微生物与微量元素

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1、一、维生素的定义 维生素(vitamin)是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。,第一节 维生素概述,1,二、维生素的命名与分类,脂溶性维生素 (lipid-soluble vitamin) VA,VD,VE,VK,水溶性维生素 (water-soluble vitamin) B族维生素、硫辛酸、Vc,分类:,2,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。,种类 B族维生素、维生素C和硫辛酸。 B族维生素包括：B1，B2，B6，B12，PP，泛酸，叶酸，生物素。,水溶性维生素,3,均为非极性疏水的异戊二烯衍

2、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,共同特点,第二节 脂溶性维生素,4,一、维生素A（抗干眼病维生素）,（一）化学本质与性质（异戊二烯衍生物）,视黄醇,维生素A1,3-脱氢视黄醇,维生素A2,1,5,6,15,16,17,18,3,4,视黄醛,11,12,活性形式是：11顺视黄醛,A2活性更高,5,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,（维持暗视觉所必须的）,6,（二）生化作用及缺乏症,

3、1.生化作用 构成视觉细胞内感光物质 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,7,小分子有机化合物在催化中的作用,8,（三）来 源,动物：海水鱼、动物肝，乳制品，蛋黄等。 植物： (含有维生素A的前体物质胡萝卜素),9,二、维生素D（抗佝偻病维生素）,（一）化学本质和性质,是环戊烷多氢菲的衍生物,VitD2（麦角钙化醇） 麦角固醇（植物甾醇） VitD3（胆钙化醇） 7-脱氢胆固醇 胆固醇,种类：,维生素D源,阳光,阳光,严格说不是一种维生素,10,肝25-羟化酶,维生素D3 （胆钙化醇）,肾,骨,胎盘中的 1-羟化酶

4、,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,促进钙、磷吸收,11,1. 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 成人骨质疏松、软骨症、肌肉无力等。,（二）生化作用及缺乏症,3.来源 鱼肝油含有丰富的VD，肝、奶及蛋黄中。,12,13,三、维生素E,（一）化学本质与性质,-生育酚,5,1,3,10,7,8,种类：生育酚，生育三烯酚,易自身氧化，故能保护其他物质。,14,（二）生化作用及缺乏症,抗氧化作用

5、维持生殖机能 促进血红素代谢,来源：肝、蛋、玉米油、大豆油、 小麦、甜瓜等。,雌性不育 贫血,缺乏症,15,四、维生素K（凝血维生素）,（一）化学本质及性质,天然形式：K1、K2 人工合成：K3、K4,O,维生素K是2-甲基萘醌的衍生物,O,1,2,CH3,（是异戊二烯衍生物）,16,（二）生化作用及缺乏症,1. 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: 易出血,维生素K的来源： 食物（绿色植物）来源和肠道微生物合成。人体一般不会缺乏。,17,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。,种类 B族维生素和维生素C和硫辛酸. B

6、族维生素包括：B1，B2，B6，B12，PP，泛酸，叶酸，生物素。,第 三 节 水溶性维生素,18,B族维生素,最初在米糠中发现了抗脚气病因子，并称之为维生素B，后来随着研究的进展，发现以前命名的维生素B其实是一族物质，因此将它们称为“B族维生素”，并沿用至今。,B族维生素是溶于水的，很容易被代谢，在体内几乎无法长时间蓄积，必须每日补充。B族维生素主要通过汗液和尿液排泄。,几乎只有四种食物含有全部的B族维生素：即肝脏、酵母、米糠、麦芽，其中以酵母含量最为丰富、比例最为合理。,19,体内活性形式 硫胺素焦磷酸 (TPP),（一）化学本质及性质,一、维生素B1和硫胺素焦磷酸,维生素B1又名硫胺素(

7、thiamine),涉及羰基碳（醛和酮）合成与裂解反应的辅酶,结构式为：由一个嘧啶环和噻唑环组成。,20,TPP在丙酮酸脱羧中的作用,21,丙酮酸脱氢酶系作用示意图,E1：丙酮酸脱氢酶 E2:二氢硫辛酰转乙酰酶 E3:二氢硫辛酸脱氢酶,22,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）生化作用及缺乏症,1. 生化作用,2. 缺乏症 脚气病（下肢水肿，麻木，肌肉萎缩），末梢神经炎，消化不良症。,3.来源：存在于许多植物种子、谷物种子外皮（未研磨大米、全麦粒中丰富），酵母中含量最多。,23,二、维生素B2,（一）化学本质及性质 维生素

8、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),5,1,10,H,二甲基异咯嗪基,核糖醇基,黄素蛋白:结合FMN或FAD的酶蛋白,24,Vit B2,FMN,AMP,FAD,FAD(黄素-腺嘌呤二核苷酸) FMN(黄素单核苷酸),25,FMN和FAD的转移质子的作用方式,功能: 携带1对氢原子。,单、双电子传递体,26,（二）生化作用及缺乏症,1.生化作用： FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，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。 2.缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。,27,维生素PP包括,（一）化学本质及性

9、质,三、维生素PP（B5)和辅酶I、辅酶II,尼克酰胺(nicotinamide),尼克酸(nicotinic acid),28,NAD+：R为 H,NADP+：R为,尼克酰胺,体内活性形式：,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸,29,双电子传递体,30,功能：转运一对H原子（氢负离子，两个电子）。,31,四、维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺,（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,（二）生化作用及缺乏症 磷酸吡哆醛是氨基酸代谢中多种酶的辅酶。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。食物富含V

10、it B6 ，肠道细菌可以合成Vit B6 ，人体很少缺乏。,32,33,34,五、维生素B3（泛酸）和辅酶A,（一）化学本质及性质 泛酸(pantothenic acid)又名遍多酸 体内活性形式为辅酶A(CoA) 酰基载体蛋白(ACP) （二）生化作用及缺乏症 CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。,35,巯基乙胺,泛 酸,磷酸泛酰 巯基乙胺,OH,酰胺键,丙氨酸,丁酸衍生物,泛 酸,辅酶A由磷酸泛酰巯基乙胺和ADP连接而成,磷酸,36,所含的SH可以与酰基形成硫酯： O R NHCH2CH2 SC 通过-SH的作用携带酰基，起酰基传递体的作用。 缺乏症：一般不发生，因为食

11、物中含量丰富，人体肠道细菌也能合成。,CoA的生理功能：,乙酰CoA,37,1. 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。,（二）生化作用及缺乏症,2. 缺乏症 癞皮病。一般不发生缺乏症。长期食用玉米，出现癞皮病。,38,六、生物素,生物素(biotin)由脲素、噻吩和戊酸侧链三部分组成。作为活性羧基载体。,尿素,噻吩,与赖氨酸残基-氨基结合成生物胞素,戊酸,39,是多种羧化酶的辅酶，参与CO2的羧化过程,（如丙酮酸羧化酶）,大量食用生鸡蛋清可引起生物素缺乏,40,七、维生素B11（叶酸）和辅酶FH4,生化作用：FH4是一碳单位转移酶

12、的辅酶，参与一碳单位的转移。 缺乏症：巨幼红细胞贫血,（一）化学本质及性质,（二）生化作用及缺乏症,叶酸(folic acid)又称蝶酰谷氨酸 体内活性形式为四氢叶酸(FH4),41,2,4,6,2-氨基-4羟基-6甲基蝶啶,对氨基苯甲酸,谷氨酸,蝶呤衍生物,蝶酸,叶酸（蝶酰谷氨酸）,42,叶酸,二氢叶酸还原酶,NADPH+H+,NADP+,二氢叶酸,二氢叶酸还原酶,NADPH+H+,NADP+,四氢叶酸,5, 6, 7, 8-四氢叶酸,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。,某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团

13、，称为一碳单位。,43,44,八、维生素Bl2：(氰钴胺素)及其辅酶,是唯一含金属元素的维生素。由咕啉环、核苷酸和氨基丙酸三部分组成。 有多种辅酶形式：主要是5-脱氧腺苷钴胺素和少量的甲基钴胺素。,（一）化学本质及性质,（二）生化作用及缺乏症,生化作用：参与基团变位，体内甲基转移作用 缺乏症：巨幼红细胞贫血、神经疾患,45,5-脱氧腺苷钴胺素,甲基钴胺素,二甲基苯并咪唑,氰钴胺素,氰钴胺素VB12,羟基氰钴胺素VB12b,咕啉环、核苷酸和氨基丙酸三部分组成,46,主要功能：,甲基丙二酸单酰CoA,变位酶,琥珀酰CoA,1.催化分子重排，基团变位。,47,2.甲基转移,48,巨幼红细胞贫血症,V

14、B12缺乏造成巨幼红细胞贫血症,49,B族维生素小结,50,九、硫辛酸,生化作用 硫辛酸(lipoic acid)是硫辛酸乙酰转移酶的辅酶，起转酰基作用。,硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型）。,51,52,53,54,辅酶在酶促催化反应中的特点,4.脱辅酶（酶蛋白）决定反应的底物类型（底物专一性）；辅酶决定反应的种类（反应专一性）,3.同一种辅酶往往可以与多种不同的脱辅酶（酶蛋白）结合而显示出多种不同的催化作用。,1.辅酶直接参与了反应,2.每一种辅酶都具有特殊功能，可以特定催化某一类型的反应,55,十、维生素C,生化作用：参与氧化还原反应，参与体内羟化应，促进胶原蛋白的合成，促进铁的吸收。,（二）生化作用及缺乏症,56,通过自身的氧化还原体系在生物氧化中作为H的载体。 如：可维持含SH的酶的SH处于还原态而具催化活性。 缺乏症： 骨骼、牙齿易折、易脱，毛细血管通透性增大，皮下、粘膜、肌肉出血，创口溃疡不愈等。VC大量存在于果、蔬组织中。,VC的生理功能：,57,