第五章 维生素与辅酶

CH2OH
或
HO
H C HO C H
HO
Ascorbic acid ( vitamin C )
CH2OH
2．性质
3．功能
（1）参与体内的氧化一还原反应 （2）维生素C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 ，维持细胞间质的完 整，促进伤口愈合。缺乏维生素C引起毛细血管出血， 造成坏血病。 （3）在某些代谢中起作用 （4）解毒作用 （5）增强机体抗病力
辅酶，参与递氢。
H
4 3
H
4
CONH2 ＋ 2H － 2H
CONH2
3
N R
+
1 2
＋H
+
1 2
N R
Ox型
Red型
Ox型
NAD+ (NAD)
Red型
NADH + H+ (NADH2)
NADP+
(NADP)
NADPH + H+
(NADPH2)
5．维生素B6（吡哆素）
（1）结构
CHO HO CH2
脂溶性维生素总结
三、水溶性维生素和辅酶
（一）B族维生素
1．维生素B1（硫胺素thiamine） （1）结构
硫胺素+ATP → TPP+AMP
（2）Biblioteka Baidu能
① B1的辅酶形式TPP，是丙酮酸脱羧酶和α-酮 戊二酸脱羧酶的辅酶，参与α-酮酸的氧化脱 羧。另外还是转酮酶的辅酶，参与糖代谢。
② 促进年幼动物的生长发育
异构酶 全反视黄醇 （全反维生素A）
（二）维生素D族
1．结构
维生素D和D原都是类固醇化合物，其母核为环戊烷多氢菲。 维生素D的通式
18 12
CH3
13 17
R
16 15
H2C
2 3 1 5 4 10
11 9 8
14 7
HO
6
食物
胆钙化醇（维生素D3）
肝
羟化
25-羟胆钙化醇
肾 羟化
1,25-二羟胆钙化醇
（1）结构
CH3 HO CH2 C CH C O NH CH2 CH2 C O OH
CH3 OH
（2）功能
B3是CoA的组成成 分，CoA是生物体内转 酰基酶的辅酶（主要作 为转乙酰基酶的辅酶）， 参与转酰基作用。
4．维生素B5（也称维生素pp、抗癞皮病维生素或 烟酰胺nicotinamide） （1）结构
第五章 维生素与辅酶
主要介绍各种维生素的结构、性质 和功能，维生素与辅酶的关系。
一、维生素的概念和类别
（一）维生素的概念
维生素是参与生物生长发育和代谢所 必需的一类微量有机物质。
（二）分类
脂溶性维生素：A、D、E、K
维生素 水溶性维生素：B族（B1、B2、B3、B5、 B6、B7、B11、B12） 和维生素C
Red型 硫辛酸（6,8-二硫辛酸）
功能: 在机体代谢中，作为酰基载体。 功能基团是-SH。
H3C CH3 CH3
Schiff 碱
CH3 H3C CH N
视紫红质
视蛋白
③ 视循环
视紫红质 （11-顺视黄醛-视蛋白）
光
暗
异构酶
视蛋白 + 11-顺视黄醛 NADH + H+ 醇脱氢酶 NAD +
全反视黄醛 + 视蛋白 NADH + H+ 醇脱氢酶 NAD +
11-顺视黄醇 （11-顺维生素A）
（三）维生素E族（又称生育酚、育酚）
1．结构
6-羟苯骈二氢吡喃衍生物
CH3 HO
6 7 5 4 3 8 1 2
CH3 CH2 CH3 CH2 CH2 CH CH2
3
H3C
O
H
CH3
α-Tocopherol
2．性质
维生素E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 化剂。
三、其它的辅酶
（一） CoQ(泛醌) 结构:
O CH3 CH3
H3CO H3CO O
CH2CH
C
CH2 H
n
n=6~10，微生物n=6，动物组织n=10。
功能: 传递氢或电子
（二）硫辛酸
H2 C H2C S S CH (CH2)4 COOH
Ox型
H2 C H 2C SH CH SH (CH2)4 COOH
③ 保护神经系统
2．维生素B2（核黄素riboflavin）
（1）结构
OH CH2 CH H 3C H 3C N N O N O NH OH CH OH CH CH2OH
（2）功能
在生物体内，维生素B2以黄素单核苷酸(FMN)
和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)的形式存在 ，FMN和 FAD是脱氢酶的辅基。
促 使 肝 脏 合 成
血小板
凝血酶原激酶原
血小板因子 Ca
2+
凝血酶原激酶
凝血酶原
Ca
2+
凝血酶
血纤维蛋白原
血纤维蛋白 ( 凝固 )
vitK的作用是促使肝脏合成凝血酶原 另外，其它凝血因子7、9、10的合成也依赖于vitK
尿激酶原
尿激酶
血纤维蛋白溶酶原
血纤维蛋白溶酶 降解物 （血栓溶解）
血纤维蛋白
3．功能
（1）抗不育 （2）保护肌肉 （3）维持红细胞的正常形态和功能
（四）维生素K族
维生素K族有K1、K2、K3、K4 。
K1、K2是天然存在的。 K3、K4是人工合成的。
1．结构
O
1 4
CH3
2 3
2-甲基-1,4萘醌的衍生物
R
O
2．功能
促进血液凝固，所以维生素K也称凝血维生素。 Vit K
（3）性质
① 氧化型的FMN或FAD是黄色的，还原后成无色。 ② FMN或FAD有强烈的黄绿色荧光，还原后荧光消失。 ③ 紫外吸收 氧化态吸收峰为260nm，375nm，450nm，还原 后260nm还存在，但375nm，450nm的吸收峰消 失。
3．维生素B3（泛酸，遍多酸pantothenic acid）
另一种辅酶形式
是甲基钴胺素
B12辅酶的功能
① 分子内重排
② 核苷酸还原成脱氧核苷酸（在某些细菌中）
③ 甲基转移
B12还可促使红血球的生成和成熟，缺乏B12得恶性贫血。
B族维生素总结
（二）维生素C（抗坏血酸 ascorbic acid）
1．结构
OH
4 3
O HO
C C C O
O
1 2
O
C H OH
二、脂溶性维生素
（一）维生素A族
1、结构
H3C CH3 CH3 CH3 CH2OH
CH3
维生素A1
CH3 CH3 CH2OH
H3C
CH3
CH3
维生素A2
维生素A原（β-胡罗卜素）
2、性质 3、功能
（1）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）
暗视觉的生化基础
① 暗视觉中的感光物质——视紫红质 杆状细胞中含有感光物质——视紫红质
视紫红质
弱光
视蛋白+视黄醛 视黄醛 （末端—CHO）
醇脱氢酶 VitA （末端—OH）
视紫红质中的视黄醛是11-顺视黄醛。
H3C
2 3 1 4
CH3
6 5
CH3
7 8 9 10 13 11 12
CH3
H3C O
14
C15
11-cis-Retinal
H
② 11-顺视黄醛与视蛋白以schiff base结合
6．维生素B7（生物素biotin）
（1）结构
O C HN
（硫戊烷环部分）
（尿素部分）
NH CH CH(CH 2)4COOH S
（C5酸根部分）
HC H2C
（2）功能
B7作为多种羧化酶的辅酶，起CO2载体
的作用。
7．维生素B11（叶酸folic acid）
（1）结构
由2-氨基-4-羟基-6-甲基蝶呤、对氨基苯甲酸与L-谷氨酸三部分组成。
（2）功能
叶酸在5、6、7、8位加上四个氢，生成四氢叶酸 （FH4），四氢叶酸是一碳单位的载体，传递一碳单位。
8．维生素B12（氰钴胺素cyanocobalamin）
（1）结构
B12的咕啉核心
氨基异丙醇
二甲基苯并咪唑
核苷酸
氰钴胺素cyanocobalamin
（2）功能
主要的辅酶形式 是5′—脱氧腺苷钴胺 素
5 6 4 3 1 2
CH2OH OH HO CH2
5 6 4 3 1 2
CH2NH2 HO CH2
5 6 4 3 1 2
OH
OH
H
N H
+
CH3
H
N H
+
CH3
H
N H
+
CH3
吡哆醛
吡哆醇
吡哆胺
( PLP )
( PMP )
（2）功能
PLP和PMP主要作为氨基酸转氨酶、氨基酸 脱羧酶、氨基酸消旋酶的辅酶。
维生素B5是吡啶的衍生物
4
O
4
COOH
3
C
3
1 2
NH2
N
1 2
N
吡啶-3-羧酸 （烟酸） nicotinic acid
吡啶-3-酰胺 （烟酰胺） nicotinamide
（2）功能
B5是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 （NAD）和烟酰胺腺嘌呤二核 苷酸磷酸 （NADP）的组成成分，NAD和NADP是许多脱氢酶的
2．功能
（1） 维生素D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 血磷浓度升高。
2+ Ca2+ Ca Ca2+
钙结合蛋白
Ca2+
血液
细胞核 小肠粘膜细胞
Vit D 受体蛋白
Vit D
DNA mRNA
小肠粘膜细胞
（2）有助于血液凝固 （3）降低神经兴奋的作用