生物化学第11章维生素与辅酶.ppt

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1、第11章 维生素与辅酶(Vitamin and coenzyme)一、维生素概论一、维生素概论二、脂溶性维生素二、脂溶性维生素三、水溶性维生素三、水溶性维生素四、四、作为辅酶的金属离子作为辅酶的金属离子一、维生素概论 维维生生素素是是参参与与生生物物生生长长发发育育和和代代谢谢，维维持持生生命命现现象象所所必必需需的的一一类类微微量量小小分分子子有有机机物物质质。动动物物体体内内或或者者不不能能合合成成维维生生素素，或或者者合合成成量量不不足足，所所以以必必须须从从食食物物中中摄摄取取。有有些些维维生生素素可可以以由由动动物物肠肠道道内内的的细细菌菌合合成成，合合成成量量可可以以满满足足动动物

2、物的的需需要要。动动物物细细胞胞可可将将色色氨氨酸酸转转变变成成烟烟酸酸（一一种种B族族维维生生素素），但但量量不不足足需需要要。除除灵灵长长类类动动物物（包包括括人人类类）及及豚豚鼠鼠外外，其其它它动动物物都都可可以以自自身身合合成成维维生生素素C。植物和多数微生物都能自己合成维生素。植物和多数微生物都能自己合成维生素。(维生素的概念维生素的概念)The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1929Christiaan EijkmanSir FrederickGowland HopkinsUtrecht University the Netherlan

3、dsUniversity of Cambridge United Kingdomfor his discovery of the anti-neuritic vitaminfor his discovery of the growth-stimulating vitamins维生素的作用 维维生生素素在在生生物物体体内内的的作作用用不不同同于于糖糖类类、脂脂肪肪和和蛋蛋白白质质，不不作作为为能能量量来来源源，不不是是结结构构物物质质，但但它它们们在在调调节节代代谢谢中中起起着着非非常常重重要要的的作作用用。已已知知绝绝大大多多数数维生素是作为辅酶或辅基的组成成分起作用。维生素是作为辅酶或辅基的

4、组成成分起作用。机机体体缺缺乏乏维维生生素素时时，会会产产生生各各种种相相应应的的维维生生素素缺乏症。缺乏症。生物对维生素的需要量非常小。生物对维生素的需要量非常小。维生素的命名 维维生生素素的的命命名名一一般般是是按按发发现现的的先先后后顺顺序序在在“维维生生素素”后后面面加加A、B、C等等字字母母来来命命名名。有有些些维维生生素素在在初初发发现现时时以以为为是是一一种种，后后来来发发现现是是多多种种维维生生素素的的混混合合物物，又又在在相相应应的的字字母母下下加加下下标标1、2、3等等加加以以区区分分。每每一一种种维维生生素素还还有有一一个个化化学学名名称称，如如维维生生素素C又叫抗坏血酸

5、。又叫抗坏血酸。维生素的分类 各各种种维维生生素素在在化化学学结结构构上上没没有有共共同同性性。通通常常按按其其溶溶解解性性质质分分为为脂脂溶溶性性和和水水溶溶性性两两大大类类。脂脂溶溶性性的的维维生生素素有有维维生生素素A、D、E、K等等，水水溶溶性性的的维维生生素素有有维维生生素素B1、B2、烟烟酸酸和和烟烟酰酰胺胺、B6、泛泛酸酸、生生物物素素、叶叶酸酸、B12（它它们们都都属属于于B族族维维生生素素）和和维维生素生素C等。等。维生素与辅酶的关系见见P434表表11-1二、脂溶性维生素 维维生生素素A又又名名视视黄黄醇醇（retinol），通通常常以以脂脂肪肪酸酸酯酯的的形形式式存存在在

6、，其其氧氧化化态态 为为 视视 黄黄 醛醛（retinene）。视视黄黄醇醇是是一一种种类类异异戊戊二二烯分子。烯分子。维生素维生素A A维生素A 视视黄黄醇醇从从动动物物类类食食品品中中吸吸收收，或或从从植植物物类类食食品品中中吸吸收收胡胡萝萝卜卜素素后后自自身身合合成成。胡胡萝萝卜卜素素是是维维生生素素A合合成成的的前前体体。维维生生素素A包包括括A1和和A2两两种种，A2的生理活性只有的生理活性只有A1的一半。的一半。视黄醛的顺反异构体911胡萝卜素的结构维生素A的生理功能 维维生生素素A是是构构成成视视觉觉细细胞胞内内感感光光物物质质的的成成分分。眼眼球球视视网网膜膜上上有有两两类类感

7、感觉觉细细胞胞，即即圆圆锥锥细细胞胞和和杆杆细细胞胞。圆圆锥锥细细胞胞对对强强光光及及颜颜色色敏敏感感，杆杆细细胞胞对对弱弱光光敏敏感感，对对颜颜色色不不敏敏感感。杆杆细细胞胞内内含含有有感感光光物物质质视视紫紫红红质质（rhodopin）。视视紫紫红红质质在在光光中中分分解解，在在暗暗中中再再合合成成。视视紫紫红红质质是是由由9,11顺顺视视黄黄醛醛和和视视蛋蛋白白中中赖赖氨氨酸酸残残基基的的氨氨基基通通过过schiff碱碱缩缩合合而而成成的的一一种种缀缀合合蛋蛋白白质质。眼眼睛睛对对弱弱光光的的感感光光性性取取决决于于视视紫紫红红质质的的合合成成。当当维维生生素素A缺缺乏乏时时，视视紫紫红

8、红质质合合成成受受阻阻，暗暗中中的的视视力力下下降降，严严重时可出现夜盲症。重时可出现夜盲症。维生素A的来源和需要量 维维生生素素A主主要要来来自自动动物物性性食食品品，以以肝肝脏脏、乳乳制制品品和和蛋蛋黄黄中中含含量量最最多多。维维生生素素A原原（胡胡萝萝卜卜素素）主主要要来来自自植植物物性性食食品品，以以胡胡萝萝卜卜、绿绿叶叶蔬蔬菜菜和和玉玉米米等等含含量量较较多多。正正常常人人每每日日维维生生素素A的的需需要要量量为为26003300国际单位，过多摄入维生素国际单位，过多摄入维生素A可引起中毒症状。可引起中毒症状。1个国际单位的维生素个国际单位的维生素Ag维生素维生素A。维生素D 维维生

9、生素素D为为类类甾甾醇醇衍衍生生物物。它它与与动动物物骨骨骼骼的的钙钙化化有有关关，故故又又称称为为钙钙化化醇醇（calciferol），具具有有抗抗佝佝偻偻病病的的作作用用。维维生生素素D家家族族最最重重要要的的成成员员是是麦麦角角钙钙化化醇醇（维维生生素素D2）及及胆胆钙钙化化醇醇（维维生生素素D3）。植植物物或或酵酵母母中中所所含含的的麦麦角角甾甾醇醇经经紫紫外外线线激激活活后后可可转转化化为为维维生生素素D2，动动物物皮皮下下的的7-脱脱氢氢胆胆甾甾醇醇经经紫紫外外线线照照射射也也可可以以转转化化为为维维生生素素D3。因因此此麦麦角角甾甾醇醇和和7-脱脱氢氢胆胆甾甾醇醇被被称称为为维生

10、素维生素D原。原。维生素D2与D3的结构维生素D的活性形式与生理作用 维维生生素素D3经经过过肝肝和和肾肾中中的的羟羟基基化化，最最终终形形成成高高活活性性的的1,25-二二羟羟胆胆钙钙化化醇醇。1,25-二二羟羟胆胆钙钙化化醇醇的的生生理理功功能能是是促促进进钙钙、磷磷的的吸吸收收，减减少少钙钙、磷磷从从尿尿中中排排出出，提提高高血血钙钙、血血磷磷浓浓度度，有有利利于于新新骨骨的的生生成成与与钙钙化化。孕孕妇妇、婴婴儿儿和和青青少少年年对对维维生生素素D的的需需要要量量大大，如如果果此此时时维维生生素素D不不足足，会会出出现现骨骨骼骼变变软软及及畸畸形形，发发生生在在儿儿童童身身上上称为佝偻

11、病，在孕妇身上为骨质软化症。称为佝偻病，在孕妇身上为骨质软化症。维生素D治疗佝偻病维生素D3的前体及转化过程B B环开环环开环H重排重排维生素D3转变成活性形式人体维生素D3的来源及需要量 人人体体中中的的维维生生素素D主主要要是是D3，除除了了从从食食物物中中摄摄取取外外，多多晒晒太太阳阳是是预预防防维维生生素素D缺缺乏乏的的主主要要方方法法之之一一。肝肝、奶奶及及蛋蛋黄黄中中维维生生素素D含含量量较较高高，尤尤以以鱼鱼肝肝油油中中含含量最丰富。量最丰富。1克克维维生生素素D为为4千千万万国国际际单单位位。婴婴儿儿、青青少少年年、孕孕妇妇及及哺哺乳乳者者每每日日需需要要量量为为400800单

12、单位位。长长期期过过量量服用会造成中毒。服用会造成中毒。维生素E 维维生生素素E与与动动物物的的生生育育有有关关，故故称称生生育育酚酚（tocopherol）。天天然然的的生生育育酚酚共共有有8种种，在在化化学学结结构构上上，均均系系苯苯骈骈二二氢氢吡吡喃喃的的衍衍生生物物。根根据据其其化化学学结结构构分分为为生生育育酚酚及及生生育育三三烯烯酚酚两两类类，每每类类又又可可根根据据甲甲基数目和位置的不同，分为基数目和位置的不同，分为、和和四种。四种。维生素E结构式R1、R2不不同同则则成成为为不不同的种类同的种类维生素E的功能 维维生生素素E与与动动物物的的生生殖殖功功能能有有关关，并并有有抗抗

13、氧氧化化作作用用。动动物物缺缺乏乏维维生生素素E时时，其其生生殖殖器器官官受受损损而而不不育育。维维生生素素E中中以以生生育育酚酚的的生生理理活活性性最最高高，但但生育酚的抗氧化作用最强。生育酚的抗氧化作用最强。维生素E的抗氧化作用维生素E的需要量 维维生生素素E一一般般不不易易缺缺乏乏。成成人人每每天天对对维维生生素素E的的需需要要量量尚尚不不清清楚楚，但但动动物物实实验验结结果果表表明明，每每天天食食物物中中有有50毫毫克克即即可可满满足足需需要要，妊妊娠娠及及哺哺乳乳期期需需要要量量略略增增。维维生生素素E以以麦麦胚胚油油、大大豆豆油油、玉玉米米油油和和葵葵花花籽籽油油中含量最为丰富，豆

14、类及蔬菜中也含量较多。中含量最为丰富，豆类及蔬菜中也含量较多。维生素K 维维生生素素K具具有有促促进进凝凝血血的的功功能能，故故又又称称为为凝凝血血维维生生素素。天天然然的的维维生生素素K有有两两种种：K1和和K2。K1在在绿绿叶叶植植物物及及动动物物肝肝中中含含量量较较丰丰富富，K2是是人人体体肠肠道道细细菌菌的的代代谢谢产产物物。它它们们都都是是2-甲甲基基-1,4-萘萘醌醌的的衍衍生生物物。另另外外还还有有人人工工合合成成的的K3和和K4，它它们们的的活活性比天然维生素性比天然维生素K还高。还高。K3和和K4是水溶性的。是水溶性的。维生素K的结构式4 4个异戊二烯碳骨架，个异戊二烯碳骨架

15、，1 1个双键个双键6 6个异戊二烯碳骨架，个异戊二烯碳骨架，6 6个双键个双键2 3维生素K的生理功能 维维生生素素K的的主主要要生生理理功功能能是是促促进进肝肝脏脏合合成成凝凝血血酶酶原原，还还能能调调节节另另外外3种种凝凝血血因因子子、及及的的合合成成。缺缺少少维维生生素素K时时，凝凝血血功功能能减减弱弱，常常发发生生肌肌肉肉和和胃胃肠肠道出血。道出血。凝凝血血酶酶原原转转变变成成凝凝血血酶酶需需要要结结合合Ca2+，而而结结合合Ca2+要要求求肽肽链链上上有有羧羧基基谷谷氨氨酸酸残残基基。此此种种不不常常见见蛋蛋白白质质氨氨基基酸酸是是由由依依赖赖维维生生素素K的的谷谷氨氨酰酰羧羧化化

16、酶酶催催化化完完成成的的。当当维维生生素素K缺缺乏乏时时，凝凝血血酶酶原原不不能能转转变变成成凝凝血血酶。酶。依赖维生素K的羧化反应依赖维生素K的羧化反应 依依赖赖维维生生素素K的的羧羧化化反反应应是是在在肝肝细细胞胞内内质质网网中中进进行行的的，羧羧化化反反应应与与维维生生素素K的的环环氧氧化化物物生生成成相相偶偶联联，此此环环氧氧化化物物经经过过维维生生素素K循循环环可可以以重重新新转转变变成成维维生生素素K。双双羟羟香香豆豆素素能能抑抑制制环环氧氧化化物物还还原原酶酶，从从而而抑抑制制维维生生素素K循循环环，所所以以双双羟羟香香豆豆素素是抗凝血剂。是抗凝血剂。双羟香豆素双羟香豆素维生素K

17、循环维生素K的来源 一一般般情情况况下下人人体体不不会会缺缺乏乏维维生生素素K，因因为为维维生生素素K在在蔬蔬菜菜中中含含量量丰丰富富，人人和和哺哺乳乳动动物物肠肠道道中中的的大大肠肠杆杆菌菌也也可可以以合合成成维维生生素素K。大大剂剂量量使使用用维维生生素素K也也有有一一定定毒毒性性，如如新新生生儿儿注注射射30mg/天天，连用连用3天有可能引起高胆红素血症。天有可能引起高胆红素血症。三、水溶性维生素维生素B1和硫胺素焦磷酸 维维生生素素B1由由含含硫硫的的噻噻唑唑环环和和含含氨氨基基的的嘧嘧啶啶环环组组成成，故故称称为为硫硫胺胺素素（thiamine），在在生生物物体体内内常常以以硫硫胺胺

18、素素焦焦磷磷酸酸（TPP）的的辅辅酶酶形形式式存存在在。维维生生素素B1在在碱碱性性溶溶液液中中加加热热极极易易被被破破坏坏，而而在在酸酸性性溶溶液液中中则则对热稳定。对热稳定。维生素B1和TPPTPP参与催化的反应 硫硫胺胺素素焦焦磷磷酸酸是是涉涉及及到到糖糖代代谢谢中中羰羰基基碳碳合合成成与与裂裂解解反反应应的的辅辅酶酶，参参与与催催化化裂裂解解反反应应、缩合反应、缩合反应、酮转移反应等。酮转移反应等。维生素B1的需要量 维维生生素素B1主主要要存存在在于于种种子子外外皮皮及及胚胚芽芽中中，米米糠糠、麦麦麸麸、黄黄豆豆、酵酵母母、瘦瘦肉肉中中含含量量最最丰丰富富。人人体体每每日日需需要要量

19、量为为2毫毫克克，体体内内若若维维生生素素B1过过多多，极极易易随随尿尿排排出出，未未见见因因体体内内积积累累而而造造成成中中毒毒的的情况。大剂量用于治疗时，也未见副作用。情况。大剂量用于治疗时，也未见副作用。维生素B1缺乏症 由由于于维维生生素素B1和和糖糖代代谢谢关关系系密密切切，因因此此多多食食糖糖类类食食物物，维维生生素素B1的的需需要要量量也也相相应应增增多多。当当维维生生素素B1缺缺乏乏时时，糖糖代代谢谢受受阻阻，丙丙酮酮酸酸积积累累，使使病病人人的的血血、尿尿和和脑脑组组织织中中丙丙酮酮酸酸含含量量增增多多。VB1还还是是乙乙酰酰胆胆碱碱酯酯酶酶的的抑抑制制剂剂，缺缺少少VB1时

20、时，胆胆碱碱酯酯酶酶活活性性增增加加，乙乙酰酰胆胆碱碱减减少少，出出现现多多发发性性神神经经炎炎、皮皮肤肤麻麻木木、心心力力衰衰竭竭、四四肢肢无无力力、肌肌肉肉萎萎缩缩及及下下肢肢浮浮肿肿等等症症状状，临临床床上上称称为为脚脚气气病病。根根据据其其缺缺乏乏症症，又又将将维维生生素素B1称称为为抗抗神神经经炎炎维维生素（抗脚气病维生素）。生素（抗脚气病维生素）。维生素PPPP和烟酰胺辅酶 维维生生素素PP包包括括烟烟酸酸（nicotinic acid）和和烟烟酰酰胺胺（nicotinamide），也也称称为为维维生生素素B3，二二者者均均属属于于吡吡啶啶衍衍生生物物。在在体体内内烟烟酰酰胺胺与与

21、核核糖糖、磷磷酸酸、腺腺 嘌嘌 呤呤 组组 成成 烟烟 酰酰 胺胺 腺腺 嘌嘌 呤呤 二二 核核 苷苷 酸酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+，辅辅 酶酶）和和 烟烟 酰酰 胺胺 腺腺 嘌嘌 呤呤 二二 核核 苷苷 酸酸 磷磷 酸酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADP+，辅酶，辅酶）。）。烟酰胺辅酶的结构和氧化还原状态两个电子的转移反应烟酰胺辅酶参与催化的反应 烟烟酰酰胺胺辅辅酶酶是是电电子子载载体体，参参与与催催化化氧氧化化还还原原反反应应，是是多多种种脱脱氢氢酶酶的的辅辅酶酶。这这些些

22、反反应应涉涉及及到到从从底底物物转转移移氢氢负负离离子子给给NAD+或或从从NAD+转转移移氢氢负负离离子子给给底底物物，其其吡吡啶啶环环的的C4位位是是反反应应中中心心。依依赖赖NAD+和和NADP+的的脱脱氢氢酶酶至至少少催催化化6种种不不同同类型的反应。类型的反应。烟酰胺辅酶参与催化的6类反应维生素PP需要量及缺乏症 维维生生素素PP在在酵酵母母、花花生生、肝肝、鱼鱼及及瘦瘦肉肉中中含含量量丰丰富富。人人体体每每日日需需要要量量约约20毫毫克克。人人缺缺乏乏维维生生素素PP时时，表表现现为为神神经经营营养养障障碍碍，初初时时全全身身乏乏力力，以以后后在在两两手手、两两颊颊、左左右右额额及

23、及其其他他裸裸露露部部位位出出现现对称性皮炎。对称性皮炎。故维生素故维生素PP又名抗癞皮病维生素。又名抗癞皮病维生素。维生素B B2 2和黄素辅酶 维维生生素素B2又又名名核核黄黄素素（riboflavin），是是核核醇醇与与7,8-二二甲甲基基异异咯咯嗪嗪的的缩缩合合物物。由由于于在在异异咯咯嗪嗪的的1位位和和5位位氮氮原原子子上上具具有有两两个个活活泼泼的的双双键键，易易起起氧氧化化还还原原反反应应，故故维维生生素素B2和和有有氧氧化化型型和和还还原原型型两两种种形形式式，在在催催化化氧氧化化还还原原反反应应时时起起传传递递氢氢的的作作用用。核核黄黄素素易易受光照射破坏。受光照射破坏。核黄

24、素、FMN和FAD的结构核黄素的辅酶形式 在在体体内内核核黄黄素素是是以以黄黄素素单单核核苷苷酸酸（flavin mononucleotide，FMN）和和黄黄素素腺腺嘌嘌呤呤二二核核苷苷酸酸（flavin adenine dinucleotide，FAD）的的形形式式存存在在。是是生生物物体体内内一一些些氧氧化化还还原原酶酶（黄黄素素蛋蛋白白）的的辅辅基基，与与脱脱辅辅酶酶以以非非共共价价键键结结合合。黄黄素素是是比比NAD+和和NADP+更更强强的的氧氧化化剂剂，能能被被1个个电电子子和和2个个电电子子还还原原。FMN和和FAD广广泛泛参参与与体体内内的的各各种种氧化还原反应。氧化还原反应

25、。FAD和FMN的氧化还原态无色无色黄色黄色蓝色蓝色红色红色黄素蛋白催化的反应维生素B B2 2的需要量及缺乏症 维维生生素素B2广广泛泛存存在在于于动动植植物物中中，在在酵酵母母、肝肝、肾肾、蛋蛋黄黄、奶奶及及大大豆豆中中含含量量丰丰富富。人人体体每每日日需需要要量量为为23毫毫克克。当当维维生生素素B2缺缺乏乏时时，引引起起口口角角炎炎、唇唇炎炎、阴阴囊囊皮皮炎炎、眼眼睑睑炎炎及及角角膜膜血血管增生、混浊、溃烂、畏光等。管增生、混浊、溃烂、畏光等。泛酸和辅酶A 泛泛 酸酸 广广 泛泛 存存 在在 于于 生生 物物 界界，故故 又又 名名 遍遍 多多 酸酸（pantothenic acid）

26、，是是由由丙丙氨氨酸酸通通过过肽肽键键与与,-二二羟羟基基-,-二二甲甲基基丁丁酸酸缩缩合合而而成成的的一一种种有有机机酸酸。泛泛酸酸是是辅辅酶酶A（coenzyme A）和和磷磷酸酸泛泛酰酰巯巯基基乙乙胺胺的的组组成成成成分分，辅辅酶酶A是是泛泛酸酸的的主主要要活活性性形形式式，常常简简写写为为CoA，是是由由3,5-ADP以以磷磷酸酸酐酐键键连连接接4-磷磷酸酸泛泛酰巯基乙胺而成。酰巯基乙胺而成。辅酶A的结构磷酸泛酰磷酸泛酰巯基乙胺巯基乙胺辅酶A参与催化的机理 辅辅酶酶A主主要要起起传传递递酰酰基基的的作作用用，是是各各种种酰酰化化反反应应中中的的辅辅酶酶。由由于于携携带带酰酰基基的的部部

27、位位在在SH上上，故故辅辅酶酶A通通常常以以CoASH表表示示。硫硫酯酯键键的的水水解解比比酯酯键键的的水水解解更更为为有有利利，所所以以酰酰基基CoA是是酰酰基基的的活活化化形式。形式。泛酸含量高的食物 泛泛酸酸在在酵酵母母、肝肝、肾肾、蛋蛋、小小麦麦、米米糠糠、花花生生和和豌豌豆豆中中含含量量丰丰富富，在在蜂蜂王王浆浆中中含含量量最最高高。辅辅酶酶A被广泛用作各种疾病的重要辅助药物。被广泛用作各种疾病的重要辅助药物。维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 维维 生生 素素 B6包包 括括 3种种 物物 质质，即即 吡吡 哆哆 醇醇（pyridoxine）、吡吡哆哆醛醛（pyridoxal）和和

28、吡吡哆哆胺胺（pyridoxamine），它它们们都都是是吡吡啶啶的的衍衍生生物物。维维生生素素B6在在体体内内以以磷磷酸酸酯酯的的形形式式存存在在，磷磷酸酸吡吡哆哆醛醛（pyridoxal-5-phosphate，PLP）和和磷磷酸酸吡吡哆哆胺胺是是其活性形式，是氨基酸代谢中多种酶的辅酶。其活性形式，是氨基酸代谢中多种酶的辅酶。维生素B6的各种形式磷酸吡哆醛的作用 PLP在在生生理理条条件件下下有有两两种种互互变变异异构构形形式式。PLP参参加加涉涉及及氨氨基基酸酸代代谢谢的的各各种种反反应应，包包括括转转氨氨作作用用，和和脱脱羧羧作作用用，和和消消除除作作用，消旋作用和羟醛反应。用，消旋作

29、用和羟醛反应。磷酸吡哆醛的两种互变形式PLP参与催化的反应123PLP参与催化的反应45PLP参与催化的反应67人体对维生素B6的需要量 维维生生素素B6在在动动植植物物中中分分布布很很广广，酵酵母母、肝肝、瘦瘦肉肉、卷卷心心菜菜等等食食物物中中均均含含量量丰丰富富。人人体体每每日日需需要要量量约约1.52毫毫克克，因因为为食食物物中中富富含含维维生生素素B6，同同时时肠肠道道细细菌菌也也可可以以合合成成维维生生素素B6，所所以以人人类类很很少发生维生素少发生维生素B6缺乏病。缺乏病。维生素B12（氰钴胺素）及其辅酶 维维 生生 素素 B12的的 化化 学学 名名 称称 为为 氰氰 钴钴 胺胺

30、 素素（cyanocobalamin），它它在在体体内内转转变变成成两两种种辅辅酶酶形形式式，主主要要辅辅酶酶形形式式是是5-脱脱氧氧腺腺苷苷钴钴胺胺素素，次次要要的的辅辅酶酶形形式式是是甲甲基基钴钴胺胺素素。该该结结构构由由一一个个咕咕啉啉环环和和一一个个中中心心钴钴离离子子组组成成，钴钴离离子子同同4个个吡吡咯咯氮氮相相配配位位，钴钴轴轴向向的的一一个个配配位位是是二二甲甲基基苯苯并并咪咪唑唑基基的的氮氮，另另一一个个轴轴向向配配位位可可以以是是CN、CH3、OH、或或者者5-脱脱氧氧腺苷基的腺苷基的5-碳。碳。维生素B12及其辅酶形式的结构式维生素B12辅酶参与反应的类型分子内重排分子内

31、重排 核苷酸还原成核苷酸还原成脱氧核苷酸脱氧核苷酸甲基转移甲基转移从氰钴胺素合成55-脱氧腺苷钴胺素维生素B B1212的缺乏症 维维生生素素B12参参与与DNA的的合合成成，对对红红细细胞胞的的成成熟熟很很重重要要，当当缺缺少少维维生生素素B12时时，巨巨红红细细胞胞中中DNA的的合合成成受受到到障障碍碍，影影响响了了细细胞胞分分裂裂，不不能能分分化化成成红红细细胞胞，引引起起恶恶性性贫贫血血。人人体体对对维维生生素素B12需需要要量量极极少少，每每日日注注射射1g即即可可治治疗疗缺缺乏乏症症。维维生生素素B12广广泛泛来来源源于于动动物物性性食食品品，特特别别是是肉肉类类和和肝肝中中含含量

32、量丰丰富富。人人和和动动物物的的肠肠道道细细菌菌都都能能合合成成，故故在在一一般般情情况况下下不不会会缺缺少少维维生素生素B12。生物素 生生物物素素（biotin）是是由由噻噻吩吩环环和和尿尿素素结结合合而而成成的的一一个个双双环环化化合合物物，噻噻吩吩环环2位位侧侧链链上上有有一一分分子子戊戊酸酸。它它在在多多种种酶酶促促羧羧化化反反应应中中作作为为羧羧基基的的活活动动载载体体起起作作用用。生生物物素素通通过过其其侧侧链链羧羧基基与与酶酶蛋蛋白白上上赖赖氨氨酸酸的的氨氨基基共共价结合，生物素与酶蛋白主肽链之间有一个价结合，生物素与酶蛋白主肽链之间有一个长长长长的的柔柔性性链链，这这使使得得

33、生生物物素素可可以以在在酶酶活活性性部部位位的的一一个个亚亚位位上上接接受受羧羧基基，并运动到另一个亚位上释放羧基。并运动到另一个亚位上释放羧基。生物素与酶蛋白中赖氨酸的连接依赖生物素的酶上的3个亚位 依依赖赖生生物物素素的的酶酶具具有有3个个亚亚位位：羧羧化化作作用用亚亚位位；羧羧基基载载体体亚亚位位；羧羧基基转转移移亚亚位位。有有些些酶酶在在一一条条多多肽肽链链上上携携带带所所有有的的3个个亚亚位位，但但是是许许多多依依赖赖生生物物素素的的酶酶是是由由单单功功能能亚亚基基的的聚聚集集体体组组成成，不不同同的亚位分布在不同的亚基上。的亚位分布在不同的亚基上。生物素参与催化的转羧基反应机理人体

34、对生物素的需要量 人人体体每每天天对对生生物物素素的的需需要要量量约约100300毫毫克克。生生物物素素来来源源广广泛泛，肝肝、肾肾、蛋蛋黄黄、酵酵母母、蔬蔬菜菜和和谷谷物物中中都都有有，肠肠道道细细菌菌也也能能合合成成，所所以以一般很少出现缺乏症。一般很少出现缺乏症。叶酸和四氢叶酸 叶叶酸酸（folic acid）由由2-氨氨基基-4-羟羟基基-6-甲甲基基蝶蝶啶啶（6-甲甲基基蝶蝶呤呤）、对对氨氨基基苯苯甲甲酸酸和和L-谷谷氨氨酸酸三三部部分分组组成成，因因其其在在绿绿叶叶中中含含量量十十分分丰丰富富，因因此此命命名名为为叶叶酸酸。叶叶酸酸是是除除了了CO2以以外外所所有有氧氧化化水水平平

35、一一碳碳单单位位的的重重要要受受体体和和供供体体，参参与与催催化化一一碳碳单单位位的的转转移移反反应应。四四氢氢叶叶酸酸是是叶叶酸酸的的活活性性辅辅酶酶形形式式，又又称为辅酶称为辅酶F（CoF）。）。叶酸的结构叶酸还原成四氢叶酸二氢叶酸二氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸携带的一碳单位中碳的氧化态四氢叶酸携带各种一碳单位的形式叶酸类似物可可抑抑制制二二氢氢叶叶酸酸还还原原酶酶，它它们们是是抗肿瘤药物抗肿瘤药物人体对叶酸的需要量和缺乏症 由由于于叶叶酸酸与与核核酸酸的的合合成成有有关关，当当叶叶酸酸缺缺乏乏时时，DNA的的合合成成受受到到抑抑制制，造造成成巨巨红红细细胞胞性性贫贫血血。叶叶酸酸广广泛

36、泛存存在在于于肝肝、酵酵母母及及蔬蔬菜菜中中，人人类类肠肠道道细细菌菌也也能能合合成成叶叶酸酸，故故一一般般不不易易发发生生缺缺乏乏症症。当当吸吸收收不不良良，代代谢谢失失常常或或长长期期使使用用肠肠道道抑抑菌菌药药时时，可可引引起起叶叶酸酸缺缺乏乏症症。人人体体每每日日需需要要量量约约400g，孕孕妇妇需需要要量量增增加加一一倍。倍。硫辛酸的结构 硫硫辛辛酸酸（lipoic acid）是是6,8-二二巯巯基基辛辛酸酸，以以氧氧化化态态和和还还原原态态两两种种形形式式存存在在，这这两两种种形形式式可可以以通通过过氧氧化化还还原原互互相相转转变变。在在酶酶分分子子中中，硫硫辛辛酸酸的的羧羧基基与

37、与肽肽链链中中的的赖赖氨氨酸酸侧侧链链氨氨基基以酰胺键连接。以酰胺键连接。硫辛酸的作用 硫硫辛辛酸酸是是一一种种酰酰基基载载体体，存存在在于于丙丙酮酮酸酸脱脱氢氢酶酶和和酮酮戊戊二二酸酸脱脱氢氢酶酶中中，这这两两种种酶酶是是糖糖代代谢谢中中的的两两种种多多酶酶复复合合体体，分分别别催催化化丙丙酮酮酸酸脱脱羧羧产产生生乙乙酰酰CoA和和酮酮戊戊二二酸酸脱脱羧羧形形成成琥琥珀珀酰酰CoA。硫硫辛辛酸酸在在酮酮酸酸氧氧化化作作用用和和脱脱羧羧作作用用时时行行使使偶偶联联酰酰基基转转移移和和电电子子转转移移的的功功能能。此此反反应应在在后后面面会会详细介绍。详细介绍。维生素C 维维生生素素C具具有有防

38、防治治坏坏血血病病的的功功能能，故故又又称称为为抗抗坏坏血血酸酸（ascorbic acid）。维维生生素素C是是一一种种含含有有6个个碳碳原原子子的的酸酸性性多多羟羟基基化化合合物物，分分子子中中C2及及C3位位上上两两个个相相邻邻的的烯烯醇醇式式羟羟基基易易解解离离而而释释放放H+，所所以以维维生生素素C虽无自由羧基，但仍具有酸的性质。虽无自由羧基，但仍具有酸的性质。L型有高活性型有高活性D型只有低活性型只有低活性维生素C 维维生生素素C广广泛泛分分布布于于动动物物界界和和植植物物界界，仅仅人人类类和和其其他他灵灵长长类类、豚豚鼠鼠、一一些些鸟鸟类类和和某某些些鱼鱼类类不不能能合合成成，因

39、因为为人人类类和和这这些些动动物物的的肝肝脏脏中中缺缺少少L-古古洛洛糖糖酸酸-内内酯酯氧氧化化酶酶，所所以以不不能能合合成成抗抗坏坏血血酸酸，必必须须从从食物中获得。食物中获得。维生素C的生物合成维生素C的降解氧化型的抗坏血酸（脱氢抗坏血酸）易降解氧化型的抗坏血酸（脱氢抗坏血酸）易降解维生素C的氧化还原维生素C的功能 维维生生素素C参参与与体体内内的的多多种种氧氧化化还还原原反反应应，通通过过偶偶联联氧氧化化还还原原，使使一一些些分分子子保保持持还还原原态态。维维生生素素C是是羟羟化化酶酶维维持持活活性性所所必必需需的的辅辅因因子子之之一一，体体内内有有许许多多反反应应涉涉及及到到羟羟化化反

40、反应应，胶胶原原分分子子上上的的羟羟脯脯氨氨酸酸和和羟羟赖赖氨氨酸酸就就是是脯脯氨氨酸酸和和赖赖氨氨酸酸经经羟羟化化酶酶催催化化产产生生的的。缺缺少少维维生生素素C胶胶原原的的合合成成受受到影响。还有许多代谢过程也受到阻碍。到影响。还有许多代谢过程也受到阻碍。维生素C的偶联氧化还原重金属离子重金属离子（酶失活）（酶失活）维生素C的缺乏症 维维生生素素C是是最最不不稳稳定定的的一一种种维维生生素素，由由于于它它容容易易被被氧氧化化，在在食食物物贮贮藏藏或或烹烹调调过过程程中中，甚甚至至切切碎碎新新鲜鲜蔬蔬菜菜时时都都能能被被破破坏坏。因因此此，只只有有新新鲜鲜的的蔬蔬菜菜、水水果果或或生生拌拌菜菜才才是是维维生生素素C的的丰丰富富来来源源。人人缺缺少少维维生生素素C时时会会发发生生坏坏血血病病，出出现现易易出出血血，牙牙齿齿松松动动，伤伤口口不不易易愈愈合合，易易骨骨折折等等症症状状。由由于于维维生生素素C在在人人体体内内的的半半衰衰期期较较长长（大大约约16天天），所所以以食食用用不不含含维维生生素素C的的食食物物34个个月月后后才才会会出出现现坏坏血血病病。人人体体每每天天需要量为需要量为2030毫克，妊娠后期及哺乳期为毫克，妊娠后期及哺乳期为50毫克。毫克。