1、Chapter11 Chapter11 维生素与辅酶维生素与辅酶OHOR2R1R3第1页，共29页。（一）维生素的定义（一）维生素的定义维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一类有机物质。维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一类有机物质。需要量极微，主要由外界供给；需要量极微，主要由外界供给；不是细胞组成成分，也不是供能物质，而是参与物质代谢的调节；不是细胞组成成分，也不是供能物质，而是参与物质代谢的调节；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素在体内可直接参与代谢
2、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。转变成辅酶对代谢起调节作用。一、维生素概论一、维生素概论Chapter11 Chapter11 维生素与辅酶维生素与辅酶（二）维生素的发现（二）维生素的发现（433页）页）（三）维生素和辅酶的关系（三）维生素和辅酶的关系（434页）页）第2页，共29页。二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶 维生素维生素C：羟化酶的辅酶羟化酶的辅酶 坏血病坏血病缺乏症缺乏症维生素维生素B族：族：维生素维生素B1B1：-酮酸脱氢酶的辅酶酮酸脱氢酶的辅酶 脚气病脚气病维生素维生素B2B2：黄酶的辅基：黄酶的辅基 口角糜烂、口腔溃疡口角糜烂、口腔溃疡
3、维生素维生素B6B6：氨基酸转氨酶和脱羧酶的辅酶：氨基酸转氨酶和脱羧酶的辅酶 维生素维生素PPPP：不需氧脱氢酶的辅酶：不需氧脱氢酶的辅酶 癞皮病癞皮病生物素：生物素：羧化酶的辅酶羧化酶的辅酶 维生素维生素B12B12和叶酸：一碳单位转移酶的辅酶和叶酸：一碳单位转移酶的辅酶 恶性细胞贫血恶性细胞贫血Chapter11 Chapter11 维生素与辅酶维生素与辅酶第3页，共29页。某些小分子有机化合物与酶蛋白结合在一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，这类分子被称为起并协同实施催化作用，这类分子被称为辅酶（或辅基）。辅酶（或辅基）。辅酶是一类具有特殊化学结构和功能的化辅酶是
4、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合物。参与的酶促反应主要为氧化-还原反还原反应或基团转移反应。应或基团转移反应。大多数辅酶的前体主要是水溶性大多数辅酶的前体主要是水溶性 B B 族维生族维生素。许多维生素的生理功能与辅酶的作用素。许多维生素的生理功能与辅酶的作用密切相关。密切相关。二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶Chapter11 Chapter11 维生素与辅酶维生素与辅酶第4页，共29页。(1)(1)维生素维生素PPPP 烟酸和烟酰胺，在体内转变为辅酶烟酸和烟酰胺，在体内转变为辅酶I I和辅酶和辅酶IIII。能维持神经组织的健康。缺乏时表现出神经营养
5、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。障碍，出现皮炎。NCOOHNCONH2Chapter11 Chapter11 维生素与辅酶维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第5页，共29页。(1)(1)维生素维生素PPPP和和NADNAD+和和NADPNADP+NADNAD+(烟酰胺烟酰胺-腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶腺嘌呤二核苷酸，又称为辅酶I)I)和和NADPNADP+(烟酰胺烟酰胺-腺嘌呤磷酸二核苷酸腺嘌呤磷酸二核苷酸,又称为辅又称为辅酶酶II)II)是维生素烟酰胺的衍生物，是维生素烟酰胺的衍生物，OCH2OPOPOCH2OHOHO OO-O-N+CONH2
6、OOHOH(OPO3H2)NNNH2NN功能：功能：是多种重要脱氢酶的辅酶。是多种重要脱氢酶的辅酶。二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第6页，共29页。(2)(2)核黄素（核黄素（VB2)VB2)核黄素核黄素(维生素维生素B2)B2)由核糖醇和由核糖醇和6 6，7-7-二甲基异咯嗪两部二甲基异咯嗪两部分组成。分组成。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。炎、角膜炎、皮炎等。NCCNHNNOOCH2CHCHCHCH2OPOHOHOHOHOOHCH3CH3二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与
7、辅酶第7页，共29页。(2)(2)核黄素和核黄素和 FADFAD和和FMNFMNFAD(FAD(黄素黄素-腺嘌呤二核苷酸腺嘌呤二核苷酸)和和FMN(FMN(黄素单核苷酸黄素单核苷酸)是核黄是核黄素素(维生素维生素B2)B2)的衍生物，的衍生物，CH3CH3NCCNHNNOOCH2CHCHCHCH2OPOOHOHOHOOHOCH2OHOHNNNH2NNFMN FAD功能功能：在脱氢酶催化的氧化在脱氢酶催化的氧化-还原反应中，起着电子和质子还原反应中，起着电子和质子的传递体作用。的传递体作用。二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第8页，共29页。(3)(3)泛酸和辅酶泛酸和辅酶A(CoA)
8、A(CoA)维生素维生素(B3)-(B3)-泛酸是由泛酸是由，-二羟基二羟基-二甲基丁酸和一二甲基丁酸和一分子分子-丙氨酸缩合而成丙氨酸缩合而成。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2COHCOOHO二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第9页，共29页。(3)(3)泛酸和辅酶泛酸和辅酶A(CoA)A(CoA)辅酶辅酶A A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它的前是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它的前体是维生素体是维生素(B3)(B3)泛酸。泛酸。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2CNHCH2CH2SHOOOOHPOOHHONNNH2NNOPOOOHPOOO
9、HCH2功能：是传递酰基，是形成代谢功能：是传递酰基，是形成代谢中间产物的重要辅酶。中间产物的重要辅酶。二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第10页，共29页。(4)(4)叶酸和四氢叶酸叶酸和四氢叶酸(FH(FH4 4或或THFA)THFA)四氢叶酸是合成酶的辅酶，其前体是叶酸四氢叶酸是合成酶的辅酶，其前体是叶酸(又称为蝶酰谷又称为蝶酰谷氨酸，维生素氨酸，维生素B11)B11)。NNH2NOHNNHHCH2HHHNHCONHCHCOOHCH2CH2COOHn四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如四氢叶酸的主要作用是作为一碳基团，如-CH-CH3 3,-CH,-CH2 2-,-,-CHO-
10、CHO 等的载体，参与多种生物合成过程。等的载体，参与多种生物合成过程。二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第11页，共29页。(5)(5)硫胺素硫胺素硫胺素硫胺素(维生素维生素B1)B1)在体内以在体内以焦磷酸硫胺素焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP)形式形式存在存在。缺乏时表现出多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰。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。竭、四肢无力、下肢水肿。Cl-N+SCH3CH2CH2OHNNNH2H3CCH2二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第12页，共29页。(5)(5)硫胺素和焦磷酸硫胺素硫胺素和焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP
11、)焦磷酸硫胺素是脱羧酶的辅酶，它的前体是硫胺素焦磷酸硫胺素是脱羧酶的辅酶，它的前体是硫胺素(维生素维生素B1)B1)。NNNH2H3CCH2N+SCH3CH2CH2OPOOPOHOHOOHCl-功能：是催化酮酸的脱羧反功能：是催化酮酸的脱羧反应应二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第13页，共29页。(6)(6)吡哆素吡哆素吡多素吡多素(维生素维生素B6B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺)。NH3CHOCH2NH2CH2OHNH3CHOCHOCH2OH二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第14页，共29页。(6)(6)吡哆素和磷酸吡哆素吡哆素和磷酸吡哆
12、素磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。它的磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。它的NH3CHOCHOCH2OPOHOOHNH3CHOCH2NH2CH2OPOHOOH磷酸吡哆醛 磷酸吡哆胺n磷酸吡多素是转氨酶的辅酶，转氨酶通过磷酸吡多醛和磷酸吡多素是转氨酶的辅酶，转氨酶通过磷酸吡多醛和磷酸吡多胺的相互转换，起转移氨基的作用。磷酸吡多胺的相互转换，起转移氨基的作用。二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第15页，共29页。(7)(7)生物素生物素生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种B B族维生素族维生素B7B7。HNNHCOCHH2CS(CH2
13、)4COOH生物素的功能是作为生物素的功能是作为COCO2 2的递体，在生物合成中起传递和的递体，在生物合成中起传递和固定固定COCO2 2的作用。的作用。二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第16页，共29页。(8)(8)维生素维生素B B1212辅酶辅酶 维生素维生素B B1212又称为钴胺素。维生素又称为钴胺素。维生素B B1212分子分子中与中与Co+Co+相连的相连的CNCN基被基被5 5-脱氧腺苷所取脱氧腺苷所取代，形成维生素代，形成维生素B B1212辅酶。辅酶。维生素维生素B B1212辅酶的主要功能是作为变位酶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的辅酶
14、，催化底物分子内基团(主要为甲主要为甲基基)的变位反应。的变位反应。二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第17页，共29页。（9 9）硫辛酸）硫辛酸硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶。硫辛酸是硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶。硫辛酸是6,8-6,8-二硫辛酸，有两种形式，即硫辛酸（氧化型）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）和二氢硫辛酸（还原型）.SCHSCHCH2CH2CH2CH2CH2COOH二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第18页，共29页。(10)(10)辅酶辅酶Q(CoQ)Q(CoQ)辅酶辅酶Q Q又称为泛醌，广泛存在与动物和细菌的线又称为泛醌
15、，广泛存在与动物和细菌的线粒体中，其结构为：粒体中，其结构为：OOCH3OCH3OCH3(CH2CH CCH2)nHCH3n=6-10n辅酶辅酶Q Q的活性部分是它的醌环结构，主要功能是作的活性部分是它的醌环结构，主要功能是作为线粒体呼吸链氧化为线粒体呼吸链氧化-还原酶的辅酶，在酶与底物分还原酶的辅酶，在酶与底物分子之间传递电子。子之间传递电子。二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第19页，共29页。维生素维生素C C在体内参在体内参与氧化还与氧化还原反应，原反应，羟化反应。羟化反应。人体不能人体不能合成合成。CCCCCCH2OHOHOHOHHOHOOCCOOOHHOHCH2OHCCC
16、二、水溶性维生素与辅酶二、水溶性维生素与辅酶第20页，共29页。三、脂溶性维生素三、脂溶性维生素维生素维生素A,D,E,KA,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶均溶于脂类溶剂，不溶于水，在食物中通常与脂肪一起存在，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。吸收它们，需要脂肪和胆汁酸。Chapter11 Chapter11 维生素与辅酶维生素与辅酶维生素维生素A：抗夜盲、维持上皮的正常发育、促抗夜盲、维持上皮的正常发育、促进幼儿生长发育进幼儿生长发育维生素维生素D：抗佝偻病的作用抗佝偻病的作用维生素维生素E：抗氧化和抗不育的作用抗氧化和抗不育的作用维生素维生素K：凝血作用凝血作用
17、第21页，共29页。1 1，维生素，维生素A A维生素维生素A A分分A1,A2A1,A2两种，是不饱和一元醇两种，是不饱和一元醇类。维生素类。维生素A1A1又称为视黄醇，又称为视黄醇，A2A2称为脱称为脱氢视黄醇。氢视黄醇。CH2OHCH2OHA1A2三、脂溶性维生素三、脂溶性维生素第22页，共29页。2,2,维生素维生素D D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D5三、脂溶性维生素三、脂溶性维生素第23页，共29页。维生素维生素D D的结构的结构在生物体内，在
18、生物体内，D2D2和和D3D3本身不具有生物本身不具有生物活性。它们在肝脏活性。它们在肝脏和肾脏中进行羟化和肾脏中进行羟化后，形成后，形成1 1，25-25-二二羟基维生素羟基维生素D D。其中。其中1 1，25-25-二羟基维生二羟基维生素素D3D3是生物活性最是生物活性最强的。强的。HOR第24页，共29页。3 3，维生素，维生素E E又叫做生育酚，目前发现的有6种，其中，四种有生理活性。OHOR2R1R3三、脂溶性维生素三、脂溶性维生素第25页，共29页。4 4，维生素，维生素K K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。OOOOCH2CH
19、C(CH3)CH2CH25CHC(CH3)2三、脂溶性维生素三、脂溶性维生素第26页，共29页。四，四，酶分子中的金属离子酶分子中的金属离子根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：金属根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：金属酶和金属激酶。酶和金属激酶。在金属酶中在金属酶中,酶蛋白与金属离子结合紧密。如酶蛋白与金属离子结合紧密。如 FeFe2+2+/FeFe3+3+、CuCu+/Cu/Cu3 3+、ZnZn2+2+、MnMn2+2+、CoCo2 2+等。等。金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子，在酶促金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子，在酶促反应中传递电子，原子或功能团反应中传递电子，原子
20、或功能团。Chapter11 Chapter11 维生素与辅酶维生素与辅酶第27页，共29页。金属酶中的金属离子与配体金属酶中的金属离子与配体金属离子金属离子 配体配体 酶或蛋白酶或蛋白MnMn2 2+咪唑咪唑 丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶FeFe2+2+/Fe/Fe3+3+卟啉环，咪唑，卟啉环，咪唑，血红素，血红素，含硫配体含硫配体 氧化氧化-还原酶，还原酶，过氧化氢酶过氧化氢酶CuCu+/Cu/Cu2+2+咪唑，酰胺咪唑，酰胺 细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶CoCo2+2+卟啉环卟啉环 变位酶变位酶ZnZn2+2+-NH -NH3 3，咪唑，（，咪唑，（-RS-RS）2 2 碳酸酐酶，醇脱氢酶碳
21、酸酐酶，醇脱氢酶PbPb2 2+-SH d-SH d-氨基氨基-g-g-酮戊二酸脱水酶酮戊二酸脱水酶NiNi2 2+-SH -SH 尿酶尿酶第28页，共29页。金属激酶中的金属离子金属激酶中的金属离子激酶是一种磷酸化酶类，在激酶是一种磷酸化酶类，在ATPATP存在下催化葡萄糖，存在下催化葡萄糖，甘油等磷酸化。甘油等磷酸化。其中的金属离子与酶的结合一般较松散。在溶液中，其中的金属离子与酶的结合一般较松散。在溶液中，酶与这类离子结合而被激活。酶与这类离子结合而被激活。如如NaNa+、K K+、MgMg2+2+、CaCa2+2+等。金属离子对酶有一定等。金属离子对酶有一定的选择性的选择性,某种金属只对某一种或几种酶有激活作用。某种金属只对某一种或几种酶有激活作用。本节完本节完第29页，共29页。
