生物化学简明教程ppt

第一节
脂 溶 性 维 生 素
一、维生素A
1、来源：维生素A仅存在动物性食物中，鱼肝油中含量多。蔬 菜中多含有β -胡萝卜素，它在动物小肠内可转变为维生素A。
2、结构：维生素A是不饱和的一元醇，有A1和A2两种。
H3C CH3 CH3 CH3 CH2OH
CH3
维生素A1
CH3 CH3 CH2OH
H3C
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。
18 12
CH3
13 17
R
16 15
H2C
2 3 1 5 4 10
11 9 8
14 7
HO
6
维生素D的通式
维生素D又称为抗佝偻病维生素，是类固醇衍生 物。主要包括 D2（麦角钙化醇ergocalcilferol）
及 D3（胆钙化醇 cholecalcifeol）。体内可由胆
4、缺乏症：巨红细胞性贫血。
3、功能：四氢叶酸（THFA或FH4）是转一碳基团酶系 的辅酶，可参与多种反应，它是甲基、亚甲基、甲酰 基、次甲基等的载体。具体作用如下： （1）N5,10亚甲基四氢叶酸作为亚甲基的载体，使 甘氨酸转变成丝氨酸。 （2）N10甲酰四氢叶酸作为甲酰基的载体，参与嘌 呤环的合成。 （3）N5,10亚甲基四氢叶酸通过亚甲基的转移，使 脱氧尿苷酸变为胸苷酸。
3、功能：
（1）磷酸吡哆醛可作为氨基酸转胺作用、脱 羧作用和消旋作用的辅酶。
（2）促进氨基酸和K+进入细胞的速率。 （3）防治动脉粥样硬化发生和发展。 4、缺乏症：人类不常见。
磷酸吡哆素的作用机制
（六）维生素B7(维生素H,生物素)及
其辅酶
1、来源：广布于动植物组织，故又称为生 物素。肠道细菌也能合成部分生物素供人体 利用。
二、维生素的分类
• 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转变成辅 酶对代谢起调节作用。 • 脂溶性维生素A,D,E,K均溶于脂类溶剂。 • 水溶性维生素包括B族维生素和Vc。
B1、 B2、 B3、 B5、 B6、 B7、 B11、 B12
成尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD，nicotinamide adenine
dinucleotide)和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP，nicotinamide adenine dinucleotide phosphate),它们分别又称辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ。
NAD和NADP的分子结构中都含有尼克酰胺的吡啶环，可通过它可逆
CH3
CH3
维生素A2
3、生理功能及缺乏症 （1）维生素A是视觉细胞内感受弱光的物质-视紫红质的 组成成分。在维生素A缺乏时，视紫红质合成减少，对弱 光敏感性降低，日光适应能力减弱，严重时会发生"夜盲 症"。
（2）维生素A也是维持上皮组织的结构与功能所必需的 物质。当维生素A缺乏时，可引起上皮组织干燥、增生和 角质化，产生干眼病、皮肤干燥、毛发脱落等。 （3）其它作用 维生素A能促进粘多糖、糖蛋白及核酸的 合成，因而能促进机体的生长。
2、结构和性质：其结构为带有戊酸侧链的 噻吩与尿素结合而成。生物素与酶蛋白结合 催化体内CO2的固定以及羧化反应。
生物素羧化酶的作用机制
+ HCO3-
CO2-生物素-酶 生物素-酶
（七）维生素B11及其辅酶
1、来源：维生素B11是一个在自然界广泛存在的维生素，因 为其在绿叶中含量丰富，故又称叶酸。
第二节
水 溶 性 维 生 素
重要的水溶性维生素及相应辅酶
1 维生素pp：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（NADP+） 2 维生素B2：黄素单核苷酸（FMN） 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD） 3 维生素B1：焦磷酸硫胺素（TPP） 4 泛酸： 辅酶 A（CoA） 5 维生素B6：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 6 叶酸： 四氢叶酸（FH4） 7 生物素 8 维生素C 9 硫辛酸 10 维生素B12
2、结构和性质：叶酸分子是由蝶呤啶、对氨基苯甲酸、L谷氨酸连接而成，在体内可经叶酸还原酶作用，在维生素C 及还原性辅酶Ⅱ参与下生成四氢叶酸(结构见下页）。 3、功能：四氢叶酸（THFA或FH4）是转一碳基团酶系的辅酶，可参与多种反
应，它是甲基、亚甲基、甲酰基、次甲基等的载体。具体作用如下：
（1）N5,10亚甲基四氢叶酸作为亚甲基的载体，使甘氨酸转变成丝氨酸。 （2）N10甲酰四氢叶酸作为甲酰基的载体，参与嘌呤环的合成。 （3）N5,10亚甲基四氢叶酸通过亚甲基的转移，使脱氧尿苷酸变为胸苷酸。 （4）N5甲基四氢叶酸通过转甲基酶作用，使高半胱氨酸变为甲硫氨酸。
四、维生素Ｋ
1、结构： 维生素K又称凝血维生素，有K1、K2、 K3、K4，其中K1、K2为天然维生素K，临 床上应用的为人工合成的K3、K4，溶于 水，可口服及注射。维生素K的吸收主要 在小肠，经淋巴吸收人血，在血液中随 β-脂蛋白转运至肝储存。
2、生理功能及缺乏症
维生素K的主要生化作用是维持体内的第II、IX、X 凝血因子在正常水平。这些凝血因子由无活性型向活性 型的转变需要前体的10个谷氨酸残基（Glu）经羧化变为 γ-羧基谷氨酸（Gla）。Gla具有很强的螫合Ca2+能力 （图12），因而使其转变为活性型。催化这一反应的为 γ-羧化酶，维生素K为该酶的辅助因子。 成人每日对维 生素K的需要量为60－80μg，因维生素K广泛地分布于动、 植物．且体内肠道中的细菌也能合成，一般不易缺乏。 但因维生素K不能通过胎盘，出生后肠道内又无细菌，所 以新生儿有可能引起维生素K的缺乏。在正常小儿血液中 的维生素K也可能稍低，但进食可使其恢复正常。维生素 K缺乏的主要症状是凝血时间延长。长期应用抗生素及肠 道灭菌药也可引起维生素K缺乏。
地进行氧化还原，在代谢反应中起递氢作用。
3、功能：（1）在代谢中作为脱氢酶的辅酶。
（2）保护中枢神经系统。 （3）降低体内甘油三酯的含量。
4、缺乏症：赖皮病（对称性皮炎）。
NAD（P）+
NAD（P）H
（五）维生素B6和磷酸吡哆醛
1、来源：在动植物中分布很广，酵母、肝、蛋黄、肉和谷类 作物中含量都很丰富。肠道细菌也可合成维生素B6供人体需要。 2、结构和性质：维生素B6包括三种物质，即吡哆醇、吡哆醛 和吡哆胺（故又称吡哆素）。三种化合物皆为吡啶的衍生物， 它们在体内经磷酸化作用可转变为相应的磷酸酯，其磷酸化形 式和非磷酸化形式都可相互转化。在体内参加代谢的主要是磷 酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。
FMN和FAD通过分子中异咯嗪环上的1位和5位氮原子的 加氢和脱氢，把氢从底物传给受体。
3、功能：以辅酶的方式参与体内的生物氧化作用。 4、缺乏症：口腔疾病。
FMN和FAD的氧化-还原反应

FMN
+2H
-2H +2H
FMNH2

FAD
-2H
FADH2
（三）维生素B3和辅酶A
1、来源：广泛存在于动植物组织中，故又称泛酸或遍多酸， 人肠道细菌也能合成泛酸供人体利用。
2、结构和性质：泛酸是由α，γ-二羟-β-β-二甲基丁酸与β-丙 氨酸通过肽键缩合而成的酸性物质。
泛酸与巯基乙胺、ATP结合形成辅酶A（CoASH）， 其分子中所含 的巯基可与酰基形成硫酯（见下页），作为 酰基的载体。 泛酸+巯基乙胺+ATP→辅酶A 3、功能：其主要功能是以辅酶A的方式参与机体代谢，作 为酰基的载体。 4、缺乏症：人体尚未发现，动物可出现毛发变白等症状。
固醇变为7-脱氢胆固醇，储存在皮下，在阳光及紫
外线照射下可转变成D3，因而称7-脱氢胆固醇为维
生素D2原。在酵母和植物油中有不能被人吸收的麦 角固醇，在阳光及紫外线照射下可转变为能被人吸 收的D3，所以称麦角固醇为D3原。
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。有利于骨的生成、钙化。当缺乏维 生素D时，儿童可发生佝偻病，成人引起软骨病。
2+ Ca2+ Ca Ca2+
钙结合蛋白
Ca2+
血液
细胞核 小肠粘膜细胞
（2）有助于血液凝固 （3）降低神经兴奋的作用
三、维生素Ｅ
1、结构：
维生素E又称生育酚，有六种，其中四 种α、β、γ和δ种有生物活性。自然界 以α-生育酚（结构如下图）分布最广。 维生素E在无氧条件下对热稳定，但对氧 十分敏感，易自身氧化，能避免脂质过氧 化物的产生，因而能保护生物膜的结构和 功能。
6-羟苯骈二氢吡喃衍生物
CH3 HO
6 7
5
4
3 1 2
CH3 CH2 CH3 CH2 CH2 CH CH2
3
H3C
8
O
H
CH3
α-Tocopherol
2、生理功能及缺乏症
（1）维生素E是体内最重要的抗氧化剂，能避免脂质过氧 化物的产生，保护生物膜的结构与功能。 （2）维生素E俗称生育酚，动物缺乏维生素E时其生殖器官 发育受损甚至不育，但人类尚未发现因维生素E缺乏所致的 不育症。临床上常用维生素E来治疗先兆流产及习惯性流产。 （3）促进血红素代谢。新生儿缺乏维生素E时可引起贫血， 这可能与血红蛋白合成减少及红细胞寿命缩短有关。维生 素E一般不易缺乏，在某些脂肪吸收障碍等疾病时可引起缺 乏，表现为红细胞数量减少，寿命缩短，体外实验可见红 细胞脆性增加等贫血症，偶可引起神经障碍。
TPP在丙酮酸脱羧中的作用机制
活性乙醛
（2）B1能抑制胆碱酯酶的活性，
保持神经
的正常传导功 能。
（3）促进胃肠蠕动，有利于消化。
4.缺乏症：脚气病
（二）维生素B2（核黄素）和黄素辅酶
1、来源：分布很广 2、结构和性质：其结构包含有核糖醇基与6，7-二甲基异咯 嗪基，在生物体内以黄素单核苷酸（FMN，flavin mononucleotide）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD,flavin adenine dinucleotide）的形式存在，它们是多种氧化还原酶 的辅基，一般与酶蛋白结合紧密，不易分开（结构式见下 页）.
第七章 维生素和辅酶
*掌握维生素和辅酶之间的关系. *掌握维生素的主要生理功能及 常见缺乏病.
*了解脂溶性维生素的一般功能.
Baidu Nhomakorabea
一、维生素的概念
维生素（vitamin）是机体为维持正常生理功 能必须由食物摄取的一类微量有机物。它与糖、脂、 蛋白质和核酸等生命物质不同，在体内含量极少， 每日的需要量也甚少。在生命活动中，它们既不是 构成机体组织的成分，也不是体内供能物质，然而 在调节物质代谢和维持生理功能等方面却发挥着重 要作用。长期缺乏某种维生素，会导致维生素缺乏 症。对人体、动物体，多数维生素是体内不能合成 或合成量不能满足机体的需要，必须从食物中摄取， 属外源性物质。
（一）维生素B1和羧化辅酶（硫胺素）
1.来源：主要存在于种子的外皮和胚芽中 2.结构和性质：其结构包含有嘧啶环和噻唑环，一般使 用的B1都是化学合成的硫胺素盐酸盐。维生素B1在体内 经硫胺素激酶催化，可与ATP作用转变成焦磷酸硫胺素 （TPP，Thiamine pyrophospate）。 TPP是催化丙酮酸或-酮戊二酸氧化脱羧反应的辅酶，所 以又成为羧化辅酶。 3.功能：（1）以辅酶的方式参与糖代谢
酶参与体内代谢过程。
水溶性维生素与辅酶
* 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，这类分子被称为辅酶（或辅 基）。 *辅酶是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-还原反应或基团转 移反应。 *大多数辅酶的前体主要是水溶性 B 族维生素，或 本身就是辅酶参与体内代谢过程。许多维生素的 生理功能与辅酶的作用密切相关。
三、维生素及其与辅酶的关系
维生素（vitamin）——维持机体正常生命活动不可缺少 的一类小分子有机化合物，人和动物不能合成它们，必须从 食物中摄取。维生素可分为脂溶性（A，D，K，E）和水溶 性两大类。当人体缺乏某种维生素时，则相应代谢受阻，出 现维生素缺乏症。
多数水溶性维生素作为辅酶的主要成分，或本身就是辅
（四）维生素B5和辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ
1、来源：自然界分布很广，肉类、谷物及花生中含量丰富。在体内色氨
酸可转变成尼克酰胺（成人男子60mg色氨酸合成1mg尼克酰胺）。 维生素B5又称维生素PP包括尼克酸（烟酸）和尼克酰胺（烟酰胺）， 在体内主要以后者存在。
2、结构和性质：其两种形式都是吡啶的衍生物，在体内可与ATP作用形