7維生素和輔酶-【競賽幫】全國高中生物競賽之《生物化學簡明教程》名師精講課件

高中生物競賽

《生物化學簡明教程》

魏民、張麗萍、楊建雄7/16，維生素和輔酶維生素種類很多，化學結(jié)構(gòu)和性質(zhì)雖然各不相同，但它們存在著共同點：(1)

它們均以維生素本身或可被機體利用的前體化合物(維生素原)的形成存在于食物中(2)

它們既不能構(gòu)成機體組織的成分，也不能作為體內(nèi)的供能物質(zhì)，但在調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝和維持生理功能等方面發(fā)揮重要作用

(3)

一般不能在體內(nèi)合成或合成量太少，必須由食物提供(4)

人體每日只需少量即可滿足身體需要，但不可缺乏，缺乏到一定程度可引起相關的維生素缺乏癥

維生素的種類維生素脂溶性維生素水溶性維生素維生素A維生素D維生素E維生素KB族維生素維生素C維生素B1維生素B2維生素PP(煙酸和煙酰胺)泛酸維生素6[吡哆醛(醇、胺]生物素葉酸硫辛酸7/16.維生素和輔酶脂溶性維生素包括VA、VD、VE、VK。它們的共同特點是(1)

不溶于水，易溶于脂類及有機溶劑(2)

可在體內(nèi)儲存，主要是在肝內(nèi)儲存，因此只有長期攝入不足才會發(fā)生缺乏癥(3)

脂溶性維生素在食物中與脂類共同存在，并隨脂類一同吸收，影響脂類消化吸收的因素(如膽汁酸缺乏、長期腹瀉等)均可造成脂溶性維生素吸收減少，甚至引起缺乏癥(4)

吸收后的脂溶性維生素在血液中與脂蛋白或某些特殊的血漿蛋白特異地結(jié)合后進行運輸

(5)

維生素A和維生素D攝入過量可發(fā)生中毒

7.1脂溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.1.1維生素A（亦稱視黃醇、抗干眼病維生素）(1)化學本質(zhì)及其性質(zhì)②VA側(cè)鏈含有4個雙鍵，故可形成8種順反異構(gòu)體，但在體內(nèi)VA(視黃醇)被氧化成視黃醛，構(gòu)象主要是：①是一種有脂環(huán)的不飽和一元醇，有兩種形式：VA1(視黃醇)和VA2(3-脫氫視橫醇)9-順式視黃醛和11-順式視黃醛兩種7.1脂溶性維生素7/16.維生素和輔酶(2)來源①主要來自動物性食物，其中肝臟(特別是魚的肝臟)、乳制品和蛋黃中含量較多②植物不含VA，但含有β-胡蘿卜素，以小腸黏膜處經(jīng)β-胡蘿卜素雙加氧酶作用下，可生成2分子視黃醇。但β-胡蘿卜素在體內(nèi)利用率較低圖示：β-胡蘿卜素生成視黃醇7.1.1維生素A（亦稱視黃醇、抗干眼病維生素）7.1脂溶性維生素7/16.維生素和輔酶(3)生化作用及缺乏癥①構(gòu)成與暗視覺相關的感覺物質(zhì)成分圖示：維生素A與暗視覺的關系②具有脂溶性激素的特性與胞內(nèi)受體結(jié)合，啟動某些基因的表達，調(diào)節(jié)細胞生長分化，抑制角蛋白的合成③維持上皮細胞的完整性參與糖蛋白和黏多糖的合成，對上皮細胞膜起穩(wěn)定作用④促進生長發(fā)育和維持生殖功能參與類固醇激素的合成，促進生長發(fā)育⑤促進免疫功能VA與核受體結(jié)合后對基因表達的調(diào)節(jié)可促進B細胞產(chǎn)生抗體、T細胞分泌淋巴因子⑥抗氧化和抗癌作用⑦參與鐵的轉(zhuǎn)動VA和β-胡蘿卜素都具有氧化作用，能清除自由基VA控制轉(zhuǎn)鐵蛋白的合成，從而控制鐵從肝細胞轉(zhuǎn)動至其他細胞7.1.1維生素A（亦稱視黃醇、抗干眼病維生素）7.1脂溶性維生素7/16.維生素和輔酶(1)化學本質(zhì)及性質(zhì)①類固醇衍生物②VD的主要類型：VD2(麥角鈣化醇)和VD3(膽鈣化醇)(2)

VD的主要來源①動物性食物，植物性食物基本不含VD②酵母和植物油中含有能被人體吸收的麥角固醇，經(jīng)紫外線照射后能轉(zhuǎn)變?yōu)閂D3③人體內(nèi)的膽固醇可轉(zhuǎn)變成7-脫氫膽固醇，在皮下經(jīng)紫外線照射后轉(zhuǎn)化為VD37.1.2維生素D（亦稱抗佝僂病維生素）7.1脂溶性維生素7/16.維生素和輔酶圖示：維生素D2原和維生素D3原的轉(zhuǎn)化過程HOHOHOHOHO脫氫紫外線紫外線麥角固醇維生素D2(麥角鈣化醇)膽固醇7-脫氫膽固醇維生素D3(膽鈣化醇)7.1.2維生素D（亦稱抗佝僂病維生素）7.1脂溶性維生素7/16.維生素和輔酶(2)

VD的主要來源(3)生化作用及缺乏癥①VD3的活性形式：1,25-(OH)2-VD3②VD3在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化過程

VD3轉(zhuǎn)化成25-OH-VD3

發(fā)生在肝細胞微粒體和線粒體內(nèi)，由25-羥化酶催化。25-OH-VD3轉(zhuǎn)化成1,25-(OH)2-VD3發(fā)生在腎小管上皮細胞線粒體內(nèi)，由1α-羥化酶催化。嚴格調(diào)控，主要是受到1,25-(OH)2-VD3(負反饋調(diào)節(jié))、甲狀旁腺素(正相關)、降鈣素(負相關)的調(diào)控，也受到Ca2+和磷的循環(huán)水平(負相關)的調(diào)控③VD3的功能促進腎小管細胞對鈣磷的重吸收，減少從尿中排出促進小腸粘膜細胞對鈣和磷的吸收，能誘導鈣結(jié)合蛋白(CaBP)的合成和促進Ca-ATP酶的活性，這都有利于Ca2+的吸收能促進磷的吸收促進鈣鹽的更新及新骨的生成7.1.2維生素D（亦稱抗佝僂病維生素）7.1脂溶性維生素7/16.維生素和輔酶?VD3的缺乏癥兒童時，缺VD3可發(fā)生佝僂病成年人，缺VD3可發(fā)生軟骨病、骨質(zhì)疏松癥佝僂病體征佝僂病(雞胸)的X光片佝僂病(羅圈腿)的X光片(3)生化作用及缺乏癥7.1.2維生素D（亦稱抗佝僂病維生素）7.1脂溶性維生素7/16.維生素和輔酶(1)化學本質(zhì)及性質(zhì)①是一種酚類物質(zhì)②在有氧條件下極易被氧化，在體內(nèi)具有抗氧化作用(2)來源植物性來源，主要存在于植物油中，疏菜、水果中含量也豐富，一般不易缺乏(3)生化作用及缺乏癥①是體內(nèi)一種強抗氧化劑，能防止脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生，保護生物膜的結(jié)構(gòu)和功能，具有抗衰老作用②還參與生物氧化，在呼吸鏈中即可以穩(wěn)定CoQ，又可以協(xié)助電子傳遞給CoQ③與生殖功能有關缺乏VE時，生殖器官發(fā)育受損可導致不育，但在人類尚未發(fā)現(xiàn)④促進血紅素的代謝⑤缺乏癥：一般不易發(fā)生缺乏7.1.3維生素E（亦稱生育酚）7.1脂溶性維生素7/16.維生素和輔酶4．維生素K

亦稱凝血維生素(1)化學本質(zhì)及性質(zhì)是一種醌類物質(zhì)，有多種形式，主要是VK3(2)來源①植物性食物和動物性食物中均有，但動物性食物豐富②腸道微生物也能合成(3)生化作用及缺乏癥①是一種依賴于維生素K的羧化酶的輔酶，催化凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ和骨鈣蛋白中Glu的γ-羧基的修飾圖示：維生素K作為輔酶參與的酶促反應②一般不易缺乏，如缺乏，主要臨床表現(xiàn)：易出血，凝血時間延長7.1.4維生素K（亦稱凝血維生素）7.1脂溶性維生素7/16.維生素和輔酶B族維生素的化學結(jié)構(gòu)差異很大，但也有一些共同特征：①在自然界中經(jīng)常共同存在，最豐富的來源是酵母、蔬菜和動物肝臟②從低等的微生物到高等動物和人類都需要它們作為要素③在體內(nèi)主要作為輔酶或輔基參與物質(zhì)代謝和能量代謝④從化學結(jié)構(gòu)上看，大都含有N⑤從性質(zhì)上看，此類維生素易溶于水，對酸穩(wěn)定，易被堿或熱破壞7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素1．維生素B1(VB1)（亦稱抗腳氣病維生素，因分子中含有硫和胺，故又稱硫胺素）(1)化學本質(zhì)及其性質(zhì)①分子中含有硫和胺，是由一個嘧啶環(huán)和一個含硫的噻唑環(huán)組成②在氧化劑存在時易被氧化成脫氫硫胺素，在紫外線照射下呈藍色熒光，據(jù)此可定量測定(2)主要來源①廣泛存在于天然代謝物，動物性食物和植物性食物中均有，但植物性食物中豐富，特別是種子的種皮中②谷物加工過于精細，會導致VB1的大量流失7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素(3)生化作用及缺乏癥①VB1的活性形式是焦磷酸硫胺素(TPP)②TPP是α-酮酸氧化脫羧酶酶的輔酶，催化α-酮酸脫羧，釋放出CO2

③TPP也是轉(zhuǎn)酮酶的輔酶，參與磷酸戊糖途徑缺VB1，會引起血中丙酮酸與乳酸堆積，產(chǎn)能少，神經(jīng)組織特別敏感，影響細胞膜鞘磷脂的合成，導致末稍病變，臨床表現(xiàn)為兩腳無力，故稱“腳氣病”缺VB1，磷酸戊糖途徑受阻，影響細胞中核酶的合成④VB1具有抑制乙酰膽堿酯酶的功能，當缺VB1時，對乙酰膽堿酯酶抑制作用減弱，使乙酰膽堿分解加強，導致神經(jīng)傳導受到影響。主要表現(xiàn)為：消化液分泌減少，胃腸蠕動變慢，食欲不振，消化不良等1．維生素B1(VB1)（亦稱抗腳氣病維生素，因分子中含有硫和胺，故又稱硫胺素）7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素圖示：

維生素B2及其衍生物的輔基(FMN、FAD)的化學結(jié)構(gòu)AMP2．維生素B2(VB2)（亦稱核黃素）(1)化學本質(zhì)及性質(zhì)①6,7-二甲基異咯嗪與核醇的綜合物7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素(2)來源①VB2廣泛存在于動植物中②酵母、肝、腎、蛋黃、奶及大豆中含量特別豐富(3)生化途徑及缺乏癥①VB2活性形式FMN和FAD②在生物氧化過程中起到傳遞電子和氫的作用，廣泛參與各種氧化還原反應如NADH脫氫酶的輔酶是FMN，琥珀酸脫氫酶的輔酶是FAD③缺乏癥口角炎、舌炎、唇炎、陰囊皮炎、眼瞼炎、角膜血管增生等2．維生素B2(VB2)（亦稱核黃素）7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素3．維生素PP(VPP)（包括煙酸和煙酰胺或稱尼克酸和尼克酰胺）(1)化學本質(zhì)及性質(zhì)是吡啶衍生物，煙酸和煙酰胺的化學結(jié)構(gòu)如下：(2)來源①來源廣泛，動物性食物和植物性食物均豐富，肝臟能Trp轉(zhuǎn)化成VPP，但轉(zhuǎn)化效率較低②玉米中的煙酸為結(jié)合型，人不能吸收利用，玉米中的色氨酸含量很低，所以，以平方米為主食的人群易發(fā)生VPP的缺乏癥“癩皮病”7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素(3)生化作用及缺乏癥①活性形式是NAD+和NADP+

②是許多氧化還原酶的輔酶，作用是轉(zhuǎn)移電子和氫3．維生素PP(VPP)（包括煙酸和煙酰胺或稱尼克酸和尼克酰胺）7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素③NAD+在細胞內(nèi)將許多氧化反應中釋放的H或電子傳遞給呼吸鏈，NADP+將光合電子傳遞鏈中的高能電子傳遞給合成代謝④VPP來源豐富，一般不缺乏。如缺少導致“癩皮病，亦稱糙皮病。治療結(jié)構(gòu)病的異煙肼與VPP結(jié)構(gòu)相似，有拮抗作用。故服用異煙肼時，需同時服用VPP異煙肼(3)生化作用及缺乏癥3．維生素PP(VPP)（包括煙酸和煙酰胺或稱尼克酸和尼克酰胺）7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素4．維生素B6(VB6)(1)化學本質(zhì)及性質(zhì)屬于吡啶衍生物，包括吡哆醇、吡哆醛及吡哆胺三種形式(2)來源①來源廣泛，植物性食物和動物性食物均含量豐富，但動物性來源的VB6生物利用率較高②人的腸道微生物也能合成7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素(3)生化途徑和缺乏癥①活化形式是磷酸吡哆醛(PLP)和磷酸吡哆胺，兩相相互轉(zhuǎn)變②是氨基酸代謝中轉(zhuǎn)氨酶及脫羧酶的輔酶，能促進氨基酸的轉(zhuǎn)氨基作用和氨基酸的脫羧基作用③人類尚未發(fā)現(xiàn)VB6的缺乏癥4．維生素B6(VB6)7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素5．泛酸（又稱遍多酸）(1)化學本質(zhì)及性質(zhì)α,γ-二羥-β,β-二甲基丁酸β-丙氨酸泛酸的化學結(jié)構(gòu)(2)來源②腸內(nèi)細菌也能合成①廣泛，動物性食物和植物性食物是均含量豐富7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素(3)生化作用及缺乏癥①活性形式是輔酶A(CoA或HSCoA)②CoA主要起傳遞酰基的作用，是各種?；磻械妮o酶③一般不缺乏在二戰(zhàn)中，遠東戰(zhàn)俘營中曾有“腳灼熱綜合癥”，是由缺乏泛酸引起的5．泛酸（又稱遍多酸）7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素6．生物素（又稱維生素H）(1)化學本質(zhì)是由噻吩與尿素相結(jié)合的雙環(huán)化合物，并帶有戊酸側(cè)鏈①來源廣泛，動物性食物和植物性食物中均含量豐富(2)化學本質(zhì)②腸道微生物也可以合成(3)生化作用及缺乏癥①生物胞素②是多種羧化酶的輔基，參與CO2的羧化反應是生物素與蛋白質(zhì)中賴氨酸殘基的復合物③一般不缺乏新鮮雞蛋中含有一種抗生物素蛋白，能與生物素結(jié)合，使其失活且不易被吸收，但加熱后這種蛋白便被破壞，不再妨礙吸收7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素7．葉酸和四氫葉酸(1)化學本質(zhì)（又稱維生素H）由蝶呤啶、對氨基苯甲酸和谷氨酸組成(2)來源①在動植物食品中廣泛存在②腸道微生物也能合成7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素(3)生化作用及缺乏癥①吸收過程食物中以蝶酰寡聚谷氨酸形式存在，但以蝶酰單谷氨酸形式吸收小腸黏膜上皮細胞分泌的蝶酰-L-氨基酸羧基肽酶水解成蝶酰單谷氨酸及谷氨酸②活性形式是四氫葉酸(THF或FH4)，亦稱為輔酶F十二指腸及空腸上皮黏膜細胞中有二氫葉酸還原酶，將葉酸轉(zhuǎn)變成FH4是一碳單位的供體和受體，在許多重要的代謝過程中轉(zhuǎn)移一碳單位如嘌呤、嘧啶及一些氨基酸的生物合成過程就需要FH4參與提供一碳單位。③因食物中葉酸特別豐富，不易發(fā)生缺乏癥如果缺乏葉酸，一碳單位的轉(zhuǎn)移發(fā)生障礙，核苷酸特別是脫氧胸腺嘧啶的合成就會減少，進而影響到骨髓中幼紅細胞DNA的合成，便得幼細胞的分裂速率明顯下降。幼紅細胞因分裂障礙而體積增大，形成巨幼紅細胞，最終導致巨紅細胞貧血。④抑制二氫葉酸還原酶還原酶就能抑制FH4的合成，抑制一碳單位轉(zhuǎn)移，抑制核苷酸的合成，從而達到抑制癌細胞如氨甲蝶呤、氨基蝶呤是二氫葉酸還原酶的競爭性抑制，具有抗癌作用7．葉酸和四氫葉酸（又稱維生素H）7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素(1)化學本質(zhì)及性質(zhì)①分子中含有一個咕啉環(huán)、鈷元素以及α-5,6-二甲基苯并咪唑基的結(jié)構(gòu)。②是唯一含有金屬元素的維生素，也是分子結(jié)構(gòu)最復雜的因子圖示：

維生素B12的分子結(jié)構(gòu)(2)來源主要來自動物性食物，植物性食品中不含VB12。7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素8．維生素B12(VB12)（又稱為鈷胺素）8．維生素B12(VB12)（又稱為鈷胺素）(3)生化作用及缺乏癥①吸收過程必須在胃腺壁細胞分泌的內(nèi)因子保護下，在空腸吸收③VB12作為輔酶參與3種類型的反應分子內(nèi)重排核苷酸還原成脫氧核苷酸甲基轉(zhuǎn)移5′-脫氧腺苷鈷胺素參與②主要活性形式：5′-脫氧腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素甲基鈷胺素參與④甲基鈷胺素是甲硫氨酸合成酶(又稱甲轉(zhuǎn)移酶)的輔酶，催化同型半胱氨酸甲基化生成甲硫氨酸，甲基由N5-CH3-FH4提供⑤缺乏癥巨紅細胞性貧血7.2水溶性維生素7/16.維生素和輔酶7.2.1B族維生素9．硫辛酸(1)化學本質(zhì)①是一種含2個硫的具有8個碳原子的辛酸(2)來源①動植物性食物中均有，來源廣泛②肝和酵母中特別豐富，常和VB1同時存在(3)生化作用及缺乏癥①具有氧化型(硫辛酸)和還原型(二氫硫辛酸)兩種形式，兩種形成的互相轉(zhuǎn)變參與氧化還原反應②硫辛酸作為輔基與酶蛋白中的Lys殘基的ε-氨基以酰胺鍵共價結(jié)合。作為脂?；妮d體參與α-酮酸的氧化脫羧