维生素与辅酶 维生素(vitamin)是参与生物生长发育和代谢所必需的一类微量有机物质。这类物质由于体内不能合成或者合成量不足,所以必需由食物供给。已知绝大多数维生素作为酶的辅酶或辅基的组成成分,在物质代谢中起重要作用。机体缺乏维生素时,物质代谢发生障碍,引起维生素缺乏症。 脂溶性维生素和水溶性维生素
脂溶性维生素和水溶性维生素 脂溶性: A、D、E、K,单独具有生理功能。 水溶性: B1、B2、B6、B12、C等,辅酶。
第一节 脂溶性维生素 一 维生素A 1、 结构 环己烯不饱和一元醇,包括两种:A1、A2
2、 维生素A的来源 肝脏、乳制品、蛋黄 胡萝卜、绿叶蔬菜、玉米
3、 功能 ① 与上皮组织的关系; 维持上皮组织结构完整及功能的必需因素。 ② 与视觉的关系; 是生物体内合成视紫质的原料。 3、 功能 ① 与上皮组织的关系; 维持上皮组织结构完整及功能的必需因素。 ② 与视觉的关系; 是生物体内合成视紫质的原料。 ③ 对其它生物过程的影响; 生殖,泌乳,核酸代谢,电子传递等。
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。
全反视黄醛 维生素A (视黄醇) 11-顺视黄醛 视蛋白 (光) 视蛋白 (暗) 光敏感蛋白—视紫红质 视蛋白骨架
4 缺乏和过多 上皮组织结构改变,角质化; 如干眼病,牙釉和牙质发育不全等。 ② 视紫红质不足; 4 缺乏和过多 上皮组织结构改变,角质化; 如干眼病,牙釉和牙质发育不全等。 ② 视紫红质不足; 不能合成足够的视紫红质,对暗光适应力减弱发生夜盲症。 ③ 引起某些方面的代谢失调; DNA含量减少,粘多糖生物合成受阻。 过多会中毒
二 维生素D 1、结构 已知4种;D2、 D3 、 D4 和D5。 固醇衍生物 D3:胆钙化固醇(动物) D2:麦角钙化固醇(植物)
2、 来源 (1)D3来源 :鱼肝油、牛奶、蛋黄、肝、肾等 (2)D原转化 酵母、真菌、植物中: 2、 来源 (1)D3来源 :鱼肝油、牛奶、蛋黄、肝、肾等 (2)D原转化 酵母、真菌、植物中: 麦角固醇(D2原)维生素D2 (麦角钙化固醇) 动物体内: 7一脱氢胆固醇(D3原) 维生素D3 (胆钙化固醇)
3、 功能 与降钙素、甲状旁腺素一起调节钙磷代谢,维持血中钙磷正常水平。 D3:提高血钙、血磷水平,促进新骨的生成与钙化。
4 缺乏 儿童缺乏导致佝偻病,成人产生骨骼脱钙作用, 脱钙作用严重时导致骨质疏松
三 维生素E 有叫抗不育维生素或生育酚,共有8种,其中4种(α、β、γ和δ)较为重要。 α- 生育酚的效价最高,一般所称的VE是指α- 生育酚。
1、 结构 苯骈二氢吡喃的衍生物
维生素E(tecopherol) -生育酚 1-生育三烯酚
2、 来源 植物油:麦胚油、玉米油、花生油和棉子油, 蛋黄、牛奶、水果等。
3、 功能 机理: 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 生理功能: (1)抗器质性生殖不育 3、 功能 机理: 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 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 缺乏症: (1)器质性生殖不育 (2)红细胞减少,贫血
四 维生素K 1、结构 2-甲基-1、4-萘醌的衍生物
2、 来源 K1:绿色蔬菜、动物肝脏、牛奶、大豆, K2:肠道微生物合成(大肠杆菌、乳酸菌) K3:临床使用的合成物
3、 功能 主要作用是促进血液凝固 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, 即因子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
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D2) 胆钙化(甾)醇(cholecalciferol,即维生素D3) 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 1. 维生素A 11-顺视黄醛 视循环 维生素 辅酶 功能 1. 维生素A 11-顺视黄醛 视循环 2. 维生素D 1,2-二羟胆钙甾醇 调节钙、磷代谢 3. 维生素E 保护膜脂质,抗氧化剂 4. 维生素K 促进血液凝固
第二节 水溶性维生素与辅酶 ★ 主要是B族维生素,绝大多数都是辅酶。 ★ 硫辛酸 ★ 维生素C
一 维生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 1、 结构 结构:嘧啶-噻唑衍生物 1、 结构 结构:嘧啶-噻唑衍生物 活性形式:硫胺素焦磷酸(TPP) 硫胺素 + ATP Mg2+ TPP + AMP 硫胺素激酶
维生素B1和焦磷酸硫胺素 焦磷酸硫胺素 (thiamin pyrophosphate,TPP)
2、 来源: 谷类的外皮及胚芽、麦麸、米糠、瘦肉
3、功能 (1) 以辅酶的方式参与糖的代谢 (2) 促进年幼动物的发育 (3) 保护神经系统
4 缺乏 脚气病 2 神经和胃肠系统病
二 维生素B2与黄素辅酶(FAD/FMN) 1、 结构 化学名称:核黄素 7、8-二甲基异咯嗪与核醇的衍生物 1、 结构 7、8-二甲基异咯嗪与核醇的衍生物 FMN/FMNH2 , FAD /FADH2
维生素B2和黄素单核苷酸(FMN).黄素腺嘌呤二核苷(FAD) FMN +2H FMNH2 FAD+2H FADH2
2、 功能 (1)FMN、FAD是许多脱氢酶的辅酶,起递氢体的作用。可 促进生物氧化作用,对糖,脂和氨基酸的代谢很重要。 2、 功能 (1)FMN、FAD是许多脱氢酶的辅酶,起递氢体的作用。可 促进生物氧化作用,对糖,脂和氨基酸的代谢很重要。 (2) 促进发育,为动物发育及许多微生物生长的必须因素。
★黄素辅酶通过三种不同的氧化还原态转移1个或2个电子
3、 来源 肝脏、酵母、大豆和米糠等 4、缺乏症状 皮肤炎及黏膜炎:口角炎、舌炎、唇炎、
三 维生素B3—泛酸与辅酶A(CoA) 维生素B3也称泛酸、遍多酸,是辅酶A、ACP的组成成分
1、 结构 VB3: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 辅酶A(CoA-SH):3’,5’ADP、Pi、泛酸、β-巯基乙胺 活性位点: β-巯基乙胺的-SH
泛酸(pantorthenic asaid)和辅酶 A(coenzyme A) 巯基乙胺 ADP
2、 功能: (1)组成CoA-SH: 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。 2、 功能: (1)组成CoA-SH: 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。 (2)组成酰基载体蛋白(acylcarrier protein,ACP): 4-磷酸泛酰巯基乙氨通过共甲键与酰基载体蛋白的Ser-OH相连。
3、来源 肝脏、肾、蛋、小麦、米糠、花生、豌豆 蜂王浆
四 维生素PP与烟酰胺辅酶 维生素PP(维生素B5 )包括: 烟酸(尼克酸,nicotinic acid) 烟酰胺(尼克酰胺,nicotinamide) 烟酰胺是合成NAD、NADP的前体
1、结构:吡啶衍生物 烟酸 烟酰胺
NADP+ ( P)
2、NAD、NADP是许多脱氢酶的辅酶。 NAD:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,辅酶I NADP:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,辅酶II
3、来源广泛 肝脏、酵母、花生、谷类、豆类、肉类
五 维生素B6与磷酸吡哆醛辅酶 维生素B6包括:吡哆醛、吡哆胺、吡哆醇3种 1、结构 吡啶衍生物 活性形式:磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺
维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 (pyridoxol) (pyridoxal) (pyridoxamine) (pyridoxal phosphate) (pyridoxamine phosphate)
2、磷酸吡哆醛/磷酸吡哆胺参加的反应 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
3、来源广泛: 五谷杂粮 肠道细菌合成
六 维生素B7 生物素与羧化辅酶 1、结构:生物素的结构 尿素-噻吩-戊酸衍生物 活性位点:N-1
羧化酶中的Biotin-Lys complex 2、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 羧化酶中的Biotin-Lys complex biotin 参与羧基转移反应
3、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)
4、来源广泛 肝脏、肾、蛋黄、酵母、蔬菜、五谷杂粮 肠道细菌合成 ★抗生物素蛋白(亲和素),avidin
七 维生素B11 叶酸 维生素B11又名叶酸,喋血谷氨酸
1、 结构 及功能 活性形式: 四氢叶酸(FH4),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 活性形式: 四氢叶酸(FH4),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 活性位点:N5、N10
2、来源广泛 肝脏、肾、酵母 肠道细菌合成
八 维生素B12 钴胺素 化学名称:钴胺素。 活性形式; (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
九 硫辛酸 1、结构
硫辛酸(lipoic acid )的氢载体作用和酰基载体作用 2、硫辛酸是丙酮酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶的辅酶 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 C (CH2)4COO- CH3-C- H OH S HS C (CH2)4COO- 乙酰二氢硫辛酸 CH3-C- S O -2H +2H 二氢硫辛酸 HS C (CH2)4COO- CH3-C- SCoA O CoASH
十 维生素C 化学名称:抗坏血酸 1、 结构 2、 来源:食物。 3、 功能:抗氧化剂 缺乏症:坏血病,毛细血管脆弱,牙龈发炎出血。
主要可溶性维生素和相应辅酶 维生素 辅酶 功能 1. B1(硫胺素) TPP 醛基转移、 α -酮酸脱羧 维生素 辅酶 功能 1. B1(硫胺素) TPP 醛基转移、 α -酮酸脱羧 2. B2(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. B6 [吡哆醇(醛、酸)] 磷酸吡哆醇(醛) 转氨、脱羧、消旋 6. 叶酸 FH4(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. B12(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 2 维生素B1:焦磷酸硫胺素(TTP) 3 维生素pp: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+) 4 维生素B2:黄素单核苷酸(FMN) 黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD) 5 泛酸: 辅酶 A(CoA) 6 叶酸: 四氢叶酸(FH4) 7 生物素 8 硫辛酸 9维生素B6:磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 10 维生素B12