1、第三章第三章 维生素与辅酶维生素与辅酶 第一节第一节 概述概述第二节第二节 水溶性维生素及其辅酶水溶性维生素及其辅酶第三节第三节 脂溶性维生素脂溶性维生素第四节第四节 其他辅酶其他辅酶医学生物化学(7)1第一节第一节 概述概述一、概念及与疾病的关系一、概念及与疾病的关系 一类人体不能合成、天然食物中含量极微小而对人一类人体不能合成、天然食物中含量极微小而对人体生长和健康必需的有机化合物。体生长和健康必需的有机化合物。缺乏维生素缺乏维生素A-夜盲症，缺乏维生素夜盲症，缺乏维生素B1-脚气病，缺脚气病，缺乏维生素乏维生素C-坏血病坏血病 等等二、与辅酶的关系（二、与辅酶的关系（p.434，表，表1
2、1-1）许多维生素同时也是辅酶或与辅酶有关系，参与酶许多维生素同时也是辅酶或与辅酶有关系，参与酶的催化反应。的催化反应。维生素维生素B1：硫胺素焦磷酸（脱羧辅酶）：硫胺素焦磷酸（脱羧辅酶）TPP 维生素维生素B2：黄素腺嘌呤单核苷酸（：黄素腺嘌呤单核苷酸（FMN）和黄素腺）和黄素腺 嘌呤二核苷酸（嘌呤二核苷酸（FAD）三、分类三、分类 脂溶性维生素：维生素脂溶性维生素：维生素A、D、E、K等等 水溶性维生素：维生素水溶性维生素：维生素C、B族等族等 医学生物化学(7)2第二节第二节 水溶性维生素及其辅酶水溶性维生素及其辅酶一、维生素一、维生素B1和羟化辅酶（和羟化辅酶（TPP）抗神经炎的维生素
3、，由含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环组抗神经炎的维生素，由含硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环组成，故又称硫胺素。成，故又称硫胺素。在体内常以硫胺磷酸酯（在体内常以硫胺磷酸酯（TP）或硫胺焦磷酸酯（）或硫胺焦磷酸酯（TPP）形）形式存在：式存在：TPP就是脱羧辅酶，其功能部位在噻唑环的就是脱羧辅酶，其功能部位在噻唑环的2位碳原子上。位碳原子上。由于由于3位上位上N+的正电荷有助于的正电荷有助于C2失去质子而具负电性，故失去质子而具负电性，故C2很易很易和和-酮酸形成加成物而有利于脱羧反应（酮酸形成加成物而有利于脱羧反应（p.442，图，图11-9）。）。硫胺素硫胺素硫胺焦磷酸酯硫胺焦磷酸酯塞唑嘧啶2医学生
4、物化学(7)3A=COO-B=H+Py-CH2-=酶上基团酶上基团医学生物化学(7)4&TPP是丙酮是丙酮 酸脱氢酶、酸脱氢酶、-酮戊二酸脱氢酶的辅酶，参酮戊二酸脱氢酶的辅酶，参与丙酮酸和与丙酮酸和-酮戊二酸的氧化脱羧作用。也可作为转酮戊二酸的氧化脱羧作用。也可作为转酮醇酶的辅酶。酮醇酶的辅酶。&多数天然食物中均含有多数天然食物中均含有VB1，瘦猪肉、动物心脏、肝脏、瘦猪肉、动物心脏、肝脏、脑的含量较为丰富。脑的含量较为丰富。&由于由于VB1分子中噻唑环和嘧啶环之间的化学键作用很弱，分子中噻唑环和嘧啶环之间的化学键作用很弱，因此很易破坏。收获、加工、烹调和贮藏都可造成其因此很易破坏。收获、加工
5、、烹调和贮藏都可造成其损失。如精制稻米和谷类粉由于过渡的碾磨，而使其损失。如精制稻米和谷类粉由于过渡的碾磨，而使其中的中的VB1损失殆尽。干燥、高温也能引起损失殆尽。干燥、高温也能引起VB1的大量损的大量损失。失。&某些食物中含有抗某些食物中含有抗VB1因子。如某些生鱼或海产品，特因子。如某些生鱼或海产品，特别是鲤鱼、鲱鱼、虾中含有硫胺化酶，能裂解别是鲤鱼、鲱鱼、虾中含有硫胺化酶，能裂解VB1分子。分子。医学生物化学(7)5二、维生素二、维生素B2和黄素辅酶（和黄素辅酶（FMN和和FAD）又称核黄素（又称核黄素（riboflavin），是核糖醇和，是核糖醇和6,7-二甲基异咯嗪二甲基异咯嗪的缩
6、合物，的缩合物，1933年年Kuhn从牛奶中分离出。从牛奶中分离出。在在1位和位和10位位N之间有两个活泼的双键，易起氧化还原作用之间有两个活泼的双键，易起氧化还原作用 NNNHNH3CH3CROONHNOOHNNH3CH3CR_2H+2H氧化态氧化态还原态还原态91012345678HR=医学生物化学(7)6VB2:黄素腺嘌呤单核苷酸黄素腺嘌呤单核苷酸(FMN)黄素腺嘌呤二核苷酸黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)FMN、FAD作为多种氧化还原酶及递氢体的酶辅基，参与递作为多种氧化还原酶及递氢体的酶辅基，参与递氢作用。氢作用。NNNHNCH2H3CH3COO(CHOH)3CH2OPOO-POO-OC
7、H2ONNNNH3NOOH OHVB2AMPFMNFAD异咯嗪核糖醇维生素维生素B2是是FMN和和FAD的组成成分，的组成成分，FMN和和FAD是脱氢酶是脱氢酶的辅酶。的辅酶。医学生物化学(7)7 氧化型的氧化型的FMN或或FAD是黄色的，还原后成无色。是黄色的，还原后成无色。FMN或或FAD有强烈的黄绿色荧光，还原后荧光消失。有强烈的黄绿色荧光，还原后荧光消失。紫外吸收：氧化态吸收峰为紫外吸收：氧化态吸收峰为260nm，375nm，450nm，还原后还原后260nm还存在，但还存在，但375nm，450nm的吸收峰消失。的吸收峰消失。VB2缺乏：口角炎、唇炎、舌炎、阴囊炎、脂溢性皮炎缺乏：口
8、角炎、唇炎、舌炎、阴囊炎、脂溢性皮炎等。等。VB2广泛存在于乳类、蛋类、肉类、谷类等。广泛存在于乳类、蛋类、肉类、谷类等。VB2是啤酒是啤酒中唯一一种含量多的维生素中唯一一种含量多的维生素。加工、烹饪和储藏食物过程中加工、烹饪和储藏食物过程中VB2有不同程度的损失。有不同程度的损失。精米中大部分丢失。精米中大部分丢失。VB2对光十分敏感，牛奶中的损失对光十分敏感，牛奶中的损失大多是由于光照造成的，因此宜用深色玻璃瓶来盛装牛大多是由于光照造成的，因此宜用深色玻璃瓶来盛装牛奶。由于奶。由于VB2在碱性溶液中加热极易破坏，因而在加工在碱性溶液中加热极易破坏，因而在加工时应避免使用小苏打等碱性物质。时
9、应避免使用小苏打等碱性物质。医学生物化学(7)8三、泛酸和辅酶三、泛酸和辅酶A 又称维生素又称维生素B3，是二羟基二甲基丁酸和，是二羟基二甲基丁酸和-丙氨酸的缩合物：丙氨酸的缩合物：泛酸是辅酶泛酸是辅酶A（CoA）的组成成份。）的组成成份。CoA主要起传递酰基的作用，是各种酰化反应的辅酶。由于主要起传递酰基的作用，是各种酰化反应的辅酶。由于携带酰基的部位在携带酰基的部位在-SH基上，以巯基亲核攻击转移活化的酰基基上，以巯基亲核攻击转移活化的酰基，由此形成硫酯键，故通常以，由此形成硫酯键，故通常以CoASH表示。表示。NNNNN H3C H2N HC H2S HC OC H2C H2N HC O
10、C HCH3CC H2OPOOO-POO-OO HC H3C H2OO HOPO32-泛酸巯基乙胺AMP4磷酸泛酰巯基乙胺(ACP 酰基载体蛋白)HOCH2CCHCH3CH3OHCONHCH2CH2COOH医学生物化学(7)9医学生物化学(7)10医学生物化学(7)11泛酸，又称遍多酸，曾被称为泛酸，又称遍多酸，曾被称为VB3，1919年发年发现。泛酸广泛存在于各种食物中，故命名为现。泛酸广泛存在于各种食物中，故命名为“pantothenic acid”意为意为“无所不在无所不在”。泛酸是由泛酸是由,-二羟基二羟基-，二甲基丁酸与二甲基丁酸与-丙氨丙氨酸经肽键连接而成。酸经肽键连接而成。B3是
11、是CoA的组成成分，的组成成分，CoA是生物体内转酰基是生物体内转酰基酶的辅酶（主要作为转乙酰基酶的辅酶），参酶的辅酶（主要作为转乙酰基酶的辅酶），参与转酰基作用，为酰基载体。与转酰基作用，为酰基载体。人类食物中广泛存在泛酸，所以缺乏症很少发人类食物中广泛存在泛酸，所以缺乏症很少发生。食物加工、烹饪中损失明显。生。食物加工、烹饪中损失明显。医学生物化学(7)12四、维生素四、维生素PP和辅酶和辅酶（NAD+）、辅酶）、辅酶（NADP+）维生素维生素PP（VB5）包括烟酸和烟酰胺，含有氮杂环吡啶：）包括烟酸和烟酰胺，含有氮杂环吡啶：在生物体内主要以酰胺形在生物体内主要以酰胺形式存在，它是辅酶式存
12、在，它是辅酶I（NAD+）和辅酶和辅酶II（NADP+）的组成成）的组成成份。份。NCOOH1234 吡啶吡啶-3-羧酸羧酸 nicotinic acidNCNH2O1234 吡啶吡啶-3-酰胺酰胺 nicotinamide医学生物化学(7)13尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（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（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）OH若为OPO32-,则为NADP+OHOHOCONH2NO-POO-OCH2ONNNNNH3OHOHOPOOCH2Vpp医学生物化学(7)14v 烟酸又称尼克酸、烟酸又称尼克酸、VB5和抗瘌皮病因子。和抗瘌皮病因子。v NAD
13、+、NADP+是多种不需氧脱氢酶的辅酶，递氢、递电子是多种不需氧脱氢酶的辅酶，递氢、递电子作用。传递作用。传递H的作用如：的作用如：NR+CONH2NRCONH2HH+2H+2H+H+2e-2ev人体缺乏烟酸易引起癞皮病。其典型症状是皮炎、腹泻和人体缺乏烟酸易引起癞皮病。其典型症状是皮炎、腹泻和痴呆，又称痴呆，又称“三三D”症状。症状。v动物肝脏、瘦肉、豆类及花生中含有丰富的烟酸。动物肝脏、瘦肉、豆类及花生中含有丰富的烟酸。v辅酶辅酶I常和产生能量的分解反应有关：常和产生能量的分解反应有关：NAD+从代谢物上得从代谢物上得到到H后，再传递给后，再传递给FMN或或FAD，然后逐步传递给氧，并在然
14、后逐步传递给氧，并在此过程中产生氧化磷酸化（此过程中产生氧化磷酸化（ATP）；）；辅酶辅酶II常和还原性合常和还原性合成反应有关：成反应有关：NADP+从代谢物上得到从代谢物上得到H后，再去还原另一后，再去还原另一个代谢物。个代谢物。4医学生物化学(7)15五、维生素五、维生素B6和磷酸吡哆胺和磷酸吡哆胺 维生素维生素B6包括：吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。生包括：吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺。生物体内以磷酸酯形式存在，参加代谢作用的主要是物体内以磷酸酯形式存在，参加代谢作用的主要是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。医学生物化学(7)161、转氨作用：在氨基酸的转氨反应中，通过重排、转氨作用
15、：在氨基酸的转氨反应中，通过重排方式进行转氨。方式进行转氨。2、脱羧作用：促使氨基酸释放、脱羧作用：促使氨基酸释放CO2，转变成相应，转变成相应的胺（的胺（p.450，图，图11-22）。）。医学生物化学(7)17六、叶酸和叶酸辅酶六、叶酸和叶酸辅酶 叶酸结构：叶酸结构：医学生物化学(7)18在体内叶酸加在体内叶酸加H还原成二氢叶酸和四氢叶酸：还原成二氢叶酸和四氢叶酸：医学生物化学(7)19叶酸:四氢叶酸NNNNCH2NHCOOHH2NNH CHCH2COOHCH2COOHHH 喋呤PABA（对氨基苯甲酸）Glu 四氢叶酸就是辅酶四氢叶酸就是辅酶F，它是转移一碳单位（如甲，它是转移一碳单位（如
16、甲酰基、羟甲基等）的辅酶。转移酰基、羟甲基等）的辅酶。转移C1的反应位置在的反应位置在N5和和N10之间（之间（p.457，图，图11-31,32）。）。1105医学生物化学(7)20医学生物化学(7)21v在菠菜中发现，广泛存在于各种绿叶蔬菜中，在菠菜中发现，广泛存在于各种绿叶蔬菜中，1941年年Mitchell将之称为叶酸。将之称为叶酸。v四氢叶酸为一碳单位转移酶的辅酶，参与嘌呤、四氢叶酸为一碳单位转移酶的辅酶，参与嘌呤、dTMP和蛋氨酸的合成。和蛋氨酸的合成。v人体缺乏叶酸会引起巨红细胞贫血。人体缺乏叶酸会引起巨红细胞贫血。v不同食物中叶酸的利用率不同。香蕉最高达不同食物中叶酸的利用率不
17、同。香蕉最高达82%。高温、长时间烹饪会照成叶酸的大量损。高温、长时间烹饪会照成叶酸的大量损失。失。医学生物化学(7)22七、维生素七、维生素C（p365）又称抗坏血酸（又称抗坏血酸（ascorbic acid），是一种不饱，是一种不饱和的多羟化合物，以内酯形式存在：和的多羟化合物，以内酯形式存在：OOHOOHCCH2OHHOH1234CCOHOCHOCCCH2OHHHOHO或或医学生物化学(7)23 在体内参与氧化还原反应，来回传递在体内参与氧化还原反应，来回传递H，是植物，是植物呼吸系统的基础。呼吸系统的基础。医学生物化学(7)24功能功能 （1 1）参与体内的氧化一还原反应）参与体内的氧
18、化一还原反应 （2 2）维生素）维生素C C是羟化酶的辅酶，参与体内的多种是羟化酶的辅酶，参与体内的多种羟化作用。如促进胶原蛋白和粘多糖的合成羟化作用。如促进胶原蛋白和粘多糖的合成 ，维持细胞间质的完整，促进伤口愈合。缺乏维生维持细胞间质的完整，促进伤口愈合。缺乏维生素素C C引起毛细血管出血，造成坏血病。引起毛细血管出血，造成坏血病。（3 3）在某些代谢中起作用）在某些代谢中起作用 （4 4）解毒作用）解毒作用 （5 5）增强机体抗病力）增强机体抗病力 医学生物化学(7)25八、生物素八、生物素N HCH NOH CC HH2CC H(C H2)4C O O HSv生物素，又称为生物素，又称
19、为V VH H或或V VB7B7。是附有一个噻吩环的是附有一个噻吩环的尿素衍生物。尿素衍生物。v生物素为羧化酶的辅酶，生物素为羧化酶的辅酶，COCO2 2的载体的载体.v生蛋清中含有一种抗生物素蛋白，可与生物素生蛋清中含有一种抗生物素蛋白，可与生物素紧密结合，使之失去活性，并抑制它在小肠的紧密结合，使之失去活性，并抑制它在小肠的吸收。加热可使这种抗生物素蛋白失活。吸收。加热可使这种抗生物素蛋白失活。医学生物化学(7)26医学生物化学(7)27九、维生素九、维生素B B1212（氰钴胺素（氰钴胺素cyanocobalamincyanocobalamin）（1 1）结构）结构 B B1212的咕啉
20、核心的咕啉核心医学生物化学(7)28二甲基苯并咪唑二甲基苯并咪唑核苷酸核苷酸氨基异丙醇氨基异丙醇氰钴胺素氰钴胺素cyanocobalamin医学生物化学(7)29（2 2）功能）功能 主要的辅酶形式主要的辅酶形式是是55脱氧腺苷钴脱氧腺苷钴胺素胺素 另一种辅酶形另一种辅酶形式是甲基钴胺素式是甲基钴胺素 医学生物化学(7)30B B1212辅酶的功能辅酶的功能 分子内重排分子内重排 核苷酸还原成脱氧核苷酸（在某些细菌中）核苷酸还原成脱氧核苷酸（在某些细菌中）医学生物化学(7)31 甲基转移甲基转移 B12还可促使红血球的生成和成熟，缺乏还可促使红血球的生成和成熟，缺乏B12得恶性贫血。得恶性贫血
21、。医学生物化学(7)32第二节第二节 脂溶性维生素脂溶性维生素一、维生素一、维生素A和胡萝卜素和胡萝卜素 维生素维生素A又称视黄醇，有又称视黄醇，有A1和和A2两种。两种。一个一个-胡萝卜素分子可转化为两个分子的维生素胡萝卜素分子可转化为两个分子的维生素A。功能：功能：（1）维持上皮组织的正常结构和功能）维持上皮组织的正常结构和功能 （2）维持正常视觉（明视觉和暗视党）维持正常视觉（明视觉和暗视党）医学生物化学(7)33维生素维生素A原（原（-胡罗卜素）胡罗卜素）医学生物化学(7)34暗视觉的生化基础暗视觉的生化基础 暗视觉中的感光物质暗视觉中的感光物质视紫红质视紫红质杆状细胞中含有感光物质杆
22、状细胞中含有感光物质视紫红质视紫红质视紫红质视紫红质 弱光弱光视蛋白视蛋白+视黄醛视黄醛 VitA（末端（末端OH）醇脱氢酶醇脱氢酶 视黄醛视黄醛（末端（末端CHO）视紫红质中的视黄醛是视紫红质中的视黄醛是11-顺视黄醛：顺视黄醛：H3CCH3CH3H3C123456CH3789101112COH131415医学生物化学(7)35 11-顺视黄醛与视蛋白以顺视黄醛与视蛋白以schiff base结合结合 H3CCH3CH3H3CCH3CNHSchiff 碱碱视紫红质视紫红质视蛋白视蛋白医学生物化学(7)36 视循环视循环 视紫红质（11-顺视黄醛-视蛋白）异构酶全反视黄醛+视蛋白醇脱氢酶全反视
23、黄醇11-顺视黄醇视蛋白+11-顺视黄醛暗光NADH+H+NAD+（11-顺维生素A）异构酶（全反维生素A）醇脱氢酶NADH+H+NAD+医学生物化学(7)37（二）维生素（二）维生素D族族 1结构结构 维生素维生素D和和D原都是类固醇化合物，其母核为环戊烷多氢菲。原都是类固醇化合物，其母核为环戊烷多氢菲。维生素维生素D的通式的通式 H2CHOCH3R123456789101112131415161718医学生物化学(7)38食物食物25-羟胆钙化醇羟胆钙化醇 1,25-二羟胆钙化醇二羟胆钙化醇 胆钙化醇（维生素胆钙化醇（维生素D3）肝肝羟化羟化肾肾羟化羟化医学生物化学(7)39医学生物化学(
24、7)402功能功能（1）维生素维生素D的主要功能是调节钙、磷代谢，可促使小肠的主要功能是调节钙、磷代谢，可促使小肠 吸收钙，使血钙浓度增加，也可促使小肠吸收磷，使吸收钙，使血钙浓度增加，也可促使小肠吸收磷，使 血磷浓度升高。血磷浓度升高。Ca2+Ca2+Ca2+细细胞胞核核小小肠肠粘粘膜膜细细胞胞Ca2+血血液液钙结合蛋白钙结合蛋白（2）有助于血液凝固）有助于血液凝固（3）降低神经兴奋的作用）降低神经兴奋的作用 医学生物化学(7)41DNA mRNAVit DVit D 受体蛋白受体蛋白小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞医学生物化学(7)42（三）维生素（三）维生素E族（又称生育酚、育酚）族（又称生育酚
25、、育酚）1结构结构 6-羟苯骈二氢吡喃衍生物羟苯骈二氢吡喃衍生物 OCH3CH3HOH3CCH2CH3CH2CH2CHCH3CH2H3-Tocopherol12345678医学生物化学(7)432性质性质 维生素维生素E对氧十分敏感，极易被氧化而保护其对氧十分敏感，极易被氧化而保护其他物质不被氧化，是动物和人体中最有效的抗氧他物质不被氧化，是动物和人体中最有效的抗氧化剂。化剂。3功能功能（1）抗不育）抗不育（2）保护肌肉）保护肌肉（3）维持红细胞的正常形态和功能）维持红细胞的正常形态和功能 医学生物化学(7)44（四）维生素（四）维生素K族族 维生素维生素K族有族有K1、K2、K3、K4。K1
26、、K2是天然存在的。是天然存在的。K3、K4是人工合成的。是人工合成的。1结构结构 OOCH3R2-甲基甲基-1,4萘醌的衍生物萘醌的衍生物 1234医学生物化学(7)45医学生物化学(7)462功能功能 促进血液凝固，所以维生素促进血液凝固，所以维生素K也称凝血维生素。也称凝血维生素。凝凝血血酶酶原原激激酶酶原原凝凝血血酶酶原原激激酶酶凝凝血血酶酶原原凝凝血血酶酶血血纤纤维维蛋蛋白白原原血血纤纤维维蛋蛋白白血血小小板板血血小小板板因因子子Ca2+Ca2+(凝凝固固 )Vit K促促使使肝肝脏脏合合成成医学生物化学(7)47尿激酶原尿激酶原 血纤维蛋白溶酶原血纤维蛋白溶酶原 降解物降解物（血栓
27、溶解）（血栓溶解）尿激酶尿激酶血纤维蛋白溶酶血纤维蛋白溶酶血纤维蛋白血纤维蛋白vitK的作用是促使肝脏合成凝血酶原的作用是促使肝脏合成凝血酶原 另外，其它凝血因子另外，其它凝血因子7、9、10的合成也依赖于的合成也依赖于vitK 医学生物化学(7)48一、硫辛酸一、硫辛酸 含硫的八碳酸，在含硫的八碳酸，在6，8位上有二硫键相连，以氧化型和还位上有二硫键相连，以氧化型和还原型存在：原型存在：为硫辛酰胺转乙酰酶和二氢硫酰胺脱氢酶的辅酶，起转运为硫辛酰胺转乙酰酶和二氢硫酰胺脱氢酶的辅酶，起转运酰基和酰基和H的作用，与糖代谢有关。的作用，与糖代谢有关。功能基团是功能基团是-SH。第三节第三节 其他辅酶其他辅酶CH2CH2CHSCH2)4COOHS(SHCH2CH2CHSCH2)4COOHH+2H-2H医学生物化学(7)49二、泛醌二、泛醌 又称辅酶又称辅酶Q，在生物体内参与氧化还原作用。，在生物体内参与氧化还原作用。与辅酶与辅酶I、黄素蛋白、细胞色素一起构成呼吸链。、黄素蛋白、细胞色素一起构成呼吸链。结构结构:OOCH3CH2CHH3COH3COCCH2CH3nHn=610，微生物，微生物n=6，动物组织，动物组织n=10。功能功能:传递氢或电子传递氢或电子医学生物化学(7)50
