生物化學(xué) 第四章維生素與微量元素

VitaminsandMicroelements第四章維生素與微量元素TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1929

“forhisdiscoveryoftheantineuritic(抗神經(jīng)炎)vitamin""forhisdiscoveryofthegrowth-stimulatingvitamins"ChristianEijkman

SirFrederickGowlandHopkins

UniversityofCambridge

Cambridge,UnitedKingdomUtrechtUniversity

Utrecht,theNetherlands22023/2/18

1907年，荷蘭軍醫(yī)艾克曼查明，亞洲流行的腳氣病起因于白米。雞吃白米得了腳氣病，將丟棄的米糠放回飼料中即可治愈。他自己改吃糙米，感染的腳氣病隨后也好了。艾克曼推測白米中含有毒素，而米糠中則含有解毒的物質(zhì)。

1906年，英國Hopkins用純化后的飼料喂食老鼠，老鼠不能存活，而向純化的飼料中加入微量牛奶后，老鼠可正常生長，證明食物中除了蛋白、糖、脂等營養(yǎng)物質(zhì)外還存在必需的“輔助因子”。1911年，波蘭化學(xué)家Funk發(fā)現(xiàn)糙米中能夠防治腳氣病的物質(zhì)（維生素B1）是一種胺。因此提議將這種化合物叫做Vitamine，意為“Vitalamine”，中文意思就是“致命的胺”。然而隨后發(fā)現(xiàn)，許多其它的維生素并不含有“胺”結(jié)構(gòu)，所以僅僅將amine的最后“e”去掉，成為了“vitamin”。

1912年，Hopkins和Funk推出維生素缺乏假說，推測人體中如果缺乏特定足量的維生素，將會引起特定的疾病。在19世紀(jì)初，通過提供缺乏特定成分的食物給實(shí)驗(yàn)動物食用的方法，科學(xué)家們成功地將各種維生素分離并鑒別出來。32023/2/181929年C.艾克曼（荷蘭人）

發(fā)現(xiàn)可以抗神經(jīng)炎的維生素

F.G.霍普金斯（英國人）

發(fā)現(xiàn)維生素B1缺乏病并從事關(guān)于抗神經(jīng)炎藥物的化學(xué)研究1943年C.P.H.達(dá)姆（丹麥人）

發(fā)現(xiàn)維生素K

E.A.多伊西（美國人）

發(fā)現(xiàn)維生素K的化學(xué)性質(zhì)

1937年W.N.霍沃斯（英國人）從事碳水化合物和維生素C的結(jié)構(gòu)研究

P.卡雷（瑞士人）從事類胡蘿卜、核黃素以及維生素A、B2的研究1964年D.M.C.

霍金英（英國人）

使用X射線衍射技術(shù)測定VB12

的空間結(jié)構(gòu)

42023/2/18概述定義維生素(vitamin)是機(jī)體維持正常功能所必需，但在體內(nèi)不能合成或合成量很少，必須由食物供給的一組低分子量有機(jī)物質(zhì)。脂溶性維生素

(lipid-solublevitamin)水溶性維生素

(water-solublevitamin)分類:52023/2/18第一節(jié)

脂溶性維生素Lipid-solubleVitamins62023/2/18共同特點(diǎn)：﹡均為非極性疏水的異戊二烯衍生物﹡不溶于水，溶于脂類及脂肪溶劑﹡在食物中與脂類共存，并隨脂類一同吸收﹡吸收的脂溶性維生素在血液與脂蛋白及某些特殊結(jié)合蛋白特異結(jié)合而運(yùn)輸

種類：VitA,VitD,VitE,VitK72023/2/18一、維生素A（抗干眼病維生素）﹡天然形式：A1（視黃醇）A2（3-脫氫視黃醇）﹡活性形式：視黃醇、視黃醛、視黃酸﹡維生素A原：β-胡蘿卜素（一）化學(xué)本質(zhì)與性質(zhì)82023/2/18（二）生化作用及缺乏癥1.生化作用＊構(gòu)成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)（見后圖）＊參與糖蛋白的合成，維持上皮組織分化與健全＊其他作用，如影響細(xì)胞的分化2.缺乏癥夜盲癥，干眼病，皮膚干燥等92023/2/18視紫紅質(zhì)視蛋白11-順視黃醛全反視黃醛暗處光(視網(wǎng)膜)異構(gòu)酶11-順視黃醇全反視黃醇(肝)異構(gòu)酶視黃醛還原酶視紫紅質(zhì)的合成、分解與視黃醛的關(guān)系102023/2/18二、維生素D（抗佝僂病維生素）﹡種類：VitD2（麥角鈣化醇）VitD3（膽鈣化醇）﹡VitD2原：麥角固醇VitD3原：麥角固醇→VitD2膽固醇→7-脫氫膽固醇→VitD3﹡VitD3的活性形式：1,25-(OH)2-VitD3陽光及紫外線作用（一）化學(xué)本質(zhì)和性質(zhì)112023/2/18肝25-羥化酶

維生素D3（膽鈣化醇）

25-羥維生素D3（25-羥膽鈣化醇）腎,骨,胎盤中的1α-羥化酶

1,25-二羥維生素D3（1,25-二羥膽鈣化醇）﹡在體內(nèi)的轉(zhuǎn)變

24,25-二羥維生素D3（24,25-二羥膽鈣化醇）腎,骨,胎盤、軟骨中的24-羥化酶122023/2/181.生化作用作用于小腸粘膜、腎及腎小管，促進(jìn)鈣磷吸收，有利于新骨的形成、鈣化。但過量服用維生素D可引起高鈣血癥、高鈣尿癥等。2.缺乏癥兒童——佝僂病成人——軟骨病（二）生化作用及缺乏癥132023/2/18脊柱彎曲Spinalcolumn

雞胸Chickenbreast貓背Catback142023/2/18“K”型腿Bowlegs“O”型腿Knockknees“X”型腿152023/2/18三、維生素E（一）化學(xué)本質(zhì)與性質(zhì)﹡種類：生育酚，生育三烯酚﹡易自身氧化，故能保護(hù)其他物質(zhì)。（二）生化作用及缺乏癥生化作用：1.抗氧化作用2.維持生殖機(jī)能3.促進(jìn)血紅素代謝162023/2/18四、維生素K（凝血維生素）（二）生化作用及缺乏癥1.生化作用：維持體內(nèi)凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的正常水平，參與凝血作用2.缺乏表現(xiàn):易出血（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)天然形式：K1、K2人工合成：K3、K4172023/2/18第二節(jié)

水溶性維生素Water-solubleVitamins182023/2/18共同特點(diǎn)：﹡易溶于水，故易隨尿液排出。﹡體內(nèi)不易儲存，必須經(jīng)常從食物中攝取。概述種類：B族維生素和維生素C

192023/2/18一、維生素B1﹡維生素B1又名硫胺素(thiamine)﹡體內(nèi)活性形式為焦磷酸硫胺素(TPP)（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)焦磷酸硫胺素(TPP)202023/2/18﹡TPP是α-酮酸氧化脫羧酶的輔酶，也是轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶。﹡在神經(jīng)傳導(dǎo)中起一定的作用，抑制膽堿酯酶的活性。（二）生化作用及缺乏癥1.生化作用2.缺乏癥﹡腳氣病，末梢神經(jīng)炎212023/2/18二、維生素B2（二）生化作用及缺乏癥﹡生化作用：FMN及FAD是體內(nèi)氧化還原酶的輔基，主要起氫傳遞體的作用。﹡缺乏癥：口角炎，唇炎，陰囊炎等。（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡維生素B2又名核黃素(riboflavin)﹡體內(nèi)活性形式為黃素單核苷酸(FMN)黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)222023/2/18VitB2FMNAMPFAD232023/2/18三、維生素PP﹡維生素PP包括尼克酸(nicotinicacid)尼克酰胺(nicotinamide)﹡體內(nèi)活性形式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+)（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)242023/2/18NAD+（NADP+）尼克酸尼克酰胺252023/2/181.生化作用﹡NAD+及NADP+是體內(nèi)多種脫氫酶（如蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶）的輔酶，起傳遞氫的作用。（二）生化作用及缺乏癥2.缺乏癥﹡癩皮病262023/2/18四、維生素B6（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡維生素B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺﹡體內(nèi)活性形式為磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺（二）生化作用及缺乏癥﹡磷酸吡哆醛是氨基酸轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶，也是-氨基-酮戊酸合酶（ALA合酶）的輔酶。272023/2/18282023/2/18五、泛酸（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡泛酸(pantothenicacid)又名遍多酸﹡體內(nèi)活性形式為輔酶A(CoA)酰基載體蛋白(ACP)

（二）生化作用及缺乏癥﹡CoA及ACP是?；D(zhuǎn)移酶的輔酶，參與?；霓D(zhuǎn)移作用。292023/2/18泛酸4-磷酸泛酰巰基乙胺CoA的結(jié)構(gòu)式302023/2/18六、生物素生化作用:生物素(biotin)是多種羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的輔酶，參與CO2的羧化過程。與羧基結(jié)合生成羧基生物素與賴氨酸殘基ε-氨基結(jié)合成生物胞素312023/2/18七、葉酸﹡生化作用：FH4是一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，參與一碳單位的轉(zhuǎn)移。﹡缺乏癥：巨幼紅細(xì)胞貧血（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)（二）生化作用及缺乏癥﹡葉酸(folicacid)又稱蝶酰谷氨酸﹡體內(nèi)活性形式為四氫葉酸(FH4)322023/2/18葉酸二氫葉酸還原酶NADPH+H+NADP+二氫葉酸二氫葉酸還原酶NADPH+H+NADP+四氫葉酸5,6,7,8-四氫葉酸目錄332023/2/18八、維生素B12﹡生化作用：參與體內(nèi)甲基轉(zhuǎn)移作用﹡缺乏癥：巨幼紅細(xì)胞貧血、神經(jīng)疾患（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡維生素B12又稱鈷胺素(coholamine)﹡體內(nèi)活性形式為甲基鈷胺素5-脫氧腺苷鈷胺素（二）生化作用及缺乏癥342023/2/18R：-CH3甲基鈷胺素

R：5`-脫氧腺苷5`-脫氧腺苷鈷胺素352023/2/18九、維生素C﹡生化作用：參與氧化還原反應(yīng)，參與體內(nèi)羥化應(yīng)，促進(jìn)膠原蛋白的合成，促進(jìn)鐵的吸收。﹡缺乏癥：壞血病（一）化學(xué)本質(zhì)及性質(zhì)﹡維生素C又稱L-抗壞血酸(ascorbicacid)