源及缺乏症,维生素H（生物素）,主要生理功能：,构成羧化酶的辅酶参与CO2的固定来源：,肝、肾、酵母、蔬菜、谷类等肠道菌可合成缺乏症：,人类未发现缺乏症重要维生素的生理功能、来源及缺乏症,维生素B11 （叶酸）,主要生理功能：,以FH4辅酶的形式参与一碳基团的转移与蛋白质和核酸的合成，与红细胞、白细胞的成熟有关来源：,肝、酵母、绿叶蔬菜等肠道菌可合成缺乏症：,巨红细胞性贫血重要维生素的生理功能、来源及缺。