第四章 维生素与辅酶 目的与要求：通过本章学习，主要掌握 维生素的结构、分类和功能，以及维生 素与辅酶之间的关系。 思考 思考 

目录 u 第一节 维生素概论维生素概论 u 第二节 脂溶性维生素脂溶性 u 第三节 水溶性维生素水溶性 u 第四节 作为辅酶的金属离子金属离子

第一节、维生素概论 一、维生素 维生素是机体维持正常生命活动所必不可 少的一类有机物质。 二、维生素的分类 一般习惯分为脂溶性和水溶性两大类。

三、维生素的研究历史 u 唐代孙思邈用肝治夜盲症，用谷皮治脚气病。 u 1897 年荷兰医生 C. Eijkman 证明米糠可治脚气病。 u 1906 年英国的 F. G. Hopkins 发现大鼠喂饲纯化饲 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。牛奶中 存在的营养辅助因素也就是维生素。 u 他们两人因发现维生素而获诺贝尔奖。

四、维生素的功能 u 维生素对生物并非供能或组成生物体的结构成分， 但确为代谢过程所必需，多作为辅酶或辅基的功 能、或影响酶的活性、或影响一些特殊的生理功 能影响到正常代谢而影响正常生命活动和生长发 育。严重缺乏时会引发病变。 u 脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用。 u 水溶性维生素是通过转变成辅酶在代谢过程中起 原子、电子、基团的载体，调节代谢 。

维生素 D 缺乏症

重要的脂溶性维生素 1. 维生素 A ： 视黄醇（ retinol ） 2. 维生素 D ：麦角钙化 ( 甾 ) 醇（ ergocalciferol ，即维生素 D 2 ） 胆钙化 ( 甾 ) 醇（ cholecalciferol ，即维生素 D 3 ） 3. 维生素 E ：生育粉（ tecopherol ） 4. 维生素 K ：凝血维生素

主要脂溶性维生素的辅酶形式及主要功能 维生素 辅酶 功能 缺乏症 1. 维生素 A 1 １－顺视黄醛 视循环 夜盲症 维生素 A 2. 维生素 D １，２－二羟胆钙甾醇 调节钙、磷代谢 软骨病 佝偻病 维生素 D 软骨病 3. 维生素 E 保护膜脂质，抗氧化剂 维生素 E 4. 维生素 K 参与氧化还原反应 维生素 K 羧化反应的辅助因子

1 、维生素 A  维生素 A 分 A1, A2 两种，是不饱和一元醇类。 维生素 A1 又称为视黄醇， A2 称为脱氢视黄醇。

全反视黄醛 11- 顺视黄醛 维生素 A ( 视黄醇 ) 光敏感蛋白 — 视紫红质 视蛋白骨架 视蛋白（暗） 视蛋白 （光）

2 、维生素 D  维生素 D 是固醇类化合物，主要有 D 2,D 3, D 4, D 5 。其中 D2 ， D 3 活性最高。

维生素 D UV 自发转变 维生素 D 3 肝 肾 1 ， 25— 维生素 D 3 前维生素 D 3 7— 脱氢胆固醇 25— 羟维生素 D 3 （胆钙化醇） VD 3 的生成 维生素 D 2 （麦角钙化醇） 麦角甾醇 VD 2 的生成

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。 为油状物，紫外光及氧化剂可使其失活，无 氧条件下耐热。因易氧化可用于保护其他物质不 被氧化，常被用于保护脂肪和 Vit A 不被氧化；保 护生物膜，增加细胞对废气的抵抗力，使细胞免 受损伤和癌变；对生育功能重要，临床用于防治 流产及早产。

1 、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- 甲基萘醌的衍生物。  与凝血作用有关，具抗出血不凝作用，主要功 能是加速血液凝固、促进肝脏合成凝血酶原所 必需的因子、参与体内氧化 - 还原反应（是呼吸 链的一部分，参与电子传递和氧化磷酸化）。  肝、鱼、肉、蔬菜等都富含 Vit K 。

 1 - 生育三烯酚 维生素 E （ tecopherol ）  - 生育酚 生育酚 生育酚自由基

11- 顺视黄醛 维生素 K 1 维生素 K 2 维生素 K 3 维生素 K 4

主要可溶性维生素和相应辅酶 维生素 辅酶 功能 1. B 1 ( 硫胺素 ) TPP 醛基转移、 α - 酮酸脱羧 2. B 2 ( 核黄素 ) FMN 、 FAD 氧化还原反应、 氢转移 3. PP [ 尼克酸（酰胺） ] NAD + 、 NADP + 氧化还原反应、 氢转移 4. 泛酸（遍多酸） CoASH 酰基转移 5. B 6 [ 吡哆醇（醛、酸） ] 磷酸吡哆醇（醛） 转氨、脱羧、消旋 6. 叶酸 FH 4 (THFA) 传递一碳基团 7. 生物素 羧化辅酶 8. C （抗坏血酸） 氧化还原作用 9. 硫辛酸 酰基转移、氧化还原反应 10. B 12 （氰钴氨素） 分子重排、甲基化

重要的水溶性维生素及相应辅酶 1 维生素 C 维生素 C 2 维生素 B 1 ：焦磷酸硫胺素（ TTP ） 维生素 B 1 3 维生素 pp ：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（ NAD + ） 维生素 pp 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（ NADP + ） 4 维生素 B 2 ：黄素单核苷酸（ FMN ） 维生素 B 2 黄素腺嘌呤二核苷酸（ FAD ） 5 泛酸： 辅酶 A （ CoA ） 泛酸： 6 叶酸： 四氢叶酸（ FH 4 ） 叶酸： 7 生物素 生物素 8 硫辛酸 硫辛酸 ９维生素 B 6 ：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺维生素 B 6 10 维生素 B 12 维生素 B 12

微量元素及其生物化学功能 元素 生物化学功能的例子 铁 血红素酶的辅基 碘 甲状腺素结构中需要 铜 细胞色素氧化酶的辅基 锰 精氨酸酶和其它酶的辅因子 锌 脱氨酶类、 DNA 聚合酶的辅因子 钴 维生素 B 12 的组分 钼 黄嘌呤氧化酶的辅因子 硒 谷胱甘肽过氧化物酶的辅因子 钒 硝酸还原酶的辅因子 镍 脲酶的辅因子 铬 血糖的适当利用 锡 骨的形成 氟 骨的形成 硅 结缔组织和骨的形成 砷 不清楚

3 、 维生素 PP  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（癞皮病）。  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。 功能：是多种重要脱氢酶的辅酶。

R AMP NAD +: R=H NADP + : R=PO 2 H 2 尼克酰胺 核苷酸 维生素 pp 和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸） NAD(P) + NAD(P)H+H + NAD(P) + +2H 2e+ H + nicotinamide

4 、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。  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， 功能：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。

FMN AMP FAD 核黄素 ribiflavin FMN +2H FMNH 2 FAD+2H FADH 2 维生素 B 2 和黄素单核苷酸（ FMN ）. 黄素腺嘌呤二核苷（ FAD ） +2H -2H N H H R O O

5 、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。  辅酶 A 是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶， 它的前体是维生素 (B3) 泛酸。 功能功能：是传递酰基，是形成代谢中间产物 的重要辅酶。

泛酸 (pantorthenic asaid) 和 辅酶 A （ coenzyme A ） SH S-C-R O 泛酸巯基乙胺 ADP

2 、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 、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿。俗称脚气病 。 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

维生素 B 1 和焦磷酸硫胺素 焦磷酸硫胺素 （ thiamin pyrophosphate,TTP ）

9 、吡哆素  吡多素 ( 维生素 B6 ，包括吡哆醇、吡哆醛和吡 哆胺 ) 。人类未发现缺乏症。  磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。  磷酸吡多素是转氨酶的辅酶，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。

维生素 B 6 和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 (pyridoxol) (pyridoxal) (pyridoxamine) (pyridoxal phosphate)(pyridoxamine phosphate)

5 、叶酸和四氢叶酸 (FH 4 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) 。缺乏症为恶性贫 血。 四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如 -CH 3, - CH 2 -, -CHO 等的载体，参与多种生物合成过程。

叶酸 (folic acid) 和 四氢叶酸（ FH 4 ） 叶酸叶酸 四氢叶酸四氢叶酸 H H 10 5 对氨基苯甲酸谷氨酸蝶呤

1 、维生素 C u 因能防治坏血病（ scurvy ）又名抗坏血酸 （ ascorbic acid ）。可以脱氢参与生物体氧化 还原反应，起递氢作用；具抗毒作用，能保护 巯基酶不被氧化，用于防治职业中毒如铅、汞、 砷、苯等慢性中毒；参与 Pro 和 Lys 是羟基化作 用，促进胶原蛋白和粘多糖的合成，促进骨骼 的正常生长和伤口愈合。 u 缺乏时患坏血病。

维生素 C （抗坏血酸， ascorbic acid ） 抗坏血酸氧化酶 还原型 氧化型 2H2H 2H2H

8 、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）. 人类尚未发现缺 乏症

硫辛酸 (lipoic acid ) 的氢载体作用和酰基载体作用 氧化型硫辛酸 S S C C C (CH 2 ) 4 COO - +2H -2H-2H 二氢硫辛酸 HS C C C (CH 2 ) 4 COO - S HS C C C (CH 2 ) 4 COO - 乙酰二氢硫辛酸 CH 3 -C- S O CH 3 -C- SCoA O CoASH CH 3 -C- H OH

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 。人类未发现缺乏症。  生物素的功能是作为 CO 2 的递体，在生物合成 中起传递和固定 CO 2 的作用。

生物素 (biotin) 和羧化反应 + 酶蛋白 ATP+CO 2 ADP - R—CH—CO—SCoA

10 、维生素 B 12 辅酶  维生素 B 12 又称为钴胺素。维生素 B 12 分子中与 Co+ 相连的 CN 基被 5’- 脱氧腺苷所取代，形成 维生素 B 12 辅酶。  维生素 B 12 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。缺乏症为恶性贫血。

维生素 B 12 钴胺素 cyanocobalamine