生物化學葉酸B12及其輔酶

1、葉酸和葉酸輔酶,食工1602班四組,葉酸（folic acid）也叫維生素B9、維生素 M ，是一種水溶性維生素。 葉酸（folic acid）維生素B復合體之一，相當于蝶酰谷氨酸，是米切爾（HKMitchell，1941）從菠菜葉中提取純化的，故而命名為葉酸。 有促進骨髓中幼細胞成熟的作用，人類如缺乏葉酸可引起巨紅細胞性貧血以及白細胞減少癥，對孕婦尤其重要。 綠葉蔬菜中含量豐富,葉酸的物理特性：,葉酸為鮮黃色的結(jié)晶狀粉末，微溶于熱水，不溶于乙醇、乙醚及其他有機溶劑，但葉酸的鈉鹽易溶解于水，但在水溶液中易被光解破壞；在酸性溶液中不穩(wěn)定，P易破壞，但在中性或堿性溶液中對熱穩(wěn)定，加熱至100h也不

2、被破壞。食物中葉酸的烹調(diào)損失率為50%90%。,對孕婦尤其重要,葉酸：,生理功能： 在體內(nèi)的活性形式為四氫葉酸，在體內(nèi)許多重要的生物合成中作為一碳單位的載體發(fā)揮重要功能?？赏ㄟ^腺嘌呤、胸酐酸影響DNA和RNA的合成；可通過蛋氨酸代謝影響磷脂、肌酸、神經(jīng)介質(zhì)的合成等。 缺乏： 人體缺少葉酸可導致紅血球的異常，未成熟細胞的增加，貧血以及白血球減少。 葉酸是胎兒生長發(fā)育不可缺少的營養(yǎng)素。孕婦缺乏葉酸有可能導致胎兒出生時出現(xiàn)低體重、唇腭裂、心臟缺陷等。如果在懷孕頭3個月內(nèi)缺乏葉酸，可引起胎兒神經(jīng)管發(fā)育缺陷，而導致畸形。,葉酸的缺乏癥,巨幼紅細胞貧血：紅細胞比正常大而少，并且發(fā)育不全。這種貧血是由于核蛋

3、白形成不足，使骨髓中的核巨紅細胞（幼稚型紅細胞）不能成熟。 孕婦缺乏葉酸使先兆子癇、胎盤早剝的發(fā)生率增高；如在懷孕頭3個月內(nèi)缺乏葉酸，可導致胎兒神經(jīng)管發(fā)育缺陷，從而增加裂腦兒，無腦兒的發(fā)生率。其次，孕婦經(jīng)常補充葉酸，可防止新生兒體重過輕、早產(chǎn)以及先天性畸形。,攝入不足、酗酒、某些口服藥等干擾葉酸的吸收和代謝，導致葉酸缺乏。,葉酸與葉酸輔酶的結(jié)構(gòu)式：,葉酸分子由2-氨基-4-羥基-6甲基喋啶、對氨基甲苯酸與L-谷氨酸連接而成的。,葉酸在生物體中的活性形式為其加氫的還原產(chǎn)物5,6,7,8-四氫氨酸（葉酸輔酶、FH4）,葉酸輔酶：,四氫葉酸是一碳基團轉(zhuǎn)移酶的輔酶，具有傳遞一碳基團的作用，是許多生物合

4、成反應所必需的輔酶，其分子中的N5和N10是結(jié)合一碳基團的部位。 四氫葉酸（THF）是一種還原型葉酸，亦稱輔酶F，是輔酶形式的葉酸的母體化合物。當葉酸缺乏或某些藥物抑制了葉酸還原酶，使葉酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)樗臍淙~酸，都可影響血細胞的發(fā)育和成熟，造成巨幼紅細胞性貧血。,葉酸輔酶：,四氫葉酸是體內(nèi)一碳單位轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)中的輔酶，是由葉酸在維生素C和NADH+存在下，經(jīng)葉酸還原酶作用下生成二氫葉酸，然后由二氫葉酸還原酶催化生成四氫葉酸。,四氫葉酸的生成,判斷,四氫葉酸是一碳基團轉(zhuǎn)移酶的輔酶，具有傳遞一碳基團的作用，是許多生物合成反應所必需的輔酶,有促進骨髓中幼細胞成熟的作用，人類如缺乏葉酸可引起巨紅細胞性貧血以

5、及白細胞減少癥，對孕婦尤其重要。,維生素B12和B12輔酶,維生素B12又叫氰鈷胺素、抗惡性貧血維生素，是唯一含金屬元素的維生素。 自然界中的維生素B12都是微生物合成的，高等動植物不能制造維生素B12。 維生素B12是唯一的一種需要一種腸道分泌物（內(nèi)因子）幫助才能被吸收的維生素。 1948年才從肝臟中分離出一種具有控制惡性貧血效果的紅色晶體物質(zhì)，定名為維生素B12、維生素12。是族維生素中迄今為止發(fā)現(xiàn)最晚的一種,維生素B12的物理特性：,深紅色結(jié)晶體，熔點高(320時不熔)，無臭無味，溶于水、乙醇和丙酮，不溶于氯仿、丙酮和乙醚； 結(jié)構(gòu)性質(zhì)相當穩(wěn)定； 耐熱、酸、堿，日光、 氧化劑和還原劑均能使

6、其破壞。,維生素B12：,生理功能： 以輔酶形式參與各種代謝過程，促進甲基的 形成和轉(zhuǎn)移，參與某些化合物的異構(gòu)化作用、 維持SH基的還原狀態(tài)，促進DNA和蛋白質(zhì)的合成 促進細胞的成熟，維持神經(jīng)組織的正常功能，臨床 上可用于治療惡性貧血。,缺乏： 圖為小雞缺乏B12的癥狀，可以看到腳爪有明顯的畸形。 巨紅細胞貧血。 神經(jīng)系統(tǒng)損害。 四肢僵硬、易受刺激、困倦、精神不振等,維生素12缺乏癥：,缺乏維生素B12可能影響到體內(nèi)的所有細胞，對細胞分裂快的組織影響最為嚴重，如影響骨髓的生血組織可產(chǎn)生巨幼紅細胞性貧血，即所謂惡性貧血； 神經(jīng)系統(tǒng)的損害主要是引起斑狀、彌漫性的神經(jīng)脫髓鞘，出現(xiàn)精神抑郁、記憶力下降

7、、四肢震顫等神經(jīng)癥狀； 維生素12缺乏還可引起同型半胱氨酸血癥，血清中積累的同型半胱氨酸具有神經(jīng)毒和血管毒，可促使心臟病發(fā)作、栓塞性腦卒中和周圍血管阻塞,維生素B12缺乏導致惡性貧血,維生素B12,5-脫氧腺苷鈷胺,5-脫氧腺苷鈷胺素和甲基鈷胺素是維生素B12的輔酶形式,甲基鈷胺素,B12核心結(jié)構(gòu)為一個類似血紅素卟啉環(huán)的鈷啉環(huán)結(jié)構(gòu)，其中心為一個鈷離子。,輔酶B12參與的重排反應：,輔酶B12在生物體中參與最多的酶催化反應還是重排反應；取代基X與相鄰碳原子之間進行交換；,輔酶B12參與的甲基轉(zhuǎn)移反應,生物體系中，一種重要的酶催化反應需要在輔酶B12類似物-甲基鈷胺素的存在下才能完成，這就是甲基轉(zhuǎn)移反應，催化這種反應的酶稱之為甲基轉(zhuǎn)移。 代表性酶：Methionine synthetase （蛋氨酸合成酶）,蛋氨酸合成酶,輔酶B12參與的氧化-還原反應,在該酶的作用下，核糖體核苷被還原為2-脫氧核糖核苷，這是生物合成DNA的速度決定步驟。（在某些細菌中）,判斷：,（1）B12輔酶和維生素B12是同一種物質(zhì)。,（2）與葉酸配合的是維生素B12。,錯、維生素B12的功能是作為輔酶，但維生素b12在體內(nèi)是無活性的，需轉(zhuǎn)變?yōu)橛谢钚缘妮o酶形式，即輔酶B12,錯、輔酶形式，B12作為四氫葉酸轉(zhuǎn)甲基酶的輔酶,維生素和輔酶的關(guān)系：,維生素既不是構(gòu)成組