大学课件：生物化学之维生素

按酶的分子组成分为：•单纯酶：只含蛋白质部分•结合酶：属结合蛋白质由蛋白质部分和非蛋白质部分组成。酶蛋白+辅助因子决定反应的种类和性质决定反应的特异性小分子有机化合物(常含维生素)金属离子第十八章维生素与微量元素（vitaminsandMicroelements）概念：维生素是机体维持正常功能所必需，但体内不能合成，或合成量很少而不能满足体内需要，必须由食物提供的一组低分子有机化合物。•维生素缺乏可引起维生素缺乏病。维生素的分类维生素按其溶解性不同分为两大类：一、脂溶性维生素(lipid-solublevitamin)：包括维生素A、D、E、K四种。二、水溶性维生素(water-solublevitamin)：包括B族维生素（维生素B1、B2、PP、B6、B12、泛酸、叶酸和生物素共8种）和维生素C。脂溶性维生素包括：维生素A、D、E、K特点：1）均为非极性疏水的异戊二烯衍生物2）不溶于水，溶于脂类及脂肪溶剂3）在食物中与脂类共存，并随脂类一同吸收4）吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输5）有较多的储存储存部位：肝脏（A，D，K）脂肪组织（E）6）有蓄积中毒的危险（A、D）第一节脂溶性维生素（Lipid-solubleVitamins）一、维生素A•（一）化学本质及性质•来源：动物肝脏和鱼肝油（含视黄醇和3-脱氢视黄醇）植物有β-胡萝卜素双加氧酶β-胡萝卜素2分子VitA（维生素A原）小肠粘膜视黄醇（A1）3-脱氢视黄醇（A2）化学本质：天然的VitA：不饱和的一元醇•容易氧化破坏（特别是光照射）体内活性形式：视黄醇、视黄醛、视黄酸视紫红质视蛋白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VitA1.＊构成视觉细胞内感光物质，维持暗视觉的成分：（二）维生素A的生化作用和缺乏症2.参与糖蛋白的合成，维持组织正常的生长与分化（视黄酸及其代谢产物视黄醇磷酸）3.维持人体上皮细胞的正常分化功能（视黄酸）4.具有抗癌作用：可能与视黄酸（维甲酸）参与基因调控有关维生素A的缺乏病•夜盲症：因视紫红质合成减少，而对弱光敏感性降低。•干眼病，皮肤干燥、增生、角化：与糖蛋白合成障碍有关。（抗干眼病维生素）二、维生素D（抗佝偻病维生素）﹡种类：植物：VitD2（麦角钙化醇）动物：VitD3（胆钙化醇）﹡VitD2原：麦角固醇VitD3原：7-脱氢胆固醇麦角固醇→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：是类固醇衍生物肝25-羟化酶维生素D3（胆钙化醇）25-羟维生素D3（25-羟胆钙化醇）肾,骨,胎盘中的1α-羟化酶1,25-(OH)2-VitD3（1,25-二羟胆钙化醇）﹡在体内的转变:1,24,25-二羟维生素D3（1,24,25-二羟胆钙化醇）24,25-二羟维生素D3（24,25-二羟胆钙化醇）肾,骨,胎盘、软骨中的24-羟化酶(二)维生素D的生化作用及缺乏病•生化作用：促进小肠对钙磷的吸收促进肾小管对钙磷的重吸收。促进骨的钙化软骨病（成人）•缺乏病佝偻病（儿童）三、维生素E（一）化学本质及性质﹡种类：生育酚，生育三烯酚﹡主要来源：植物种子（油）﹡极易被氧化（体内重要的抗氧化剂），故能保护其他物质。•(二)生化作用及缺乏症1.抗氧化作用，保护生物膜免遭伤害（抗衰老、防癌的作用）2.维持生殖机能，缺乏引起生育障碍。3.促进血红素代谢（提高α氨基γ酮戊酸合成酶及ALA脱水酶活性）（一）化学本质及性质•属于萘醌类物质：•天然形式：K1、K2，主要由肠道细菌提供（K2）绿色植物（提供少部分）•人工合成：K3、K4（二）生化作用及缺乏症•功用：促进凝血。作为γ-羧化酶的辅助因子，催化无生物功能的凝血因子（Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ）羧化成有生物功能的凝血因子。•缺乏病：凝血障碍。四、维生素K第二节水溶性维生素Water-solubleVitamins包括B族维生素(维生素B1、B2、PP、B6、B12、泛酸、叶酸和生物素共8种)、维生素C和α硫辛酸。特点：1）B族维生素是辅酶或辅酶的组成成分2）易溶于水，体内很少储存（过剩由尿排出）必须经常从食物摄取一般无蓄积中毒危险一、维生素B1（硫胺素）（一）化学本质及性质•来源：动植物（种子外皮、胚芽）•活性型：在体内转变成焦磷酸硫胺素（thiaminepyrophosphate，TPP），作为辅酶形成的负碳离子可结合羧基NNCH3CH2NH2SCHN+CH3CH2CH2OPOHOOPOOHOH（二）生化作用及缺乏症1、维生素B1的功用1）TPP是糖氧化中作为丙酮酸脱氢酶复合体和-酮戊二酸脱氢酶复合体中α酮酸氧化脱羧酶的辅酶，参与氧化脱羧反应。2）TPP在磷酸戊糖途径中作为转酮醇酶的辅酶（次要）。3）VB1在神经传导中起一定的作用，抑制胆碱酯酶的活性。2、维生素B1缺乏病•脚气病：多发性神经炎、食欲减退、心肌病变（能量不足，乳酸堆积）等•食欲不振、消化不良（乙酰胆碱减少）二、维生素B2（核黄素）（一）化学本质及性质•来源：动植物，人体肠道细菌可合成（有限）核黄素（riboflavin）6,7-二甲基异咯嗪（黄素）核醇•异咯嗪上第1、第10位氮原子可接受或释放H•活性型：在体内组成两种辅基1）黄素单核苷酸（flavinmononucleotide，FMN）2）黄素腺嘌呤二核苷酸（flavinadeninedinucleotide，FAD）VitB2FMNAMPFADⅠⅡⅢNNCNHNCOOCH3CH3CH3HCOHHCOHHCOHH2CPOOHOOOHOPOCH3OOHOHNNNNNH2（二）生化作用及缺乏症﹡生化作用：FMN及FAD是体内黄素酶（氧化还原酶）的辅基，起递氢体作用。﹡缺乏症：口角炎，唇炎，阴囊炎等。FMNFMNH2（FAD）（FADH2）＋2H－2H三、维生素PP（一）化学本质及性质•包括：尼克酸（烟酸）、尼克酰胺（烟酰胺）•来源：动植物体内可由色氨酸转变而来（有限）•活性型：在体内组成两种辅酶：1）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）2）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）1）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）（nicotinamideadeninedinucleotide）NAD+NADH＋H+尼克酰胺腺嘌呤核糖核糖2个磷酸＋2H－2HAMP2）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）（nicotinamideadeninedinucleotidephosphate）尼克酰胺腺嘌呤核糖核糖2个磷酸磷酸1.生化作用﹡NAD+及NADP+是体内多种不需氧脱氢酶（如苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶）的辅酶，起递氢体的作用﹡降胆固醇的药物（二）生化作用及缺乏症2.缺乏症﹡癞皮病:皮炎、腹泻和痴呆等四、维生素B6（一）化学本质及性质•包括：吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺•来源：动植物•活性型：体内磷酸化形成磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺，作为辅酶。1）转氨酶的辅酶，起转移氨基作用磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺（二）生化作用及缺乏症2）氨基酸脱羧酶的辅酶，参与脱羧反应。谷氨酸γ-氨基丁酸＋CO2（抑制性神经递质）•应用：治疗小儿惊厥、孕娠呕吐3）δ-氨基γ-酮戊酸合成酶（合成血红素的限速酶）的辅酶。（磷酸吡哆醛）氨基酸脱羧酶五、泛酸（偏多酸）（pantothenicacid）（一）化学本质及性质•来源：动植物；肠道细菌可合成（有限）•活性型：在体内组成：辅酶A(CoA-SH)酰基载体蛋白(ACP)腺嘌呤核糖磷酸焦磷酸巯基乙胺泛酸辅酶A反应基团辅酶A及ACP是酰基转移酶的辅酶，参与酰基的转移作用。•辅酶A的作用：转运乙酰基。参与糖、脂类、氨基酸代谢。•ACP的作用：转运脂酰基。参与脂肪酸合成（二）生化作用及缺乏症六、生物素（biotin）（一）化学本质及性质•来源：大部分由肠道细菌提供（长期使用抗生素可导致缺乏）活性型：即为生物素本身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固定传递生物素生物素在酶促羧化反应中的作用•（二）生化作用：作为羧化酶的辅酶，在羧化反应中起固定CO2和转移羧基的作用。七、叶酸（folicacid）（蝶酰谷氨酸）•（一）化学本质及性质•来源：植物绿叶、水果动物内脏（动物不合成叶酸）肠道细菌合成（有限）•活性型：体内转变成四氢叶酸（FH4）NADPH(H+)NADP+叶酸二氢叶酸NADPH(H+)NADP+FH2FH4FH2还原酶FH2还原酶（FH2）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目录一碳单位叶酸•叶酸加氢还原成5,6,7,8-四氢叶酸（二）生化作用及缺乏症四氢叶酸:作为一碳单位转移酶的辅酶，起传递一碳单位的作用。叶酸缺乏病骨髓幼红细胞DNA合成抑制↓巨幼红细胞性贫血八、维生素B12（钴胺素）•（一）化学本质及性质•含有金属元素钴•来源：动物（肝）（由微生物合成）•吸收：需内因子(由胃粘膜壁细胞分泌)协助才能吸收入回肠。•体内形式：氰钴胺素（药物）、羟钴胺素、甲基钴胺素、5’-脱氧腺苷钴胺素(线粒体)•活性型：后两者，作为辅酶5’-脱氧腺苷钴胺素（二）生化作用及缺乏症1）甲钴胺素：作为蛋氨酸合成酶的辅酶，参与甲基转移羟钴胺素甲钴胺素同型半胱氨酸蛋氨酸•缺乏：FH4再生↓→巨幼红细胞性贫血N5-CH3FH4(甲基化)2）5’-脱氧腺苷钴胺素：作为L-甲基丙二酰CoA变位酶的辅酶。•缺乏：L-甲基丙二酰CoA（与丙二酰CoA相似）堆积→竞争性抑制脂肪酸合成酶→脂肪酸合成↓→进行性脱髓鞘维生素B12缺乏的原因•内因子缺乏：自身免疫性疾病胃全切除；•长期素食者；•胰腺功能不全（胰蛋白酶↓）：不能分开B12的结合蛋白。维生素B12缺乏病恶性贫血：巨幼红细胞性贫血＋神经症状九、维生素C（L-抗坏血酸）（ascorbicacid）•来源：新鲜蔬菜、水果•体内活性型：L-抗坏血酸（天然、主要）脱氢抗坏血酸（转变）L-抗坏血酸还原性强二酮古洛糖酸灭活脱氢抗坏血酸氧化型维生素C的作用1.作为多种羟化酶的辅助因子1）参与胶原蛋白的合成（羟化脯氨酸和赖氨酸）2）参与胆固醇转变为胆汁酸(7-α羟化酶)3）参与芳香族氨基酸代谢Phe→TyrTyr(酪)→（羟化、脱羧等）→儿茶酚胺Trp(色)→（羟化、脱羧）→5’-羟色胺2.参与氧化还原反应（L-抗坏血酸为还原型、脱氢抗坏血酸为氧化型）1）保护巯基酶的-SH免遭氧化2）促使G-S-S-G还原为G-SH3）促使叶酸还原为FH44）使MHb还原为Hb→恢复对氧的运输5）保护维生素A、E、B免遭氧化3.促进铁的吸收：促使Fe3+还原为Fe2+维生素C缺乏病坏血病：胶原蛋白合成障碍↓影响结缔组织、基底膜等结构↓皮下出血、肌肉脆弱、骨骼牙齿容易折断十、α硫辛酸•α硫辛酸能还原为二氢硫辛酸•作为硫辛酸乙酰转移酶的辅酶•作用：抗脂肪肝降低血胆固醇保护巯基酶免遭重金属毒害二、种类主要包括有铁、碘、铜、锌、锰、硒、氟、钼、钴、铬等10种。一、概念微量元素是指人体中每人每天的需要量在100㎎以下的元素。第三节微量元素Microelement