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1、天津大学生物化学07第七章课件维生素和辅酶 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第七章第七章 维生素和辅酶维生素和辅酶2 2(分类）分类）（1 1）脂脂溶溶性性维维生生素素：维维生生素素 A A、D D、E E、K K，它们与辅酶无关。，它们与辅酶无关。（2 2）水水溶溶性性维维生生素素：B B族族维维生生素素（包包括括V VB1B1、V VB2B2、V VPPPP、V VB6B6、泛泛酸酸和和生生物物素素叶叶酸、酸、B B1212）、）、V VC C
2、，它们与辅酶有关。，它们与辅酶有关。维生素一般分两大类：维生素一般分两大类：一、维生素一、维生素C C（抗坏血酸）（抗坏血酸）通过自身的氧通过自身的氧化还原在体内参化还原在体内参与氧化过程的递与氧化过程的递氢反应，是脯氨氢反应，是脯氨酸羟化酶的辅酶。酸羟化酶的辅酶。人体不能合成。人体不能合成。缺乏缺乏V VC C时，即时，即产生坏血病。产生坏血病。V VC C广泛存在于广泛存在于鲜水果和蔬菜中。鲜水果和蔬菜中。L-L-抗坏血酸抗坏血酸（还原型）（还原型）脱氢抗坏血酸脱氢抗坏血酸（氧化型）（氧化型）二、二、B B族维生素族维生素（总）（总）1 1维生素维生素B B1 1（硫胺素）（硫胺素）2 2
3、维生素维生素B B2 2（核黄素）（核黄素）3 3维生素维生素B B3 3（泛酸）（泛酸）4 4维生素维生素B B5 5（PPPP，烟酰胺），烟酰胺）5 5维生素维生素B B6 6（吡哆素）（吡哆素）6 6维生素维生素B B7 7（生物素）（生物素）7 7维生素维生素B B1111（叶酸）（叶酸）8 8维生素维生素B B1212（钴维素，钴胺素）（钴维素，钴胺素）它它们们在在化化学学结结构构及及生生理理功功能能上上彼彼此此无无关关，但但分布及溶解性则大致相同。分布及溶解性则大致相同。分为：分为：1 1维生素维生素B B1 1（1 1）（结构）（结构）维生素维生素B B1 1(硫胺素硫胺素)1
4、1维生素维生素B B1 1（2 2）（体内形式）（体内形式）在体内硫胺素常以在体内硫胺素常以焦磷酸硫焦磷酸硫胺素（胺素（TPPTPP）的形式存在的形式存在:1 1维生素维生素B B1 1（3 3）（作用机理）（作用机理）在在-酮酸酮酸和酮糖脱羧和酮糖脱羧反应中作为反应中作为一种辅酶。一种辅酶。是丙酮酸是丙酮酸脱氢酶系反脱氢酶系反应所需的辅应所需的辅酶之一。酶之一。1 1维生素维生素B B1 1（4 4）TPPTPP是是-酮酸脱羧酶和转酮醇酶等的辅酶，因酮酸脱羧酶和转酮醇酶等的辅酶，因此硫胺素对维持正常的糖代谢具有重要作用。如此硫胺素对维持正常的糖代谢具有重要作用。如缺乏硫胺素，则糖代谢受阻，丙
5、酮酸、乳酸在组缺乏硫胺素，则糖代谢受阻，丙酮酸、乳酸在组织中积累，从而影响心血管和神经组织的正常功织中积累，从而影响心血管和神经组织的正常功能。表现为多发性神经炎、肢端麻木、心力衰竭、能。表现为多发性神经炎、肢端麻木、心力衰竭、心律加快，下肢水肿等病症，称为脚气病。心律加快，下肢水肿等病症，称为脚气病。V VB1B1在谷类种子外皮和胚芽、豆类中含量很丰富在谷类种子外皮和胚芽、豆类中含量很丰富它对热稳定，干热至它对热稳定，干热至1001000 0C C亦不分解，在酸性溶亦不分解，在酸性溶液中能延长分解，在碱性溶液中则极不稳定，容液中能延长分解，在碱性溶液中则极不稳定，容易分解。易分解。2 2维生
6、素维生素B B2 2（1 1）（结构）（结构）维生素维生素B B2 2 （核黄素）（核黄素）2 2维生素维生素B B2 2（2 2）（FAD FAD和和FMN FMN）黄素黄素-腺嘌呤腺嘌呤二核苷酸二核苷酸维生素维生素B B2 2(核黄素核黄素)的衍生物的衍生物黄素单黄素单核苷酸核苷酸2 2维生素维生素B B2 2（3 3）（作用机理）（作用机理）FADFAD和和FMNFMN是是黄素酶类的辅黄素酶类的辅基，二者均利基，二者均利用用N N1 1和和N N1010两个两个氮原子来转移氮原子来转移氢原子和电子。氢原子和电子。FMN +2e+2H+FMNH2 FAD +2e+2H+FADH22 2维生
7、素维生素B B2 2（4 4）核黄素缺乏可导致口角炎、脸部局限核黄素缺乏可导致口角炎、脸部局限性脂溢性皮炎、角膜血管变化、品红色性脂溢性皮炎、角膜血管变化、品红色舌、舌乳头消失。核黄素需要量与蛋白舌、舌乳头消失。核黄素需要量与蛋白质摄入量成正比。质摄入量成正比。核黄素主要来源于乳制品和内脏类肉核黄素主要来源于乳制品和内脏类肉食（肝、心），而不是肌肉。核黄素在食（肝、心），而不是肌肉。核黄素在酸性溶液中稳定，耐热，但易被碱和光酸性溶液中稳定，耐热，但易被碱和光线所破坏。线所破坏。3 3维生素维生素B B3 3（1 1）（结构）（结构）维生素维生素B B3 3-泛酸泛酸是由是由，-二羟基二羟基-二
8、二甲基丁酸和一分子甲基丁酸和一分子-丙氨酸缩合而成丙氨酸缩合而成3 3维生素维生素B B3 3（2 2）（辅酶（辅酶A1A1）泛酸在肝脏中与泛酸在肝脏中与ATPATP和半胱氨酸结合生和半胱氨酸结合生成成辅酶辅酶A A（C CO OA ASHSH）3 3维生素维生素B B3 3（3 3）（辅酶（辅酶A2A2）辅酶辅酶A A与酰基结合成与酰基结合成硫酯而发挥其转移酰硫酯而发挥其转移酰基的作用。许多反应基的作用。许多反应需要有辅酶需要有辅酶A A参加。参加。泛酸存在于许多食泛酸存在于许多食物中，同时肠内细菌物中，同时肠内细菌也能合成而供人体需也能合成而供人体需要，故缺乏症少见。要，故缺乏症少见。4
9、4维生素维生素B B5 5（1 1）（结构）（结构）烟酸（尼克酸）与烟酰胺（尼克酰胺）烟酸（尼克酸）与烟酰胺（尼克酰胺）有同样生理功能，总称为维生素有同样生理功能，总称为维生素PPPP，它是吡，它是吡啶衍生物。啶衍生物。烟酸（尼克酸）烟酸（尼克酸）烟酰胺（尼克酰胺）烟酰胺（尼克酰胺）4 4维生素维生素B B5 5（2 2）（辅酶（辅酶I I）NADNAD+烟酰胺烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸（辅酶腺嘌呤二核苷酸（辅酶I)I)维生素烟酰胺的衍生物维生素烟酰胺的衍生物NAD+4 4维生素维生素B B5 5（2 2）（辅酶（辅酶IIII）NADPNADP+烟酰胺烟酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸（辅酶腺嘌呤磷酸二核
10、苷酸（辅酶II)II)维生素烟酰胺的衍生物维生素烟酰胺的衍生物NADP+4 4维生素维生素B B5 5（3 3）（作用机理）（作用机理）NAD(P)H脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶活性活性中心中心底物底物 NAD(P)+NAD(P)HNAD(P)H来到其他酶活性中心将来到其他酶活性中心将H H传递出去传递出去4 4维生素维生素B B5 5（4 4）维生素维生素B B5 5是维生素中结构最简单、性质最稳是维生素中结构最简单、性质最稳定的一种，不易被酸、碱、热破坏。定的一种，不易被酸、碱、热破坏。人体可将食物中的部分色氨酸转为人体可将食物中的部分色氨酸转为PPPP来合成来合成NADNAD，当体内缺少维生
11、素，当体内缺少维生素PPPP时，就妨碍了这些辅时，就妨碍了这些辅酶的合成，影响了生物氧化，使新陈代谢发生酶的合成，影响了生物氧化，使新陈代谢发生障碍。障碍。烟酸的主要食物来源有肉类和坚果（如胡桃烟酸的主要食物来源有肉类和坚果（如胡桃等）。玉米中烟酸和色氨酸含量较低，故以玉等）。玉米中烟酸和色氨酸含量较低，故以玉米为主食的地区的人常患癞皮病（皮炎、腹泻、米为主食的地区的人常患癞皮病（皮炎、腹泻、痴呆等）。痴呆等）。5 5维生素维生素B B6 6（1 1）（结构）（结构）维生素维生素B B6 6(吡多素）：吡多素）：包括吡哆醇、吡哆醛包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。一般食物中均含有这三种物质，和吡哆胺
12、。一般食物中均含有这三种物质，所以很少存在缺乏病所以很少存在缺乏病 。吡哆醇吡哆醇吡哆醛吡哆醛吡哆胺吡哆胺5 5维生素维生素B B6 6（2 2）（体内形式）（体内形式）吡哆素主要以吡哆素主要以磷酸吡哆素磷酸吡哆素的形式存在，在的形式存在，在体内参与代谢的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡体内参与代谢的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺哆胺5 5维生素维生素B B6 6（3 3）（作用机理（作用机理1 1）(1)(1)转氨转氨5 5维生素维生素B B6 6（3 3）（作用机理（作用机理2 2）(2)(2)脱羧脱羧脱羧脱羧 酶酶5 5维生素维生素B B6 6（3 3）（作用机理（作用机理3 3）(3)(3)消旋
13、消旋消旋酶消旋酶6 6维生素维生素B B7 7（1 1）（结构）（结构）维生素维生素B B7 7(生物素生物素)是酵母的生长素，是酵母的生长素，其结构为其结构为6 6维生素维生素B B7 7（2 2）自然界存在的生物素至少有两种：自然界存在的生物素至少有两种：生物素（存在于蛋黄中）；生物素（存在于蛋黄中）；生物素（存在于肝脏中）。生物素（存在于肝脏中）。它们均溶于热水而不溶于乙醇、乙醚它们均溶于热水而不溶于乙醇、乙醚及氯仿，生理功能也基本相同。及氯仿，生理功能也基本相同。动植物组织中多含生物素，肠道菌也动植物组织中多含生物素，肠道菌也可合成，所以不易缺乏。可合成，所以不易缺乏。生物素与酶结合参
14、与体内生物素与酶结合参与体内COCO2 2的固定的固定和羧化过程，所以它是羧化酶辅酶。和羧化过程，所以它是羧化酶辅酶。7 7维生素维生素B B1111（1 1）（结构（结构1 1）维生素维生素B B1111 （叶酸）（叶酸）,也称蝶酰谷氨酸也称蝶酰谷氨酸（PGAPGA）,其结构为：其结构为：7 7维生素维生素B B1111（1 1）（结构（结构2 2）叶酸在维生素叶酸在维生素C C和还原型辅酶和还原型辅酶IIII（NADPHNADPH）参与下，转变成具有生理活）参与下，转变成具有生理活性的性的5 5，6 6，7 7，8 8四氢叶酸（四氢叶酸（THFATHFA或或FHFH4 4）7 7维生素维生
15、素B B1111（2 2）（作用机理（作用机理1 1）四氢叶酸是转碳基团酶系的辅酶，可参与四氢叶酸是转碳基团酶系的辅酶，可参与多种反应，多种反应，它是甲基、亚甲基、甲酰基、次甲它是甲基、亚甲基、甲酰基、次甲基等的载体，因而可形成各种四氢叶酸衍生物基等的载体，因而可形成各种四氢叶酸衍生物 转甲酰基转甲酰基 酶酶参与腺嘌呤参与腺嘌呤环的合成环的合成N5甲酰甲酰FHFH4 47 7维生素维生素B B1111（2 2）（作用机理（作用机理2 2）转亚甲基转亚甲基 酶酶使甘氨酸转使甘氨酸转变为丝氨酸变为丝氨酸N N5,5,N N1010亚甲基亚甲基-FHFH4 47 7维生素维生素B B1111（3 3
16、）由于叶酸间接与核酸和蛋白质的生物由于叶酸间接与核酸和蛋白质的生物合成有关，缺乏时可引起多种病症，合成有关，缺乏时可引起多种病症，如恶性贫血、舌炎和胃肠病患等。如恶性贫血、舌炎和胃肠病患等。叶酸分布较广，如绿叶、肝、肾、菜叶酸分布较广，如绿叶、肝、肾、菜花等。花等。8 8维生素维生素B B1212（1 1）（结构）（结构）VBVB1212是一是一种抗恶性种抗恶性贫血的维贫血的维生素。生素。又称为又称为钴维素、钴维素、钴胺素，钴胺素，它是维生它是维生素中唯一素中唯一含有金属含有金属元素的。元素的。8 8维生素维生素B B1212（2 2）（存在形式（存在形式1 1）已知已知VBVB1212在体内
17、有多种形式，如在体内有多种形式，如5 5，脱氧腺脱氧腺苷钴胺素、氰钴胺素、羟钴胺素等。苷钴胺素、氰钴胺素、羟钴胺素等。羟钴胺素比较稳定，是药用羟钴胺素比较稳定，是药用VBVB1212的常见形式。的常见形式。5 5，脱氧腺苷钴胺素是脱氧腺苷钴胺素是VBVB1212在体内的主要存在体内的主要存在形式，它是维生素在形式，它是维生素B B1212分子中与分子中与CoCo+相连的相连的CNCN基被基被5 5-脱氧腺苷所取代所形成的，它以辅脱氧腺苷所取代所形成的，它以辅酶的形式参加多种重要的代谢反应，称为维酶的形式参加多种重要的代谢反应，称为维生素生素B B1212辅酶。辅酶。8 8维生素维生素B B12
18、12（2 2）（存在形式（存在形式2 2）9 9硫辛酸（硫辛酸（1 1）（结构）（结构）是酵母和微生物等的生长因素，而不是动物是酵母和微生物等的生长因素，而不是动物必需从食物中取得的维生素。但硫辛酸是一必需从食物中取得的维生素。但硫辛酸是一个辅酶，它可与二氢硫辛酸相互转化。个辅酶，它可与二氢硫辛酸相互转化。+2H+2H-2H-2H硫辛酸硫辛酸二氢硫辛酸二氢硫辛酸9 9硫辛酸（硫辛酸（2 2）硫辛酰胺是与酶相结合的辅酶，传递氢和硫辛酰胺是与酶相结合的辅酶，传递氢和传递乙酰基。传递乙酰基。硫辛酸是丙酮酸脱氢酶系和硫辛酸是丙酮酸脱氢酶系和酮戊二酸酮戊二酸脱氢酶系的辅酶，有转酰基的作用。脱氢酶系的辅酶，有转酰基的作用。