第5章维生素

目录第五章维生素与辅酶VitaminsandCoenzymes目录概述定义维生素(vitamin)是机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。维生素在体内调节物质代谢和能量代谢中起着非常重要的作用。大多数维生素是通过辅酶或辅基的形式参与生物体内的酶反应系统，也有少数维生素还具有一些特殊的生理功能。机体缺少某种维生素时，会使物质代谢过程发生障碍，生物不能正常生长、发育，甚至发生疾病。这种因缺乏维生素而引发的疾病称为维生素缺乏症。脂溶性维生素(lipid-solublevitamin)水溶性维生素(water-solublevitamin)分类:目录第一节脂溶性维生素Lipid-solubleVitamins目录共同特点﹡为非极性疏水的异戊二烯衍生物、酚、烯类化合物﹡不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂﹡在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收﹡吸收的脂溶性维生素在血液主要与脂蛋白一同运输种类VitA,VitD,VitE,VitK目录一、维生素A（抗干眼病维生素）﹡天然形式：A1（视黄醇）图A2（3-脱氢视黄醇）图﹡活性形式：视黄醇、视黄醛、视黄酸﹡维生素A原：β-胡萝卜素（类胡萝卜素）图（一）化学本质与性质（具有脂环的不饱和一元醇类）CH2OHCH3CH3CH3CH3CH3维生素A1（视黄醇）CH2OHCH3CH3CH3CH3CH3维生素A2（3-脱氢视黄醇）CH3CH3CH3CH3CH3CCH3CH3CH3CH3H3β-胡萝卜素维生素A及维生素A原的结构目录（二）生化作用及缺乏症1.生化作用＊构成视觉细胞内感光物质（见后图）＊参与糖蛋白的合成，维持上皮组织的正常结构与功能＊免疫球蛋白也是糖蛋白，其合成也与VA有关，故有增加机体抗感染的作用＊促进上皮细胞的正常分化并控制其恶变，从而有防癌作用2.缺乏症夜盲症，干眼病，皮肤干燥以及抵抗病菌的能力降低等目录来源：天然VA只存在于动物体内，动物的肝脏、鱼肝油、奶类、蛋类及鱼卵是VA的最好来源。类胡萝卜素广泛分布于红色、橙色、深绿色植物性食物中，如胡萝卜、玉米、番茄、红心甜薯、菠菜、苋菜、杏、芒果等。但摄入VA过多会引起中毒，主要症状为厌食、烦躁、皮肤干燥、瘙痒、毛发枯干易落、肝脏和脾脏肿大等。及时停止食用，症状可很快消失。目录视紫红质视蛋白11-顺视黄醛全反视黄醛暗处光(视网膜)异构酶11-顺视黄醇全反视黄醇(肝)异构酶视黄醛还原酶视紫红质的合成、分解与视黄醛的关系目录二、维生素D（抗佝偻病维生素）﹡种类：VitD2（麦角钙化醇）VitD3（胆钙化醇）﹡VitD2原：麦角固醇（植物性食物中）VitD3原：7-脱氢胆固醇（人和动物的皮下）麦角固醇→VitD2胆固醇→7-脱氢胆固醇→VitD3﹡VitD3的活性形式：1,25-(OH)2-VitD3阳光及紫外线作用下（一）化学本质和性质（类固醇衍生物）类固醇、维生素D的结构及其转化（体内）25-羟化酶1-α-羟化酶（25-羟胆钙化醇；25-羟VitD3）（1,25-羟胆钙化醇；1,25-羟VitD3）﹡在体内的转变目录1.生化作用作用于小肠粘膜、肾及肾小管，促进钙磷吸收，有利于新骨的形成、钙化。2.缺乏症儿童——佝偻病成人——软骨病（二）生化作用及缺乏症服用维生素D可防治手足抽搐，佝偻病，软骨病，但在使用维生素D时应先补充钙。大剂量久用维生素D会造成中毒，表现为血钙过高、骨破坏、异位钙化和动脉硬化等。来源：维生素D在食物中与维生素A伴存，肉、牛奶中含量较少，而鱼、蛋黄、奶油中含量相当丰富，尤其是海产鱼肝油中特别丰富。目录三、维生素E（生育酚或抗不育维生素）（一）化学本质与性质﹡种类：生育酚（α-生育酚的活性最大）﹡易自身氧化，故能保护其他物质。生育酚结构通式：苯并二氢吡喃的衍生物目录三、维生素E（生育酚或抗不育维生素）（二）生化作用及缺乏症生化作用：1.抗氧化作用（是食品工业中常用的抗氧化剂）2.维持生殖机能3.促进血红素代谢来源：维生素E在自然界分布广泛，多存在于植物组织中，植物种子的胚芽，尤其是麦胚油、棉籽油、玉米油、大豆油中含量丰富。在许多绿色植物、肉、奶油、奶、蛋中均存在。目录四、维生素K（凝血维生素）（二）生化作用及缺乏症1.生化作用维持体内凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ和Ⅹ的正常水平，参与凝血作用2.缺乏表现:易出血3.维生素K在蛋黄、绿叶蔬菜、动物肝脏、鱼肉中含量丰富，人体肠道中的大肠杆菌也可以合成维生素K，故人体一般不会缺乏维生素K。（一）化学本质及性质（一切具有叶绿醌生物活性的2-甲基-1，4-萘醌衍生物的统称，维生素K是凝血酶原形成所必需的因子）天然形式：K1、K2人工合成：K3、K4目录维生素K3维生素K4维生素K1和K2结构以及人工合成的维生素K3和K4结构目录第二节水溶性维生素Water-solubleVitamins目录共同特点﹡易溶于水，故易随尿液排出。﹡体内不易储存，必须经常从食物中摄取。概述种类B族维生素和维生素C目录一、维生素B1﹡维生素B1又名硫胺素(thiamine)﹡体内活性形式为焦磷酸硫胺素(TPP)（一）化学本质及性质目录硫胺素和TPP分子结构含氨基的嘧啶环和含硫的噻唑环组成目录﹡TPP是α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶。﹡在神经传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性。（二）生化作用及缺乏症1.生化作用2.缺乏症﹡脚气病，末梢神经炎目录来源：维生素B1在植物中分布广泛，谷类、豆类的种皮、胚芽中含量很丰富。例如，米糠和麦麸中都含有丰富的维生素B1。酵母中维生素B1含量最多。瘦肉、白菜及芹菜中维生素B1含量也比较丰富。目录二、维生素B2（一）化学本质及性质﹡维生素B2又名核黄素(riboflavin)﹡体内活性形式为黄素单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)目录VitB2FMNAMPFADⅠⅡⅢ核糖醇与6，7-二甲基异咯嗪的缩合物目录FMN、FAD是多种氧化还原酶的辅酶，与酶蛋白紧密结合组成黄素蛋白。从结构上看，这两种辅基在异咯嗪的N1、N10之间有一对活泼的共轭双键，容易发生可逆的加氢或脱氢反应，在细胞氧化反应中，FMN、FAD通过氧化型和还原型的互变，达到递氢体的作用。在体内参与多种氧化还原反应，促进糖、脂肪和蛋白质代谢。缺乏时，组织呼吸减弱，代谢强度降低，主要症状是唇炎、舌炎、口角炎、角膜炎、多发性神经炎等。（二）生化作用及缺乏症目录来源：核黄素广泛分布于自然界，在酵母中含量最高，动物的肝、心、肾含量也丰富，其次是奶、蛋类食品等；植物性食物以干豆类、花生和绿色蔬菜含量较多。许多动物的肠道细菌能合成核黄素，但人的肠道合成量不足以满足机体的需要。目录三、维生素PP（VitB5）﹡维生素PP包括尼克酸(nicotinicacid)（烟酸）尼克酰胺(nicotinamide)（烟酰胺）﹡体内活性形式尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)（一）化学本质及性质（吡啶衍生物）NCOOHNCNH2O尼克酸尼克酰胺吡啶衍生物N+OCH2OPOOHPOOOHOOHOOPOHOHNNNNNH2OCH2OOHCONH2RNAD+：R为HPOOHOHNADP+：R为尼克酰胺目录尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)目录1.生化作用﹡NAD+及NADP+是体内多种脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起传递氢的作用。﹡含有烟酰胺的辅酶有两种，一种是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+），又称辅酶Ⅰ（CoⅠ）；另外一种是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酯（NADP+），又称辅酶Ⅱ(CoⅡ)。（二）生化作用及缺乏症2.缺乏症﹡癞皮病目录四、维生素B6（一）化学本质及性质（图）﹡维生素B6包括吡哆醇，吡哆醛及吡哆胺﹡体内活性形式为磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺（二）生化作用及缺乏症﹡磷酸吡哆醛是氨基酸转氨酶及脱羧酶的辅酶，也是-氨基-酮戊酸合酶（ALA合酶）的辅酶。维生素B6在动植物体内分布很广，酵母、动物的肝脏、蛋黄、肉、鱼和谷类、花生中含量都很丰富。某些动植物和微生物能合成维生素B6，因维生素B6在食物中含量丰富，肠道细菌又可合成，所以人类很少发生维生素B6缺乏症。目录2-甲基吡啶衍生物目录五、泛酸(VitB3)（一）化学本质及性质﹡泛酸(pantothenicacid)又名遍多酸﹡体内活性形式为辅酶A(CoA)、酰基载体蛋白（acylcarrierprotein）(ACP)（二）生化作用及缺乏症﹡CoA及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。目录维生素B3为黄色油状物，无臭，味苦，具有酸性；易溶于水和乙醇，不溶于脂肪溶剂；在中性条件下稳定。来源：维生素B3广泛存在于生物界，在酵母、肝、肾、蛋、小麦、米糠、花生和豌豆中含量丰富，在蜂王浆中含量最多。人类肠道中细菌可以合成泛酸，因此极少发生缺乏症。维生素B3又称泛酸或遍多酸，是由α,γ-二羟基-β，β-二甲基丁酸和β-丙氨酸脱水缩合而成的一种有机酸。HOCH2CCCH3HCCH2NHCH2COOHCH3OHO二羟基二甲基丁酸残基β-丙氨酸残基维生素B3分子结构NNNNNH2OCH2OOHOPO3H2OHOOPPOOOHCH2CCH3CH3COHHCONHCH2CH2CONHCH2CH2SH泛酸4’-磷酸泛酰巯基乙胺CoA的结构式维生素B3和巯基乙胺、3’－磷酸－ADP缩合形成辅酶A（简写为CoA或CoASH）。辅酶A分子中所含的巯基可与酰基形成硫酯，其重要的生理功能是在代谢过程中作为酰基的载体。乙酰化作用中，辅酶A转运乙酰基，成为乙酰辅酶A。乙酰辅酶A与糖代谢和脂代谢等有关。硫酯六、生物素生化作用生物素(biotin)是多种羧化酶（如丙酮酸羧化酶）的辅酶，参与CO2的羧化过程。生物素来源广泛，如在肝、肾、蛋黄、酵母、蔬菜和谷类中都含有，人体肠道细菌也能合成生物素，因此，人类一般不会患生物素缺乏症。目录生物素也称维生素B7，维生素H，为含硫维生素，是由噻吩环和尿素结合而成的一个双环化合物，侧链上有一分子异戊酸。生物素分子结构CHSCHCH2NHCHNHO(CH2)4COOH与羧基结合生成羧基生物素与赖氨酸残基ε-氨基结合成生物胞素目录七、叶酸(VitB11)﹡生化作用：FH4是一碳单位转移酶的辅酶，参与一碳单位的转移。﹡缺乏症：巨幼红细胞贫血（一）化学本质及性质（二）生化作用及缺乏症﹡叶酸(folicacid)又称蝶酰谷氨酸﹡体内活性形式为四氢叶酸(FH4)叶酸在自然界中广泛存在，因在植物叶中含量丰富而得名叶酸。在酵母、动物的肝脏、肾脏中含量也高。肠道细菌也能合成叶酸，故一般人类不易发生叶酸缺乏病。目录叶酸又称维生素B11、蝶酰谷氨酸（PGA）和辅酶F（CoF），由2-氨基-4-羟基-6-甲基蝶呤啶与对氨基苯甲酸及L-谷氨酸三个部分结合而成。叶酸分子结构叶酸二氢叶酸还原酶NADPH+H+NADP+二氢叶酸二氢叶酸还原酶NADPH+H+NADP+四氢叶酸5,6,7,8-四氢叶酸N1N3CH6NH57NH8NH2OHCH29NH10CONHCHHOOC(CH2)2COOH目录目录八、维生素B12(抗恶性贫血维生素)﹡生化作用：参与体内甲基转移作用﹡缺乏症：巨幼红细胞贫血、神经疾患（一）化学本质及性质﹡维生素B12又称钴胺素(coholamine)﹡体内活性形式为甲基钴胺素5-脱氧腺苷钴胺素（二）生化作用及缺乏症R：-CH3甲基钴胺素R：5`-脱氧腺苷5`-脱氧腺苷钴胺素目录目录九、维生素C﹡生化作用：参与氧化还原反应，参与体内羟化反应，促进胶原蛋白的合成，促进铁的吸收。﹡缺乏症：坏血病（一）化学本质及性质﹡维生素C又称L-抗坏血酸(ascorbicacid)（二）生化作用及缺乏症CCCHCH2OHOHHOHCCOOOH14CCCHCH2OHOHOHCCOOO14－2H＋2H维生素C脱氢维生素C目录目录维生素C在体内以氧化型、还原型形式存在，所以它既可作供氢体又可作受氢体，在氧化还原反应中起传递氢的作用。维生素C能保持巯基酶的活性和谷胱甘肽的还原态，起解毒作用。常用于防治