1、维生素生物化学维生素生物化学第1页/共56页第2页/共56页 维生素的定义及作用P463 表11-6 重要维生素的生理功能、来源及缺乏症第3页/共56页 维生素的分类第4页/共56页 二、维生素B1和TPPNCCH3HCCCH2CH2OHSCl维生素B1由一含S的噻唑环和一含NH2的嘧啶环组成，又称硫胺素（Thiamine），是抗神经炎维生素。1245NH2HCl3HCCH2124PP硫胺素焦磷酸（TPP）硫胺素+ATP Mg2+硫胺素激酶TPP+AMP第5页/共56页 主 要 功 能:1.以辅酶方式参加糖的分解代谢。TPP是脱羧酶、转酮酶、磷酸酮糖酶的辅酶（羰基碳的合成与裂解,如丙酮酸脱羧酶
2、）。功能部位在噻唑环的C2上。(P442图119，1110)2.能抑制胆碱酯酶的活性，减少乙酰胆碱的水解,促进肠胃蠕动，增加消化液的分泌，因而能促进食欲，促进年幼动物的发育。3.促进糖代谢，为心血管和神经活动提供能量，保护神经系统。第6页/共56页维生素B1盐酸盐为无色结晶，易溶于水，在酸性溶液中稳定，在中性和碱性溶液中易被氧化，耐热，在普通烹调条件下损失不大。酵母中含维生素B1最多，五谷类多集中在胚芽及种子外皮中。瘦肉、肝脏、核果和蛋类的含量也较多。性 质 和 来 源：第7页/共56页 维生素B1严重缺乏而引起的多发性神经炎，患者的周围神经末梢及臂神经丛均有发炎和退化现象。同时因丙酮酸脱羧作
3、用受阻，组织和血液中丙酮酸量大增，糖分解代谢受阻。缺乏维生素B1中枢神经系统也同样受害。因为神经系统（特别是大脑）所需的能量，基本由血糖氧化供给，当糖代谢受阻时，神经组织也就发生反常现象。缺 乏 症：1.脚气病2.中枢神经和肠胃患糖代谢失常第8页/共56页 三、维生素B2和黄素辅酶维生素B2又称核黄素（riboflavin），是一种核糖醇与7，8二甲基异咯嗪的缩合物，在自然界多与蛋白质结合成黄素蛋白。H2CCCCCHOHOHOHOHHHHH12345NNNCCONHOCH3CH3123468910 5核糖醇基异咯嗪基第9页/共56页H2CCCCCH2OHOHOHOHHHHNNNCCONHOCH
4、3CH3-OP=OOO-FMN，黄素单核苷酸FAD，黄素腺嘌呤二核苷酸VB2+ATP FMN+ADP FMN+ATP FAD+PPiO H2COHOH12345NNNNHHH9-OP=O ONH2第10页/共56页VB2作为递氢辅基，转移电子和质子，参与生物氧化作用功能基团是异咯嗪。如：脱氢酶、双加氧酶、单加氧酶、氧化酶等。（P446表112）第11页/共56页核黄素在牛奶、谷物和肝脏中最丰富。膳食中长期缺乏维生素B2，眼角膜和口角血管增生，引起白内障、眼角膜炎、舌炎和阴囊炎等。维生素B2为橘黄色的针状晶体，味苦，微溶于水，极易溶于碱性溶液，对光和碱不稳定。核黄素的氧化形式FAD和FMN在44
5、5450nm波长范围内都有吸收，显黄色，但FADH2和FMNH2却是无色的，因为当它们被还原后，异咯嗪的共轭双键系统消失了。性 质 和 来 源：第12页/共56页 四、泛酸（维生素B3）和辅酶An 维生素B3（泛酸）是由，-二羟基-,-二甲基丁酸和一分子-丙氨酸缩合而成。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2COHOHOn 泛酸的生物功能是以辅酶A（CoA）及酰基载体蛋白（ACP）形式参加代谢，是参与酰基转移反应的最重要的辅酶，可转移的代谢基团包括一些简单羧酸和脂肪酸。（P447图1116）第13页/共56页CH2-CCC-N-CH2-CH2-COOHH3CH3COHHOHOH,-二
6、羟-,-二甲基丁酸-丙氨酸NH-CH2-CH2-SH巯基乙胺O OH2COOH12345NNNNHH9P-OOP O-OOP-OOO-NH2 辅酶A（CoASH）CH3CSCoA O第14页/共56页泛酸为淡黄色粘性油状物，溶于水和醋酸，不溶于氯仿和苯，在中性溶液中对湿热、氧化和还原都稳定。一般膳食的泛酸含量丰富，在蜂王浆中含量最多。大白鼠缺乏泛酸，毛发变灰白，并自行脱落，毛与皮的色素形成与泛酸有关。性 质 和 来 源：第15页/共56页 五、维生素PP和辅酶、辅酶维生素PP称抗癞皮病维生素或维生素B5，包括尼克酸（烟酸）和尼克酰胺（烟酰胺），是吡啶衍生物。NCOOH 尼克酸NCONH2 尼克
7、酰胺131345第16页/共56页NCONH2O OH2COHOHNNNNHH9P-OONH2O H2COHOHOP=O-OO +尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）P尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate，NADP+）Nicotinic acid+PRPP+ATPNAD+NAD+ATP NADP+PPi第17页/共56页 功 能：1.以NAD+（辅酶I）或NADP+（辅酶II）形式作为脱氢酶的辅酶而起到递氢体的作用，是将底物中的二个电子和一个质子以H形
8、式转移到的吡啶环C-4上，如乳酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、异柠檬酸脱氢酶、醛脱氢酶、二氢类固醇脱氢酶、二氢叶酸还原酶等(P445)。NCONH2R+H+2eNCONH2RHH+4-H 2eNAD(P)+2H-2HNAD(P)H+H+第18页/共56页2.维持神经组织的健康。3.促进微生物生长。4.尼克酸可使血管扩张，使皮肤发赤发痒，尼克酰胺无此作用。大剂量尼克酸有降低血浆胆固醇和脂肪的作用。膳食中长期缺乏维生素PP所引起的疾病为对称性皮炎，又叫癞皮病，主要症状为对称性皮炎，患者的中枢及交感神经系统、皮肤、胃、肠等皆受不良影响。以玉米为主食易患缺乏症（玉米中Trp贫乏）。尼克酸及尼克酰胺为无色晶体，
9、熔点高，是维生素中较稳定的，不被光、空气及热破坏。溶于水及酒精。酵母、肝脏、牛奶、花生、黄豆等含量较多。在体内可由色氨酸转变而来。动物肠道菌可合成。抗结核药异烟肼的结构与其相似，二者有拮抗作用。性 质 和 来 源：第19页/共56页 六、维生素B6和磷酸吡哆醛维生素B6又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺，属吡啶衍生物。NCH2OHCH2OHHOH3C 吡哆醇NCH2OHCHOHOH3C 吡哆醛NCH2OHCH2NH2HOH3C 吡哆胺第20页/共56页NCH2OCHOHOH3CP（磷酸吡哆醛，PLP）吡哆醇吡哆醇氧化酶吡哆醛吡哆胺吡哆胺转氨酶ATPADP磷酸吡哆醇磷酸吡哆醇 氧化酶磷酸吡哆
10、醛磷酸吡哆胺转氨酶磷酸吡哆胺ATPADP激酶ATPADP第21页/共56页 功 能：作为辅酶参加多种代谢反应，包括氨基酸的脱羧、转氨、氨基酸内消旋、脱硫和脱水等。PLP是-氨基-酮戊酸合酶（ALA合酶）的辅酶。在需要PLP的酶中，PLP与酶活性部位的赖氨酸残基的-氨基结合形成Schiff碱（醛亚胺）。（P450图1123）第22页/共56页第23页/共56页吡哆素为无色晶体，易溶于水及乙醇，在酸液中稳定，在碱液中易被破坏，对光不稳定，吡哆醇耐热，吡哆醛和吡哆胺不耐高温。VB6分布在肝、肾、肌肉、米糠、酵母中。人体很少缺乏。若缺乏可导致皮肤、中枢神经系统和造血机构的损害。性质和来源：第24页/共
11、56页 七、生物素和羧化辅酶生物素（维生素B7，维生素H）为含硫维生素，其结构可视为由尿素与硫戊烷环或噻吩环与咪唑环结合而成，并有一个C5酸支链。HNNHCO尿素部分HCCHH2CCHS硫戊烷环部分(CH2)4COOHC5酸根部分 生物素尿素环上的一个N可与CO2结合第25页/共56页生物素通过酰胺键与酶活性部位中的赖氨酸残基-氨基共价连接,即生物胞素基。第26页/共56页生物素主要作为催化羧基转移反应和依赖ATP的羧化反应的酶的辅助因子，在CO2固定反应中起重要作用。如丙酮酸羧化酶。其功能部位是生物素环上的N1结合成酶蛋白生物素CO2。功 能：第27页/共56页生物素是细长针状的晶体，熔点2
12、32，耐热和耐酸、碱，微溶于水。分布广泛，酵母、肝、肾、蛋黄、蔬菜、谷物等均含有。人体一般不会发生生物素缺乏。大量食用生鸡蛋清可引起生物素缺乏，长期服用抗生素可造成生物素缺乏。缺少时可导致皮炎、肌肉疼痛、感觉过敏、怠倦、厌食、轻度贫血等。性质和来源：第28页/共56页 八、叶酸和四氢叶酸叶酸即维生素B11，由蝶呤啶、对氨基苯甲酸与L-谷氨酸连接而成。第29页/共56页叶酸为鲜黄色物质，微溶于水，在水溶液中易被光破坏。分布于植物叶、酵母、肝、肾等。叶酸被还原成四氢叶酸（FH4或THF）。四氢叶酸的N5 和N10位可与多种一碳单位结合作为它们的载体，是转一碳基团酶系的辅酶。如-CH3,-CH2-,
13、-CHO 等的载体，参与核苷酸、氨基酸等生物合成过程。（P457）叶酸缺乏时，红细胞的发育受到影响，造成巨红细胞性贫血症。功 能：性 质 和 来 源：第30页/共56页第31页/共56页 九、维生素B12和脱氧腺苷钴胺素维生素B12 又称氰钴胺素，是含三价钴的多环系化合物，由一个咕啉核和一个拟核苷酸构成，是具有控制恶性贫血效果的红色晶体物质。第32页/共56页维生素B12 是通过两种不稳定的辅酶形式5脱氧腺苷酰钴胺素和甲基钴胺素发挥作用的（p452图1124）。5脱氧腺苷酰钴胺素参与构成多种变位酶的辅酶（分子内重排），甲基钴胺素则是甲基转移酶的辅酶，与胆碱等的合成有关。维持SH的还原型状态；促
14、进核酸和蛋白质的生物合成；维持造血机构的正常运转。功 能：第33页/共56页第34页/共56页 缺 乏 症：1.儿童及幼龄动物发育不良，消化道上皮组织细胞失常。2.造血器官功能失常，不能正常产生红血细胞，导致恶性贫血。3.髓磷脂的生物合成减少，引起神经系统的损害，表现症状为手足麻木、刺痛、体位不易维持平衡、肌肉动作不协调、忧郁易怒、思想迟缓和健忘等。维生素B12为深红色晶体，熔点甚高，溶于水、乙醇和丙酮，不溶于氯仿。晶体及水溶液都相当稳定，但酸、碱、日光、氧化和还原都使之破坏。广泛来源于动物性食品，人和动物的肠道细菌也能合成。性质和来源：第35页/共56页 十、维生素C维生素C是酸性的己糖衍生
15、物，为烯醇式己糖酸内酯，L-型有生理功效，能防治坏血病，又称抗坏血酸。O=CCOHCOHHCHOCH CH2OHOO=CC=OC=OHCHOCH CH2OHO-2H+2H 还原型 氧化型第36页/共56页抗坏血酸为无色晶体，味酸，溶于水及乙醇。不耐热，易被光及空气氧化。可还原2，6-二氯靛酚，可与2，4-二硝基苯肼结合成有色的腙。功 能：2.促进各种支持组织及细胞间粘合物的形成。1.对生物氧化有重要作用。是氧化还原酶的辅酶，可保护巯基，参与羟化反应。新鲜水果和蔬菜含量丰富，如橙子、番茄、辣椒、鲜枣、猕猴桃等。缺乏时导致坏血病，毛细血管易出血和齿、骨发育不全或退化。性质和来源：第37页/共56页
16、 十一、维生素A维生素A是不饱和一元醇，包括-白芷酮环、两个异戊二烯单位和一个伯醇基。包括A1（视黄醇）和 A2（3-脱氢视黄醇）两种。在高等植物和动物中普遍存在的-胡萝卜素可转变为维生素A。(p436)CH2OH视黄醇3-脱氢视黄醇第38页/共56页第39页/共56页维生素A1一般为黄色粘性油体，可结晶为黄色三棱晶体。维生素A不溶于水，而溶于油脂和乙醇，易氧化，在无氧条件下，相当耐热。易被紫外光所破坏。维生素A只存在于动物性食物中，A1主要存在于咸水鱼的肝脏；A2主要存在于淡水鱼肝脏。在高等植物和动物中普遍存在维生素A原（色素）。性质和来源：功 能：维生素A主要功能为维持上皮组织的健康及正常
17、视觉；促进年幼动物生长，有助于动物生殖和泌乳。第40页/共56页 缺 乏 症：1.上皮组织结构改变，呈角质化。长期缺乏维生素A都会导致泪腺分泌障碍产生干眼病（眼结膜炎）。动物缺乏维生素A，生殖和泌乳也不正常，易发生流产和缺奶。2.视紫红质不足，对暗光适应能力减弱，发生夜盲症。3.引起代谢失调，如某些器官的DNA含量减少，粘多糖（硫酸软骨素）的生物合成也受阻碍。维生素A较易被正常肠道吸收，但不直接随尿排泄，因而摄取过量是有害的。第41页/共56页 十二、维生素D维生素D是固醇类衍生物，已确知有4种，即维生素D2、D3、D4、D5，其中D2（麦角钙化醇）和D3（胆钙化醇）较为重要。具有抗佝偻病作用
18、，又称抗佝偻病维生素。HOR1317108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第42页/共56页 在生物体内，D2和D3本身不具有生物活性。它们在肝脏和肾脏中进行羟化后，形成1，25-二羟基维生素D。其中1，25-二羟基维生素D3是生物活性最强的。P437图11-3第43页/共56页维生素D摄食不足，不能维持钙的平衡，儿童骨骼发育不良，产生佝偻病。成人则产生骨骼脱钙作用，严重时导致骨质疏松症及软骨病。机体只能从胆汁排出过多的维生素D，维生素D如摄食过量则会中毒，乏力、疲倦、恶心、头痛、腹泻等，较严重时引起软组织的钙化，导致重大病患。只在
19、动物体内含有维生素D，鱼肝油中含量最丰富。动、植物组织中含有能转化为维生素D的固醇类物质，经紫外光照射可转变为维生素D。维生素D为无色晶体，不溶于水而溶于油脂及脂溶剂，相当稳定，不易被酸、碱或氧化破坏。性 质 和 来 源：第44页/共56页 十三、维生素E维生素E又称生育酚或抗不育维生素，是苯骈二氢吡喃衍生物。已知有8种，其中4种（、-生育酚）较为重要。OHOR2R1R3主要功能是作为氧和自由基的清除剂，可以防止生物膜中的脂肪酸受损伤。第45页/共56页维生素E为淡黄色无嗅无味油状物，不溶于水而溶于油脂。不易被酸、碱和热破坏，极易被氧化。易被紫外光破坏。在259nm有吸收峰。VE存在于植物油、
20、豆类等。动物组织的维生素E都是从食物中取得的。缺乏症：1.生殖系统的上皮细胞毁坏，雄性睾丸退化，不产生精子，雌性流产或胎儿被溶化吸收。2.血胆固醇水平增高，红细胞破坏，发生贫血。性质和来源：第46页/共56页 十四、维生素K维生素K是一类能促进血液凝固的萘醌衍生物，有K1、K2、K3三种，K1、K2为天然产物，K3为人工合成品。OOOOCH2CHC(CH3)CH2CH25CHC(CH3)2维生素K1维生素K2第47页/共56页大剂量维生素K可引起动物贫血、脾肿大和肝肾伤害。对皮肤和呼吸道有强烈刺激，有时还引起溶血。维生素K1为黄色油状物。维生素K2为黄色晶体。溶于油脂及有机溶剂，如乙醚、丙酮等
21、，耐热，但易被光破坏。绿叶蔬菜及肝脏、鱼肉含量丰富。维生素K的主要作用是促进肝脏合成凝血酶原，维持凝血因子的含量，促进血液凝固。动物缺乏维生素K，血凝时间延长。有维生素K缺乏病状的人，必伴有其他生理功能不正常的情况，如胆管阻塞，或因肠道疾病妨碍维生素K的吸收。新生婴儿易因维生素K的缺乏而出血，应当在出身前增加母体的维生素K含量。功 能：性质和来源：第48页/共56页SCHSCHCH2CH2CH2CH2CH2COOH 硫辛酸硫辛酸是少数不属于维生素的辅基，是6,8-二硫辛酸，其羧基通过酰胺键共价地与一个赖氨酸残基的-氨基结合。有两种形式，即硫辛酰胺（氧化型）和二氢硫辛酰胺（还原型）.第49页/共
22、56页第50页/共56页硫辛酸是丙酮酸脱氢酶复合物和-酮戊二酸脱氢酶复合物的蛋白成分，可以临时载有酰基如：丙酮酸的乙酰基，-酮戊二酸的琥珀酰基。（p460图1135）第51页/共56页OOCH3OCH3OCH3(CH2CH CCH2)nHCH3n=6-10 辅酶Q(CoQ)辅酶Q又称为泛醌，广泛存在与动物和细菌的线粒体中，其结构为：n辅酶Q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-还原酶的辅酶，在酶与底物分子之间传递电子。第52页/共56页第53页/共56页1、请指出与下列生理功能相对应的脂溶性维生素：（1）调节钙磷代谢，维持正常血钙、血磷浓度；（2）促进肝脏合成凝血酶原，促进凝血；（3）维持上皮组织正常功能，与暗视觉有关（4）抗氧化剂，与动物生殖功能有关。2、指出下列各种情况下，应补充哪种（些）维生素？（1）多食糖类化合物；（2）多食肉类化合物；（3）以玉米为主食；（4）长期口服抗生素；（5）长期服用雷米封的肺结核病人；（6）嗜食生鸡蛋清的人本 章 要 点第54页/共56页第55页/共56页
