第六章-維生素與輔酶

第六章

維生素和輔酶概述輔酶與水溶性維生素脂溶性維生素重點掌握各種維生素與輔酶的關(guān)系（維生素的存在形式）及輔酶的生理學(xué)功能；了解維生素來源及缺乏癥。

19世紀(jì)初，在航海和探險的傳記中記載了許多壞血病的病例，這些病人不能用當(dāng)時已知的營養(yǎng)素來治療。1896年，被荷蘭殖民者囚禁的爪哇人中普遍發(fā)生腳氣病，荷蘭醫(yī)生艾克曼（Eijkman）發(fā)現(xiàn)此病與食米的精、糙有關(guān)，認(rèn)為可能是由于缺乏米糠中的某種成分引起的。一、維生素發(fā)現(xiàn)記第一節(jié)概述純化飼料礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、脂肪、核酸、糖純化飼料+極微量牛奶牛奶中存在需要量極少，但生存必需的食物輔助因子——維生素1906年英國1910年，荷蘭學(xué)者馮克（Funk）從米糠中提取出一種胺類物質(zhì)，可治療腳氣病，命名為“活性胺”（vita-amino）。1926年，Jansenhe和Donath從米糠中獲得了硫胺素結(jié)晶。此后，在天然食物中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了許多為動物和微生物生長所必需的物質(zhì)，并證明大多數(shù)并不是胺類物質(zhì)，故把這類物質(zhì)統(tǒng)稱為維生素（vitamin），意即維持生命之要素。二、維生素的概念維生素（vitamin）：維持機體正常生命活動所必比不可少的一類有機物質(zhì)。特點：1.是一些結(jié)構(gòu)各異的生物小分子；2.需要量很少（以mg、μg計）；3.體內(nèi)不能合成或合成量不足，必須直接或間接從食物中攝??；4.因缺乏維生素而產(chǎn)生的疾病統(tǒng)稱為維生素缺乏癥（avitaminosis）。功能調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝和維持生理功能。（√）構(gòu)成機體組織的主要原料物質(zhì)（結(jié)構(gòu)物質(zhì)）。（×）供能物質(zhì)。（×）人體獲取維生素的途徑：

1.主要由食物直接提供；2.由腸道菌合成：人體腸道菌能合成某些維生素，如維生素K、維生素B12、吡哆醛、泛酸、生物素和葉酸等，可補充機體不足；3.維生素原在體內(nèi)轉(zhuǎn)變：能在體內(nèi)直接轉(zhuǎn)變成維生素的物質(zhì)稱為維生素原，如類胡蘿卜素被稱為維生素A原，可在小腸壁和肝臟氧化轉(zhuǎn)變成維生素A；4.體內(nèi)部分合成：儲存在皮下的7-脫氫膽固醇經(jīng)紫外線照射，可轉(zhuǎn)變成VD3。三、維生素的命名與分類（一）維生素的命名1.習(xí)慣上采用英文字母A、B、C、D來命名2.根據(jù)生理功能維生素B1：抗腳氣病維生素3.根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)維生素B1，分子中含有S和氨基，也稱為硫胺素（二）維生素的分類第二節(jié)輔酶與水溶性維生素共同特點：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。維生素B1又叫硫胺素（thiamine）、抗腳氣病維生素一、維生素B1與脫羧輔酶嘧啶環(huán)噻唑環(huán)硫胺素+ATP→TPP+AMP存在形式：焦磷酸硫胺素（TPP）焦磷酸生理功能：TPP是

-酮酸氧化脫羧酶系（丙酮酸脫羧酶系和

-酮戊二酸脫羧酶系）的輔酶。對維持正常的糖代謝具有重要作用。丙酮酸脫羧酶硫辛酸乙酰轉(zhuǎn)移酶二氫硫辛酸脫氫酶乙酰硫辛酸二氫硫辛酸丙酮酸脫氫酶系VB1缺乏癥：維生素B1缺乏時，TPP不能合成，糖代謝受阻，丙酮酸、乳酸在組織中積累，從而影響心血管和神經(jīng)組織的正常功能，表現(xiàn)出多發(fā)性神經(jīng)炎、皮膚麻木、心力衰竭、四肢無力、下肢水腫等癥狀，俗稱腳氣病。來源：種子的外皮、胚芽中；米糠、酵母、瘦肉中。古代醫(yī)學(xué)記載：“久食白米，令人身軟”千金翼方載：用谷皮煮湯入粥內(nèi)，常服之可免腳氣常見食物維生素B1含量(mg/100g)維生素B2，又叫核黃素（riboflavin），因其溶液呈黃色而得名。二、維生素B2與FMN、FAD存在形式：核黃素以黃素單核苷酸（flavinmononucleotide，F(xiàn)MN）和黃素腺嘌呤二核苷酸（flavinadeninedinucleotide，F(xiàn)AD）。FMN和FAD的分子結(jié)構(gòu)核黃素FMNFAD生理功能：FMN或FAD存在氧化型和還原型兩種形式，常作為脫氫酶（琥珀酸脫氫酶、脂酰輔酶A脫氫酶）的輔基，通過氧化態(tài)與還原態(tài)的互變，促進(jìn)底物脫氫或起遞氫的作用。促進(jìn)糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝。FMN(FAD)+2e+2H+→FMNH2(FADH2)氧化型還原型2H2H2H代謝物-2H代謝物傳遞體-2H傳遞體1/2O2H2OFMNFADFMNH2FADH2黃色藍(lán)色無色來源：肝、蛋、肉、乳、綠葉蔬菜及豆類。

VB2缺乏癥：缺乏維生素B2時，組織呼吸減弱，代謝強度降低，臨床上表現(xiàn)為口腔發(fā)炎、角膜炎、視覺模糊、皮炎等。維生素PP：包括煙酸（尼克酸）和煙酰胺（尼克酰胺）兩種，又稱抗癩皮癥維生素。三、維生素PP與NAD+、NADP+NCOOH

尼克酸（nicotinicacid）NCONH2

尼克酰胺（nicotinamide）+H+NAD+和NADP+的分子結(jié)構(gòu)存在形式：煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)—輔酶I（CoⅠ）；煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)—輔酶II（CoⅡ）。生理功能：維生素PP是NAD+和NADP+的組成成分，NAD+和NADP+是許多脫氫酶的輔酶，參與遞氫。+H+缺乏癥：出現(xiàn)神經(jīng)營養(yǎng)障礙，表現(xiàn)為口角炎、皮炎等，俗稱癩皮病。分布廣泛，以酵母、肉類、花生、谷類和動物肝中含量豐富，在體內(nèi)色氨酸能轉(zhuǎn)變?yōu)榫S生素PP。常見食物煙酸含量（每100g）泛酸（pantothenicacid），又叫遍多酸，由α,γ-二羥基-β,β-二甲基丁酸和β-丙氨酸脫水縮合而成。

存在形式：泛酸與巰基乙胺、3’,5’-ADP縮合形成輔酶A

（CoA）

。四、泛酸與輔酶A泛解酸β丙氨酸泛酸生理功能：CoA主要起傳遞?；淖饔茫歉鞣N?；D(zhuǎn)移酶的輔酶，在糖類和脂類代謝中起轉(zhuǎn)移?；淖饔谩Ｓ捎跀y帶?；课辉?SH上，故通常用CoA-SH表示。缺乏癥：由于人類腸道中的細(xì)菌可合成泛酸，所以尚未發(fā)現(xiàn)泛酸缺乏癥，但其可廣泛用于各種疾病的輔助治療藥物，如白細(xì)胞減少癥、各種肝炎、動脈硬化。泛酸在酵母、肝、腎、蛋、小麥、米糠、花生和豌豆中含量豐富。維生素B6

，包括：吡哆醇，吡哆醛，吡哆胺五、磷酸吡哆醛與維生素B6磷酸吡哆醛與磷酸吡哆胺的分子結(jié)構(gòu)存在形式：磷酸吡哆醛（pyridoxal-5-phosphate，PLP）和磷酸吡哆胺（pyridoxamine-5-phosphate，PMP)生理功能：磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺作為轉(zhuǎn)氨酶、氨基酸脫羧酶的輔酶，與氨基酸代謝密切相關(guān)。腸道細(xì)菌可以合成，人類很少患維生素B6缺乏癥。來源：酵母、肝臟、谷粒、肉、魚、蛋、豆類、花生。生物素，由一個噻吩環(huán)和一分子尿素結(jié)合而成的雙環(huán)化合物，側(cè)鏈上有一分子戊酸。存在形式：生物胞素六、生物素戊酸噻吩環(huán)尿素

生理功能：多種羧化酶的輔基，參與CO2的羧化（固定）過程。生物素廣泛地存在于動物及植物的組織中，在酵母菌、肝、腎中含量特豐富；腸道細(xì)菌還可合成一部分。一般不易缺乏。1916年，貝特曼(Bateman)首先觀察到蛋清的毒性。蛋清中含有抗生物素蛋白，能與生物素結(jié)合而使生物素成為不易被吸收的物質(zhì)，若較長時間吃生蛋清，會導(dǎo)致生物素缺乏。維生素B9，葉酸（folicacid），又稱蝶酰谷氨酸。七、葉酸和四氫葉酸存在形式：四氫葉酸（FH4或THF）生理功能：

FH4是一碳基團轉(zhuǎn)移酶系的輔酶，主要作用是作為一碳基團的載體，參與多種反應(yīng)。

一碳基團：氨基酸分解過程中產(chǎn)生的含一個碳原子的活性基團。

甲基

-CH3,

亞甲基-CH2-,

甲酰基-CHO，亞氨甲基-CH=NH,

次甲基-CH=葉酸參與嘌呤、嘧啶的合成，間接影響蛋白質(zhì)合成?；前奉愃幬锟筛偁幮缘匾种萍?xì)菌葉酸的合成，導(dǎo)致繁殖中斷。缺乏癥：缺乏葉酸，使紅細(xì)胞發(fā)育過程中DNA合成障礙，細(xì)胞的分裂受阻，形成畸形的巨幼紅細(xì)胞，造成巨紅細(xì)胞性貧血癥。分布廣泛，且人體腸道細(xì)菌也能合成，一般不易缺乏。來源：綠葉蔬菜、肝、腎、菜花、酵母。維生素B12分子中含金屬元素鈷，故又稱為鈷胺素。維生素B12在體內(nèi)有多種活性形式。其中，5'-脫氧腺苷鈷胺素是體內(nèi)的主要形式，它可參與構(gòu)成多種變位酶的輔酶，促進(jìn)某些化合物的異構(gòu)化反應(yīng)。如甲基鈷胺素則是甲基轉(zhuǎn)移酶的輔酶，可促進(jìn)甲基轉(zhuǎn)移，促進(jìn)紅細(xì)胞生成。缺乏易導(dǎo)致惡性貧血。來源：肝臟、牛肉、肉、蛋、魚、蚌、心、腎等。八、維生素B12和B12輔酶輔酶B12的分子結(jié)構(gòu)2.淀粉酶活力單位規(guī)定為：在最適條件下，每小時（h）分解1g淀粉的酶量為1個活力單位。0.25g淀粉/5min×60min×1000/0.5=6000U3.(1)1ml酶液中所含的蛋白質(zhì)量及活力單位。凱氏定氮法：0.2mg×6.25/2=0.625mg活力單位：1500ug/60/0.1=250U（2）比活力=活力單位數(shù)/毫克酶蛋白=250U/0.625mg=400mg/蛋白質(zhì)（3）1g酶制劑的總蛋白含量及總活力：（每min產(chǎn)生1ugTyr的酶量規(guī)定為1個活力單位）?？偟鞍椎牧?625mg，總活力=250U×1000=2.5×104U維生素①VPP（煙酸和煙酰胺）②泛酸③VB2（核黃素）④VB1（硫胺素）⑤VB6（吡哆醛、醇、胺）存在形式a、TPPb、FMN、FADc、NAD+、NADP+d、PLP、PMPe、CoA主要功能A、黃素酶輔基B、脫羧酶輔酶C、轉(zhuǎn)氨酶輔酶D、傳遞?；鵈、傳遞氫①——c——E②——e——D③——b——A④——a——B⑤——d——C又稱抗壞血酸，具有L-糖構(gòu)型的不飽和多羥基化合物。含有烯醇式結(jié)構(gòu)，易解離釋放出質(zhì)子而呈酸性。九、維生素CL-抗壞血酸脫氫抗壞血酸O=CHO—CHO—CH－CHO—C—H

CH2OHOOO=CO=CO=CH－CHO—C—H

CH2OH-2H+2HL-抗壞血酸[還原型]脫氫抗壞血酸[氧化型]生理功能：供氫體，保護需巰基的酶的活性；還原高鐵血紅蛋白等；提高某些金屬酶活性：參與體內(nèi)的羥化作用，促進(jìn)膠原合成。缺乏癥：長期維生素Ｃ缺乏可引起壞血病。主要表現(xiàn)為全身有出血傾向的疾病，尤以皮膚、黏膜和牙齦出血常見；當(dāng)有骨膜下出血時，表現(xiàn)肢體腫痛、活動受限；還可導(dǎo)致機體抵抗力降低，繼發(fā)許多其他疾病。來源：新鮮蔬菜和水果。二、脂溶性維生素維生素A、D、E、K均溶于脂類溶劑，不溶于水；在食物中通常與脂質(zhì)共存，并隨脂質(zhì)一同吸收；多需運輸?shù)鞍祝贿^量服用易中毒（不易排泄）。1.維生素A維生素A分A1，A2兩種，是脂環(huán)的不飽和一元醇類。維生素A1稱為視黃醇，A2稱為脫氫視黃醇。視黃醇可由植物來源的β-胡蘿卜素合成，β-胡蘿卜素為維生素A原。視覺細(xì)胞視桿細(xì)胞——弱光下視覺（視紫紅質(zhì)）視椎細(xì)胞——強光及色視覺（視紫藍(lán)質(zhì)）眼球視網(wǎng)膜視桿細(xì)胞視桿細(xì)胞掃描電鏡圖視錐細(xì)胞生理功能：促進(jìn)生長發(fā)育，維持上皮組織結(jié)構(gòu)的完整性；構(gòu)成視覺細(xì)胞內(nèi)感光物質(zhì)—視紫紅質(zhì)。缺乏癥：夜盲癥、干眼病、皮膚干燥等。來源：肝臟、乳制品、蛋黃；胡蘿卜、黃綠蔬菜、玉米。2.維生素D維生素D又稱抗佝僂病維生素。是固醇類衍生物，其母環(huán)為環(huán)戊烷多氫菲。主要有D