天津大学生物化学07第七章课件维生素和辅酶

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1、第七章 维生素和辅酶1(发现）矿 物 质 、 蛋白 质 、 脂 肪 、核 酸 、 糖 +极 微 量 牛 奶 牛 奶 中 存 在 需 要量 极 少 但 生 存 必须 的 食 物 辅 助 因子 维 生 素1912年 Funk第 一 次 使用 Vitamin一 词 第七章 维生素和辅酶2(分类） （ 1） 脂 溶 性 维 生 素 ： 维 生 素 A、 D、 E、K， 它 们 与 辅 酶 无 关 。 （ 2） 水 溶 性 维 生 素 ： B族 维 生 素 （ 包括 VB1、 VB2、 VPP、 VB6、 泛 酸 和 生 物 素 叶酸 、 B12） 、 VC ， 它 们 与 辅 酶 有 关 。维 生 素

2、 一 般 分 两 大 类 ： 一、维生素C（抗坏血酸）C CCCC CH2OH OHOHOH HO HO OCC OOO HHOH CH2OHCCC 通 过 自 身 的 氧化 还 原 在 体 内 参与 氧 化 过 程 的 递氢 反 应 ， 是 脯 氨酸 羟 化 酶 的 辅 酶 。人 体 不 能 合 成 。缺 乏 VC时 ， 即产 生 坏 血 病 。VC广 泛 存 在 于鲜 水 果 和 蔬 菜 中 。L-抗 坏 血 酸（ 还 原 型 ） 脱 氢 抗 坏 血 酸（ 氧 化 型 ） 二、B族维生素（总）1 维 生 素 B1（ 硫 胺 素 ）2 维 生 素 B2（ 核 黄 素 ）3 维 生 素 B3（

3、 泛 酸 ）4 维 生 素 B5（ PP， 烟 酰 胺 ） 5 维 生 素 B6（ 吡 哆 素 ）6 维 生 素 B 7（ 生 物 素 ）7 维 生 素 B11（ 叶 酸 ）8 维 生 素 B12（ 钴 维 素 ， 钴 胺 素 ）它 们 在 化 学 结 构 及 生 理 功 能 上 彼 此 无 关 ， 但分 布 及 溶 解 性 则 大 致 相 同 。分 为 ： 1维生素B1（1）（结构） Cl-N+ S CH 3CH 2CH 2 OHN NNH 2H 3C CH 2维 生 素 B1 (硫 胺 素 ) 1维生素B1（2）（体内形式） N NNH 2H 3C CH 2 N+ S CH 3CH 2CH

4、 2 O P OO POH OHOOHCl- 在 体 内 硫 胺 素 常 以 焦 磷 酸 硫胺 素 （ TPP） 的 形 式 存 在 : 1维生素B1（3）（作用机理）在 -酮 酸和 酮 糖 脱 羧反 应 中 作 为一 种 辅 酶 。是 丙 酮 酸脱 氢 酶 系 反应 所 需 的 辅酶 之 一 。 1维生素B1（4）TPP是 -酮 酸 脱 羧 酶 和 转 酮 醇 酶 等 的 辅 酶 ， 因此 硫 胺 素 对 维 持 正 常 的 糖 代 谢 具 有 重 要 作 用 。 如缺 乏 硫 胺 素 ， 则 糖 代 谢 受 阻 ， 丙 酮 酸 、 乳 酸 在 组织 中 积 累 ， 从 而 影 响 心 血

5、管 和 神 经 组 织 的 正 常 功能 。 表 现 为 多 发 性 神 经 炎 、 肢 端 麻 木 、 心 力 衰 竭 、心 律 加 快 ， 下 肢 水 肿 等 病 症 ， 称 为 脚 气 病 。VB1在 谷 类 种 子 外 皮 和 胚 芽 、 豆 类 中 含 量 很 丰 富它 对 热 稳 定 ， 干 热 至 100 0C亦 不 分 解 ， 在 酸 性 溶液 中 能 延 长 分 解 ， 在 碱 性 溶 液 中 则 极 不 稳 定 ， 容易 分 解 。 2维生素B2（1）（结构） N CC NHNN O OCH 2CH CH CH CH 2OPOHOH OH OH OOHCH 3CH 3 维

6、生 素 B2 （ 核 黄 素 ） 2维生素B2（2）（ FAD和FMN ） CH 3CH 3 N CC NHNN O OCH 2CH CH CH CH 2OPOOH OH OH OOH OCH 2OH OH NNNH 2N NFMN FAD黄 素 -腺 嘌 呤二 核 苷 酸 维 生 素 B2 (核 黄 素 )的 衍 生 物黄 素 单核 苷 酸 2维生素B2（3）（作用机理）FAD和 FMN是黄 素 酶 类 的 辅基 ， 二 者 均 利用 N1和 N10两 个氮 原 子 来 转 移氢 原 子 和 电 子 。 FMN + 2e + 2H+ FMNH2 FAD + 2e + 2H+ FADH2 2维

7、生素B2（4）核 黄 素 缺 乏 可 导 致 口 角 炎 、 脸 部 局 限性 脂 溢 性 皮 炎 、 角 膜 血 管 变 化 、 品 红 色舌 、 舌 乳 头 消 失 。 核 黄 素 需 要 量 与 蛋 白质 摄 入 量 成 正 比 。核 黄 素 主 要 来 源 于 乳 制 品 和 内 脏 类 肉食 （ 肝 、 心 ） ， 而 不 是 肌 肉 。 核 黄 素 在酸 性 溶 液 中 稳 定 ， 耐 热 ， 但 易 被 碱 和 光线 所 破 坏 。 3维生素B3 （1）（结构） CH 2 CCH 3CH 3CHOH CO NH CH 2 CH 2 COH COOHO 维 生 素 B3-泛 酸 是

8、 由 ， -二 羟 基 -二甲 基 丁 酸 和 一 分 子 - 丙 氨 酸 缩 合 而 成 3维生素B3 （2）（辅酶A1） 泛 酸 在 肝 脏 中 与 ATP和 半 胱 氨 酸 结 合 生成 辅 酶 A（ COASH） CH 2 CCH 3CH 3CHOH CO NH CH 2 CH 2 C NH CH 2CH 2SHO OO OHPOOHH O N NNH 2 NNOPOO OHPO OOH CH 2 3维生素B3 （3）（辅酶A2）辅 酶 A与 酰 基 结 合 成硫 酯 而 发 挥 其 转 移 酰基 的 作 用 。 许 多 反 应需 要 有 辅 酶 A参 加 。泛 酸 存 在 于 许 多

9、 食物 中 ， 同 时 肠 内 细 菌也 能 合 成 而 供 人 体 需要 ， 故 缺 乏 症 少 见 。 4维生素B5 （1） （结构） 烟 酸 （ 尼 克 酸 ） 与 烟 酰 胺 （ 尼 克 酰 胺 ）有 同 样 生 理 功 能 ， 总 称 为 维 生 素 PP， 它 是 吡啶 衍 生 物 。 N COOH N CONH2烟 酸 （ 尼 克 酸 ） 烟 酰 胺 （ 尼 克 酰 胺 ） 4维生素B5 （2）（辅酶I） O CH 2OPOPOCH 2OH OH O OO- O-N+ CONH 2 OOH OH (OPO3H 2)N NNH 2 NN NAD+ 烟 酰 胺 -腺 嘌 呤 二 核

10、苷 酸 （ 辅 酶 I) 维 生 素 烟 酰 胺 的 衍 生 物 NAD+ 4维生素B5 （2）（辅酶II） O CH 2OPOPOCH 2OH OH O OO- O-N+ CONH 2 OOH OH (OPO3H 2)N NNH 2 NN NADP+ 烟 酰 胺 -腺 嘌 呤 磷 酸 二 核 苷 酸 （ 辅 酶 II )维 生 素 烟 酰 胺 的 衍 生 物 NADP + 4维生素B5 （3）（作用机理）NAD(P)H 活 性中 心底 物 NAD(P) +NAD(P)H来 到 其 他 酶 活 性 中 心 将 H传 递 出 去 4维生素B5 （4）维 生 素 B5是 维 生 素 中 结 构 最

11、 简 单 、 性 质 最 稳定 的 一 种 ， 不 易 被 酸 、 碱 、 热 破 坏 。人 体 可 将 食 物 中 的 部 分 色 氨 酸 转 为 PP来 合 成NAD， 当 体 内 缺 少 维 生 素 PP时 ， 就 妨 碍 了 这 些辅 酶 的 合 成 ， 影 响 了 生 物 氧 化 ， 使 新 陈 代 谢 发生 障 碍 。烟 酸 的 主 要 食 物 来 源 有 肉 类 和 坚 果 （ 如 胡 桃等 ） 。 玉 米 中 烟 酸 和 色 氨 酸 含 量 较 低 ， 故 以 玉米 为 主 食 的 地 区 的 人 常 患 癞 皮 病 （ 皮 炎 、 腹 泻 、痴 呆 等 ） 。 5维生素B6

12、（1） （结构）维 生 素 B6 (吡 多 素 ） ： 包 括 吡 哆 醇 、 吡 哆 醛和 吡 哆 胺 。 一 般 食 物 中 均 含 有 这 三 种 物 质 ，所 以 很 少 存 在 缺 乏 病 。吡 哆 醇 吡 哆 醛 吡 哆 胺 5维生素B6 （2）（体内形式） NH 3CH O CH O CH 2 O P OHOOH NH 3CH O CH 2NH 2CH 2 O P OHOOH磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺 吡 哆 素 主 要 以 磷 酸 吡 哆 素 的 形 式 存 在 ， 在体 内 参 与 代 谢 的 主 要 是 磷 酸 吡 哆 醛 和 磷 酸 吡哆 胺 5维生素B6 （3）（作用机理1

13、）(1)转 氨 5维生素B6 （3）（作用机理2）(2)脱 羧 脱 羧 酶 5维生素B6 （3）（作用机理3）(3)消 旋 消 旋 酶 6维生素B7（1）（结构） H N NHCO CHH 2C S (CH 2)4COOH 维 生 素 B7(生 物 素 )是 酵 母 的 生 长 素 ，其 结 构 为 6维生素B7（2）自 然 界 存 在 的 生 物 素 至 少 有 两 种 ： 生 物 素 （ 存 在 于 蛋 黄 中 ） ； 生物 素 （ 存 在 于 肝 脏 中 ） 。它 们 均 溶 于 热 水 而 不 溶 于 乙 醇 、 乙 醚及 氯 仿 ， 生 理 功 能 也 基 本 相 同 。动 植 物

14、组 织 中 多 含 生 物 素 ， 肠 道 菌 也可 合 成 ， 所 以 不 易 缺 乏 。生 物 素 与 酶 结 合 参 与 体 内 CO2的 固 定和 羧 化 过 程 ， 所 以 它 是 羧 化 酶 辅 酶 。 7维生素B11（1）（结构1）维 生 素 B11 （ 叶 酸 ） ,也 称 蝶 酰 谷 氨 酸（ PGA） ,其 结 构 为 ： 7维生素B11（1）（结构2） N NH 2N OH NNHH CH 2H H H NH CO NH CH COOHCH 2CH 2COOH 叶 酸 在 维 生 素 C和 还 原 型 辅 酶 II（ NADPH）参 与 下 ， 转 变 成 具 有 生 理

15、 活 性 的 5， 6， 7，8四 氢 叶 酸 （ THFA或 FH4） 7维生素B11（2）（作用机理1）四 氢 叶 酸 是 转 碳 基 团 酶 系 的 辅 酶 ， 可 参 与多 种 反 应 ， 它 是 甲 基 、 亚 甲 基 、 甲 酰 基 、 次 甲基 等 的 载 体 ， 因 而 可 形 成 各 种 四 氢 叶 酸 衍 生 物 转 甲 酰 基 酶 参 与 腺 嘌 呤环 的 合 成N 5甲 酰 FH4 7维生素B11（2）（作用机理2）转 亚 甲 基 酶 使 甘 氨 酸 转变 为 丝 氨 酸N5, N10亚 甲 基 -FH4 7维生素B11（3）由 于 叶 酸 间 接 与 核 酸 和 蛋

16、白 质 的 生 物合 成 有 关 ， 缺 乏 时 可 引 起 多 种 病 症 ，如 恶 性 贫 血 、 舌 炎 和 胃 肠 病 患 等 。叶 酸 分 布 较 广 ， 如 绿 叶 、 肝 、 肾 、 菜花 等 。 8维生素B12（1）（结构）VB12是 一种 抗 恶 性贫 血 的 维生 素 。又 称 为钴 维 素 、钴 胺 素 ，它 是 维 生素 中 唯 一含 有 金 属元 素 的 。 8维生素B12（2）（存在形式1）已 知 VB12在 体 内 有 多 种 形 式 ， 如 5， 脱 氧 腺苷 钴 胺 素 、 氰 钴 胺 素 、 羟 钴 胺 素 等 。羟 钴 胺 素 比 较 稳 定 ， 是 药

17、用 VB12的 常 见 形 式 。5， 脱 氧 腺 苷 钴 胺 素 是 VB12在 体 内 的 主 要 存在 形 式 ， 它 是 维 生 素 B12分 子 中 与 Co+相 连 的 CN基 被 5 -脱 氧 腺 苷 所 取 代 所 形 成 的 ， 它 以 辅酶 的 形 式 参 加 多 种 重 要 的 代 谢 反 应 ， 称 为 维生 素 B 12辅 酶 。 8维生素B12（2）（存在形式2） 9硫辛酸（1）（结构）是 酵 母 和 微 生 物 等 的 生 长 因 素 ， 而 不 是 动 物必 需 从 食 物 中 取 得 的 维 生 素 。 但 硫 辛 酸 是 一个 辅 酶 ， 它 可 与 二 氢 硫 辛 酸 相 互 转 化 。+2H-2H硫 辛 酸 二 氢 硫 辛 酸 9硫辛酸（2）硫 辛 酰 胺 是 与 酶 相 结 合 的 辅 酶 ， 传 递 氢 和传 递 乙 酰 基 。硫 辛 酸 是 丙 酮 酸 脱 氢 酶 系 和 酮 戊 二 酸脱 氢 酶 系 的 辅 酶 ， 有 转 酰 基 的 作 用 。