8 第八章维生素与辅酶

第八章Vitamin&Coenzyme生物化学Vitamin&Coenzyme＊Vitamin维生素是生物生长发育和代谢必不可少的一类微量有机物质；生物体内不能合成或合成不足，必须由食物供给；溶解性分类：脂溶性和水溶性脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起调节作用。生物化学Vitamin&Coenzyme＊Coenzyme&Vitamin根据酶的组成情况，可以将酶分为两大类：单纯蛋白酶：它们的组成为单一蛋白质.结合蛋白酶：某些酶，例如氧化-还原酶等，其分子中除了蛋白质外，还含有非蛋白组分。维生素作为全酶的辅酶（coenzyme）或辅基（cofactor)，。生物化学Vitamin&CoenzymeContent水溶性维生素脂溶性维生素维生素的饮食平衡生物化学Vitamin&Coenzyme1、水溶性维生素VB，VC，硫辛酸大多数辅酶的前体主要是水溶性B族维生素，许多维生素的生理功能与辅酶的作用密切相关。生物化学Vitamin&Coenzyme(1)维生素PP尼克酸和尼克酰胺，在体内转变为辅酶I和辅酶II。能维持神经组织的健康，缺乏时表现出神经营养障碍，出现皮炎。NCOOHNCONH2生物化学Vitamin&Coenzyme附：VPP和NAD+\NADP+NAD+(烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶I)和NADP+(烟酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸,又称为辅酶II)是维生素烟酰胺的衍生物。功能：是多种重要脱氢酶的辅酶。机理？OCH2OPOPOCH2OHOHOOO-O-N+CONH2OOHOH(OPO3H2)NNNH2NN生物化学Vitamin&Coenzyme(2)Riboflavin-VB2核黄素\VB2由核糖醇和6，7-二甲基异咯嗪两部分组成。缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为口腔发炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。NCCNHNNOOCH2CHCHCHCH2OPOHOHOHOHOOHCH3CH3生物化学Vitamin&Coenzyme附：核黄素和FAD和FMNFAD(黄素-腺嘌呤二核苷酸)和FMN(黄素单核苷酸)是核黄素(维生素B2)的衍生物。功能：在脱氢酶催化的氧化-还原反应中，起着电子和质子的传递体作用。CH3CH3NCCNHNNOOCH2CHCHCHCH2OPOOHOHOHOOHOCH2OHOHNNNH2NNFMNFAD生物化学Vitamin&Coenzyme附：以NAD和FADH为辅酶的氧化还原酶生物化学Vitamin&Coenzyme(3)Pantothenicacid-VB3泛酸：VB3,是由，-二羟基--二甲基丁酸和一分子-丙氨酸缩合而成。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2COHCOOHO－丙氨酸泛解酸生物化学Vitamin&Coenzyme附：PA&CoenzymeA辅酶A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它的前体是维生素(B3)泛酸。功能：是传递酰基，是形成代谢中间产物的重要辅酶。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2CNHCH2CH2SHOOOOHPOOHHONNNH2NNOPOOOHPOOOHCH2生物化学Vitamin&Coenzyme(4)叶酸和四氢叶酸(FH4或THFA)四氢叶酸是合成酶的辅酶，其前体是叶酸(又称为蝶酰谷氨酸，维生素B11)。NNH2NOHNNHHCH2HHHNHCONHCHCOOHCH2CH2COOH四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如-CH3,-CH2-,-CHO等的载体，参与多种生物合成过程。生物化学Vitamin&Coenzyme(5)硫胺素-VB1硫胺素(维生素B1)在体内以焦磷酸硫胺素(TPP)形式存在。缺乏时表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、四肢无力、下肢水肿。Cl-N+SCH3CH2CH2OHNNNH2H3CCH2生物化学Vitamin&Coenzyme附：硫胺素和焦磷酸硫胺素(TPP)焦磷酸硫胺素是脱羧酶的辅酶，它的前体是硫胺素(维生素B1)。功能：是催化酮酸的脱羧反应NNNH2H3CCH2N+SCH3CH2CH2OPOOPOHOHOOHCl-生物化学Vitamin&Coenzyme(6)吡哆素-VB6吡多素(维生素B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)。NH3CHOCH2NH2CH2OHNH3CHOCHOCH2OH生物化学Vitamin&Coenzyme附：吡哆素和磷酸吡哆素磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。NH3CHOCHOCH2OPOHOOHNH3CHOCH2NH2CH2OPOHOOH磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺磷酸吡多素是转氨酶的辅酶，转氨酶通过磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互转换，起转移氨基的作用。生物化学Vitamin&Coenzyme(7)Biotin-VB7生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种B族维生素B7。HNNHCOCHH2CS(CH2)4COOH生物素的功能是作为CO2的递体，在生物合成中起传递和固定CO2的作用。生物化学Vitamin&Coenzyme(8)Cyanocobalamin-VB12VB12又称氰钴胺素，VB12分子中与Co+相连的–CN基被5’-脱氧腺苷所取代，形成VB12辅酶。VB12辅酶的主要功能是：作为变位酶的辅酶，催化底物分子内基团(主要为甲基)的变位反应。见：P450-451生物化学Vitamin&Coenzyme（9）lipoicacid硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶。硫辛酸是6,8-二硫辛酸，有两种形式，即硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型），是一种酰基载体，参与酮酸氧化和脱羧作用时的偶联酰基转移和电子转移功能。SCHSCHCH2CH2CH2CH2CH2COOHSHSH生物化学Vitamin&Coenzyme(10)CoenzymeQ辅酶Q又称为泛醌，广泛存在与动物和细菌的线粒体中，其结构为：OOCH3OCH3OCH3(CH2CHCCH2)nHCH3n=6-10辅酶Q的活性部分是它的醌环结构，主要功能是作为线粒体呼吸链氧化-还原酶的辅酶，在酶与底物分子之间传递电子生物化学Vitamin&Coenzyme生物化学Vitamin&Coenzyme•1928，Szent-Gyorgyi分离出；1933Hirst&Haworth测定结构；Richstein报道，获得1937诺贝尔化学奖。•在体内参与氧化还原反应，羟化反应。人体不能合成。•可防龋贫血；改善变态反应，降解和防止组胺积累；刺激免疫系统，防止和治疗感染（抑制白细胞氧化破坏，增加其游动性）CCCCCCH2OHOHOHOHHOHOOCCOOOHHOHCH2OHCCC(11)Ascorbicacid-Vc生物化学Vitamin&Coenzyme生物化学Vitamin&Coenzyme2、脂溶性维生素维生素A,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶于水，在食物中通常与脂肪一起存在，吸收需要脂肪和胆汁酸。主要储存在肝中生物化学Vitamin&Coenzyme（1）VA-Retinol维生素A分A1和A2两种，是不饱和一元醇类，VA1又称为视黄醇，VA2称为脱氢视黄醇。CH2OHCH2OHA1A2生物化学Vitamin&Coenzyme（2）VD维生素D是固醇类化合物，主要有D2,D3,D4,D5,其中D2,D3活性最高。可提高血钙、血磷深度，促进磷的吸收，促进钙盐的更新及新骨的生成，促进肾小管细胞对钙磷的重吸收，减少其从尿中排出。麦角固醇7-脱氢胆固醇22-双氢麦角固醇7-脱氢谷固醇维生素D2维生素D3维生素D4维生素D5生物化学Vitamin&Coenzyme生物化学Vitamin&CoenzymeVD的结构：在生物体内，D2和D3本身不具有生物活性。它们在肝脏和肾脏中进行羟化后，形成1,25-二羟基维生素D。其中1,25-二羟基维生素D3是生物活性最强的。HOR生物化学Vitamin&Coenzyme（3）VE生育酚，主要存在于植物油中（和豆类、蔬菜），目前发现的有6种，其中，，，四种有生理活性。人体中最有效的抗氧化剂，能够对抗生物膜磷脂中不饱和脂肪酸的过氧化反应，保住生物膜。可与硒协同通过谷胱甘肽过氧化酶抗氧化。OHOR2R1R3生物化学Vitamin&Coenzyme（4）VK凝血维生素：共有3种，K1,K2,K3。其中K3是人工合成的。维生素K是2-甲基萘醌的衍生物，具有促血凝作用：促进肝脏合成凝血酶原（凝血因子II），调节另外3种凝血因子的合成。OOOOCH2[CHC(CH3)CH2CH2]5CHC(CH3)2生物化学Vitamin&Coenzyme3、维生素的饮食平衡生物化学Vitamin&Coenzyme