4维生素与辅酶

维生素的定义•维生素（F.G.Hopkins）是机体（动物、植物和微生物）维持正常生命活动所必不可少的一类小分子有机化合物。•维生素的发现（源于医药实践和科学实验）•维生素一般习惯分为脂溶性和水溶性两大类。其中脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用，而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起调节作用。3.8维生素与辅酶辅酶coenzyme和金属离子•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.•结合蛋白酶的蛋白质部分称为酶蛋白，非蛋白质部分包括辅酶、辅基或金属离子(或辅因子cofactor)。•酶蛋白与辅助成分组成的完整分子称为全酶。单纯的酶蛋白无催化功能.•某些小分子有机化合物与酶蛋白结合在一起并协同实施催化作用，这类小分子能用透析或超滤等方法除去，被称为辅酶。•辅酶是一类具有特殊化学结构和功能的化合物。参与的酶促反应主要为氧化-还原反应或基团转移反应。•大多数辅酶的前体主要是水溶性B族维生素。3.8.1VB1(硫胺素)（植物种子、胚芽、芹菜、白菜、瘦肉、酵母）•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+SCH3CH2CH2OHNNNH2H3CCH2VB1(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-噻唑环C2活性乙醛TPP在丙酮酸脱羧中的作用机制3.8.2核黄素（VB2)和黄素辅酶•核黄素(维生素B2)由核糖醇和6，7-二甲基异咯嗪两部分组成。•核黄素是氧化-还原酶的辅基FMN和FAD的组分。110110VB2•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。VB2(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。CH3CH3NCCNHNNOOCH2CHCHCHCH2OPOOHOHOHOOHOCH2OHOHNNNH2NNFMNFAD2FMN和FAD的氧化-还原反应•FMNFMNH2•FADFADH2+2H-2H+2H-2H3.8.3VB3(泛酸)和辅酶A(CoA)•维生素(B3)-泛酸是由，-二羟基--二甲基丁酸和一分子-丙氨酸缩合而成。•辅酶A是生物体内代谢反应中乙酰化酶（酰基转移酶）的辅酶，它的前体是维生素(B3)泛酸。功能：辅酶A是传递酰基，是形成代谢中间产物的重要辅酶(CoAACP)。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2CNHCH2CH2SHOOOOHPOOHHONNNH2NNOPOOOHPOOOHCH23.8.3VB3(泛酸)和辅酶A(CoA)辅酶A(CoA)的作用机制-+-3.8.4维生素PP与NAD+和NADP+•维生素B5包括烟酸和烟酰胺，烟酰胺在体内转变为辅酶I（NAD+）和辅酶II（NADP+）。•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吡啶环•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。OCH2OPOPOCH2OHOHOOO-O-N+CONH2OOHOH(OPO3H2)NNNH2NN维生素PP与NAD+和NADP+NAD（P）+NAD（P）H3.8.5维生素B6和磷酸吡哆醛•吡哆素(维生素B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)。NH3CHOCH2NH2CH2OHNH3CHOCHOCH2OH•磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛（pyridoxalphosphate,PLP）和磷酸吡哆胺（pyridoxaminephosphate,PMP）。NH3CHOCHOCH2OPOHOOHNH3CHOCH2NH2CH2OPOHOOH磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺磷酸吡哆素是转氨酶、脱羧酶、消旋酶的辅酶，转氨酶通过磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互转换，起转移氨基的作用。磷酸吡哆素的作用机制3.8.6生物素（VB7，维生素H）•生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种B族维生素B7。羧化酶的功能是作为CO2的递体，在生物合成中起传递和固定CO2的作用。HNNHCOCHH2CS(CH2)4COOH脲噻吩戊酸侧链生物素羧化酶的作用机制+HCO3-生物素-酶CO2-生物素-酶3.8.7VB11(叶酸)和四氢叶酸(FH4或THF)•四氢叶酸是转一碳单位酶的辅酶，其前体是叶酸(又称为蝶酰谷氨酸，维生素B11)。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。NNH2NOHNNHHCH2HHHNHCONHCHCOOHCH2CH2COOH3.8.8维生素B12与辅酶B12•维生素B12又称为钴胺素。维生素B12分子中与Co+相连的CN基被5’-脱氧腺苷所取代，形成维生素B12辅酶（P377）。•维生素B12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。3.8.9维生素C•在体内参与氧化还原反应；羟化反应；是一种很好的还原剂。人体不能合成。CCCCCCH2OHOHOHOHHOHOOCCOOOHHOHCH2OHCCCL-抗坏血酸脱氢抗坏血酸3.8.10硫辛酸•硫辛酸是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）.SCHSCHCH2CH2CH2CH2CH2COOH硫辛酸在糖代谢中起到重要作用，是丙酮酸和酮戊二酸脱氢酶的辅酶，在氧化脱羧过程中传递酰基和氢。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，吸收它们，需要脂肪和胆汁酸。3.8.11维生素A（菠菜、番茄、胡萝卜和动物肝脏、奶制品、鱼肝油）•维生素A分A1,A2两种，是不饱和一元醇类。维生素A1又称为视黄醇，A2称为脱氢视黄醇。CH2OHCH2OHA1A2胡萝卜素与维生素A（P360）3.8.12维生素D（鱼肝油、动物肝、蛋为主要来源）•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。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维生素D原羟化后参与Ca2+的运输和吸收3.8.13维生素E（植物油）•又叫做生育酚，目前发现的有6种，其中，，，四种有生理活性。OHOR2R1R3VE为强抗氧化剂3.8.14维生素K（绿叶蔬菜、肠道细菌合成）•维生素K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。OOOOCH2[CHC(CH3)CH2CH2]5CHC(CH3)2VK与血液凝固有关辅酶在酶促反应中的作用特点•辅酶在催化反应过程中，直接参加了反应。•每一种辅酶都具有特殊的功能，可以特定地催化某一类型的反应。•同一种辅酶可以和多种不同的酶蛋白结合形成不同的全酶。•一般来说，全酶中的辅酶决定了酶所催化的类型（反应专一性），而酶蛋白则决定了所催化的底物类型（底物专一性）。再见！