第三章維生素與輔酶vitamin

1、河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 1 第五章 維生素與輔酶 第一節(jié) 維生素的概述 第二節(jié) 脂溶性維生素 第三節(jié) 水溶性維生素與輔酶 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 2 第一節(jié) 維生素的概述 一、定義及特點(diǎn)一、定義及特點(diǎn) 定義定義 維生素：是參與生物生長發(fā)育和代謝所必需的一類微量有機(jī)維生素：是參與生物生長發(fā)育和代謝所必需的一類微量有機(jī) 物質(zhì)。物質(zhì)。 2. 2. 特點(diǎn)特點(diǎn) v體內(nèi)不能合成或合成不足，必須由食物提供體內(nèi)不能合成或合成不足，必須由食物提供 不作為能源物質(zhì)，不構(gòu)成生物體，大多數(shù)維生素作為酶的不作為能源物質(zhì)，不構(gòu)成生物體，大多數(shù)

2、維生素作為酶的 輔酶輔基組分，在物質(zhì)代謝中起重要作用輔酶輔基組分，在物質(zhì)代謝中起重要作用 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 3 二、維生素的分類及與輔酶的關(guān)系 （一）分類（一）分類 脂溶性維生素脂溶性維生素 A A、D D、K K、E E 水溶性維生素水溶性維生素 維生素維生素B B族、硫辛酸、維生素族、硫辛酸、維生素C C （二）與輔酶的關(guān)系（二）與輔酶的關(guān)系 P434 P434 （表（表11111 1） 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 4 第二節(jié) 脂溶性維生素(A、D、 E 、 K） 一、維生素A （視黃醇） 1 結(jié)構(gòu) 異戊二烯

3、衍生物 視黃醇視黃醇 維維 生生 素素 A1 脫氫視黃醇脫氫視黃醇 維維 生生 素素 A2 1 5 6 15 1617 18 3 4 視黃醛視黃醛 11 12 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 5 2 功能和缺乏癥 功能：合成視紫紅質(zhì)，參與視循環(huán) 視黃醛 + 視蛋白 視紫紅質(zhì)（暗視覺所必須的） 缺乏癥：暗適應(yīng)能力差，夜盲癥。 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 6 3.來源 v動物：肝、蛋黃等。 v植物：胡蘿卜、綠葉蔬菜 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 7 二、維生素D（抗佝僂病V） 1 結(jié)構(gòu) v類甾醇衍

4、生物 vVD2（麥角鈣化甾醇） vVD3（膽鈣化甾醇） 7- 7-脫氫膽固醇脫氫膽固醇( (動物皮下產(chǎn)生動物皮下產(chǎn)生) ) 在紫外線作用下在紫外線作用下 維生素維生素D3 (D3 (膽鈣化醇）膽鈣化醇） 運(yùn)至肝臟運(yùn)至肝臟 25-25-羥維生素羥維生素D3D3 運(yùn)至腎臟中運(yùn)至腎臟中 1 1，25-25-二羥維生素二羥維生素D3D3 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 8 v功能：促進(jìn)Ca2+、P的吸收，促進(jìn)骨骼正常發(fā)育 v缺乏癥：骨質(zhì)疏松、軟骨病、佝僂病 2.功能及缺乏癥 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 9 3.來源 v肝、奶及蛋黃中

5、v魚肝油含有豐富的VD 。 三、維生素E（生育酚） v結(jié)構(gòu)：本駢二氫吡喃結(jié)構(gòu)：本駢二氫吡喃 v功能：功能： v是強(qiáng)抗氧化劑；是強(qiáng)抗氧化劑； v與動物生殖有關(guān)；與動物生殖有關(guān)； v促進(jìn)血紅素合成，延長紅細(xì)胞壽命促進(jìn)血紅素合成，延長紅細(xì)胞壽命 v缺乏癥：不育；貧血；紅細(xì)胞數(shù)量減少，破裂溶血缺乏癥：不育；貧血；紅細(xì)胞數(shù)量減少，破裂溶血 v來源：各種植物油、肝、蛋等。來源：各種植物油、肝、蛋等。 四、維生素K(凝血維生素) v結(jié)構(gòu)： v功能：促進(jìn)肝臟合成凝血酶原 v缺乏癥：凝血時間延長。 v來源：肝臟、菠菜、腸道微生物合成。 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 12 河北科

6、技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 13 第三節(jié) 水溶性維生素與輔酶 vVBVB1 vVBVB2 v泛酸泛酸 vVPPVPP 包括維生素包括維生素B B族，維生素族，維生素C C ，和硫辛酸。，和硫辛酸。 一、維生素一、維生素B B族族 VBVB6 生物素生物素 葉酸葉酸 VBVB12 12 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 14 (一)維生素B1 (硫胺素 ，抗神經(jīng)炎維生素) v結(jié)構(gòu) Cl- N + S CH3 CH2CH2OH N N NH2 H3C CH2 嘧啶環(huán)嘧啶環(huán)噻唑環(huán)噻唑環(huán) 亞甲基亞甲基 v在體內(nèi)形成硫胺素焦磷酸在體內(nèi)形成硫胺素

7、焦磷酸(TPP)(TPP)，是脫羧酶的輔酶，是脫羧酶的輔酶 v功能：與糖代謝密切。功能：與糖代謝密切。 抑制膽堿酯酶活性。抑制膽堿酯酶活性。 v缺乏癥：糖代謝受阻，丙酮酸積累，腳氣病，食欲不振缺乏癥：糖代謝受阻，丙酮酸積累，腳氣病，食欲不振 v來源：谷類種子的外皮和胚芽來源：谷類種子的外皮和胚芽 C l - N + S C H 3 C H 2C H2 O H N N N H 2 H 3C C H 2 +ATP TPPTPP合成酶合成酶 N N N H 2 H 3C C H 2 N + S C H 3 C H 2C H2 OPO O P O H O H O O H C l- 河北科技大學(xué)生工學(xué)院

8、生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 16 (二) 維生素B2 (核黃素) N C C N H N N O O C H 2C H C H C H C H2O PO H O HO HO HO O H C H 3 C H 3 10 1 9 二甲基異咯嗪基二甲基異咯嗪基 核糖醇基核糖醇基 H v結(jié)構(gòu) 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 17 vVBVB2 2在體內(nèi)形成黃素輔酶，是脫氫酶的輔酶在體內(nèi)形成黃素輔酶，是脫氫酶的輔酶 FMNFMN（黃素單核苷酸）（黃素單核苷酸） FADFAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）（黃素腺嘌呤二核苷酸） 2 CH3 CH3 N C C NH

9、N N O O CH2CHCHCHCH OHOHOH O P O O O H FMN PO O O H O C H 2 O HO H N N N H 2 N N FAD 核黃素 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 18 v功能：在脫氫酶催化的氧化-還原反應(yīng)中，起著電子和質(zhì)子 的傳遞體作用。能促進(jìn)糖、脂和蛋白質(zhì)的代謝。 v缺乏時代謝強(qiáng)度降低。癥狀為口腔發(fā)炎，舌炎、皮炎等。 v來源：青菜、黃豆、蛋黃、肝 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 19 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 20 (三) 泛酸 (VB3) v

10、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 丁酸衍生物丁酸衍生物 丙氨酸丙氨酸 酰胺鍵酰胺鍵 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 21 v在體內(nèi)形成輔酶A （CoA），是各種?；傅妮o酶 v功能：傳遞酰基。 v沒有缺乏癥 泛酸泛酸 巰基乙胺巰基乙胺 3-磷酸腺苷磷酸腺苷 焦磷酸焦磷酸 泛酸泛酸 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 22 (四)維生素PP ( 維生素B5，抗癩皮病維生素 ) v結(jié)構(gòu) N COOH N CONH 2 煙酸煙酸煙酰胺煙酰胺 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 23 v在體內(nèi)形成煙酰胺輔酶，是在體內(nèi)形成煙酰胺輔酶，是脫氫

11、酶的輔酶 輔酶輔酶（CoCo，NADNAD+ +）煙酰胺煙酰胺- -腺嘌呤二核苷酸腺嘌呤二核苷酸 輔酶輔酶（CoCo，NADPNADP+ +）煙酰胺煙酰胺- -腺嘌呤磷酸二核苷酸腺嘌呤磷酸二核苷酸 輔酶輔酶（NADP+）CoII + NAD+ +NADP+ + 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 24 v功能： 參與生物氧化體系，起遞氫的作用。 v缺乏癥：缺乏時表現(xiàn)出神經(jīng)營養(yǎng)障礙，出現(xiàn)皮炎。 v來源：肉類、谷物、花生 氧化型 還原型 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 25 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin

12、26 (五)吡哆素(維生素維生素B B6 6) ) v 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) N H3C HO CH2NH2 CH2OH N H3C HO CHO CH2OH CHOH 是吡啶衍生物，以三種形式存在是吡啶衍生物，以三種形式存在 體內(nèi)形成磷酸吡哆素（體內(nèi)形成磷酸吡哆素（PLPPLP、PMPPMP），是脫羧酶、轉(zhuǎn)氨酶的輔酶。），是脫羧酶、轉(zhuǎn)氨酶的輔酶。 功能：參與氨基酸脫羧、轉(zhuǎn)氨功能：參與氨基酸脫羧、轉(zhuǎn)氨 缺乏癥：無缺乏癥：無 來源：蛋黃、肝臟、谷類，腸道細(xì)菌可以合成來源：蛋黃、肝臟、谷類，腸道細(xì)菌可以合成 N H 3C HO CHO CH 2 O P OH O OH 磷酸吡哆醛（PLP） N H3C HO

13、CH2NH2 CH2O P OH O OH 磷酸吡哆胺（PMP） 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 28 4. 4. 生成西佛堿（生成西佛堿（Schiffs baseSchiffs base）的反應(yīng)）的反應(yīng) v與醛類化合物反應(yīng)生成弱堿，也就是西佛堿與醛類化合物反應(yīng)生成弱堿，也就是西佛堿 v西佛堿是以氨基酸為底物的某些酶促反應(yīng)的中間物。西佛堿是以氨基酸為底物的某些酶促反應(yīng)的中間物。 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)氨氨基基作作用用機(jī)機(jī)制制 異異構(gòu)構(gòu)體體S Sc ch hi if ff f堿堿 S Sc ch hi if ff f堿堿 磷磷酸酸吡吡哆哆胺胺 磷磷酸酸吡吡哆哆醛醛 H HO OO

14、OC CC CO O R R1 1 + + N N C CH H2 2O OP PO O3 3H H2 2 C CH H2 2 H HO OC CH H3 3 H H2 2N N H H2 2O O H H2 2O O N NC CH HO OO OC C R R1 1 C CH H3 3H HO O H H C C C CH H2 2O OP PO O3 3H H2 2 N N H H H H2 2O O H H2 2O O N N C CH H2 2O OP PO O3 3H H2 2 C C H H N N H HO OC CH H3 3 C CH HO OO OC C H H R R1

15、 1 + +N N C CH H2 2O OP PO O3 3H H2 2 C C H H O O H HO OC CH H3 3 H HO OO OC CC CN NH H2 2 H H R R1 1 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 29 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 30 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 31 (六) 生物素(維生素B7) v由尿素、噻吩和戊酸側(cè)鏈三部 分組成。 v生物素本身作為輔基通過蛋白 質(zhì)上的Lys的-氨基共價結(jié)合 到酶上，是羧化酶的輔基 v功能：作為羧基載體，在生物 合

16、成中起傳遞和固定CO2的作 用。 v缺乏癥：無 v動植物組織均含有，腸道細(xì)菌 可以合成 HNNH C O CHH2C S (CH2)4COOH 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 32 (七) 葉酸（維生素B11） N N H2N OH N N H H CH2 H H H NHC O NH CH COOH CH2 CH2 COOH 2 4 6 2-氨基氨基-4羥基羥基-6甲基蝶啶甲基蝶啶 對氨基苯甲酸對氨基苯甲酸 谷氨酸谷氨酸 蝶酸蝶酸 葉酸（蝶酰谷氨酸）葉酸（蝶酰谷氨酸） 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 34 v葉酸在體內(nèi)形成輔酶四

17、氫葉酸，是合成酶的輔酶 v功能：作為一碳基團(tuán)(如-CH3, -CH2-, -CHO 等)的載體，參與多種 生物合成過程。核酸代謝及某些氨基酸合成中起重要作用。 v缺乏癥：一般無（惡性貧血） v來源：青菜、肝、腸道細(xì)菌可以合成 N N H2N OH N N H H CH2 H H H NHC O NHCHCOOH CH2 CH2 COOH FH4 NH O COOH COOH N NN N N H H N NCH CH2 H H2N OH 1 2 3 45 6 7 8 9 10 5,6,7,8-四氫葉酸5,6,7,8-四氫葉酸 （FH（FH4 4） N N N N CH 2 N H H2N OH

18、 R N N N N CH 3 H R N H H2N OH N N5 5甲甲基基四四氫氫葉葉酸酸 （ （ N N 5 5 C C H H 3 3 F F H H 4 4 N N5 5, ,N N1 10 0甲甲烯烯四四氫氫葉葉酸酸 （ （ N N 5 5 C C H H 2 2 F F H H 4 4 , ,N N 1 10 0 - -亞甲基四氫葉酸亞甲基四氫葉酸 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 36 (八)維生素（氰鈷胺素） v在體內(nèi)以在體內(nèi)以5 5- -脫氧腺苷鈷胺素脫氧腺苷鈷胺素 和少量的甲基鈷胺素的形式和少量的甲基鈷胺素的形式 存在。分別是變位酶和轉(zhuǎn)甲存在。分別是變位酶和轉(zhuǎn)甲 基的輔酶?；妮o酶。 v功能：催化分子內(nèi)重排和甲功能：催化分子內(nèi)重排和甲 基的轉(zhuǎn)移。基的轉(zhuǎn)移。 v缺乏癥：易引起惡性貧血缺乏癥：易引起惡性貧血 v來源：肝臟、肉類、魚來源：肝臟、肉類、魚 河北科技大學(xué)生工學(xué)院生物化學(xué) 第三章維生素與輔酶vitamin 37 河北