第三章维生素与微量元素2

起先，艾克曼仍把着眼点放在对“脚气病病菌”的搜寻上。他把病
鸡的脚和内脏做成各种切片，在显微镜下观察，又把喂鸡的食料作了严格 的消毒，甚至还精心设计了新的环境良好的鸡舍。令人沮丧的是，鸡照样 生脚气病。在他特意建立的养鸡场里，鸡常常一批一批地死去。
一天，养鸡场的饲养员生病了，新来了一个饲养员代替他。奇怪的
四、维生素B6
（一）化学本质及性质
• 维生素B6包括吡哆醇（pyridoxine）、吡哆 醛（pyridoxal）及吡哆胺 （pyridoxamine），在体内以磷酸酯的形式 存在。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺可相互转 变，均为活性型
（二）生化作用及缺乏症
• 维生素B6在氨基酸的转氨基作用和脱羧作用中起
后来，科学家们又发现了和这种维生素相似而功用不同的维生素， 把它们归为一类，称做B族维生素。按发现的先后，又把这一族里的各个 成员用阿拉伯数字作标记，分别称作B1、B2……以至B17。前面说的治脚 气病的维生素，因它是最先发现的，所以就称作维生素B1了。
1929年，由于艾克曼最先发现了维生素，荣获了当年度的诺贝尔生 理或医学奖。
维生素K
维生素K1 维生素K2
（二）生化作用及缺乏症
• 维生素K的主要生化作用是维持体内第Ⅱ、Ⅶ、 Ⅸ、Ⅹ凝血因子的正常水平。
• 维生素K缺乏的主要症状是易出血。
第三节 水溶性维生素
• 除维生素C外，其余水溶性维生素均作为辅酶或 辅基的组成成分，参与代谢和造血过程中的许多 生化反应。
• 以辅酶或辅基的形式参与代谢的维生素有维生素 B1、维生素B2、维生素PP、维生素B6、泛酸及生 物素等。
二、维生素B2
（一）化学本质及性质 • 维生素B2又名核黄素（1ibofiavin）,它的化学本质
是核糖醇和6，7-二甲基异咯嗪的缩合物。 • 维生素B2有氧化型和还原型两种形式，在生物体
内的氧化还原过程中起传递氢的作用。
维生素B2（核黄素）、黄素单核苷酸（FMN）和 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的结构
• 四氢叶酸是叶酸的活性形式。FH4是一碳单位的 载体。分子中N5和N10是结合携带一碳单位的部位
（二）生化作用及缺乏症
• FH4是体内一碳单位转移酶的辅酶，FH4作为一碳 单位的载体提供一碳单位。
• 当叶酸缺乏时，DNA合成必然受到抑制，骨髓幼 红细胞DNA合成减少，细胞分裂速度降低，细胞 体积变大，造成巨幼红细胞贫血。
第三章
维生素与微量元素
内容
• 维生素的概念、 • 微生素的命名与分类、 • 脂溶性维生素（化学本质及性质、生化作用及缺乏
症）、 • 水溶性维生素（化学本质及性质、生化作用及缺乏
症、体内作为酶的辅酶/辅基的形式）、 • 微量元素的概念及其在体内的作用。
第一节 概 述
一、 维生素的定义
• 维生素（vitamin）是机体维持正常生理功能所必 需，但在体内不能合成或合成量很少，必须由食 物供给的一组低分子量有机物质。
（二）分类
• 脂溶性维生素（Lipid-soluble vitamin）维 生素A、D、E、K四种
• 水溶性维生素（water-soluble vitamin） B 族维生素和维生素C两类两大类,B族维生素 又包括维生素B1、B2、B6、B12、维生素 PP、泛酸、叶酸、生物素等。
三、维生素的需要量
事情发生了：在新来的饲养员饲养下，一群病鸡慢慢地恢复了健康。这是 怎么一回事呢？艾克曼百思不得其解。
过了3个月，原来的饲养员病好了，回到了饲养场里。更奇怪的事情 发生了：鸡又开始生起脚气病来了。这一下，艾克曼豁然开窍：问题一定 出在饲养员身上。
经过调查后，艾克曼明白了其中的奥秘。原来，原先那个饲养员是
• 主要包括尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸 （NAD+）和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 （NADP+），它们也是维生素PP在体内的活 性型
（二）生化作用及缺乏症
人类维生素PP缺乏症称为癞皮病 （pellagra），主要表现是皮炎、腹泻及痴 呆。皮炎常呈对称性，并出现于暴露部 位；痴呆是因神经组织变性的结果。
三、维生素PP（B3）
（一）化学本质及性质 • 维生素PP又名抗癞皮病因子，包括尼克酸
（nicotinic acid，又称烟酸）及尼克酰胺 （nicotinamide，又称烟酰胺），二者均属 吡啶衍生物，在体内可相互转化。
• 在体内尼克酰胺可经几步连续的酶促反应与 核糖、磷酸、腺嘌呤组成脱氢酶的辅酶
（二）生化作用及缺乏症
• 生物素是体内多种羧化酶的辅酶，如丙酮 酸羧化酶等，参与CO2的羧化过程。
• 羧基生物素-酶复合物，又称生物胞素 （biocytin）。
七、叶酸（B9）
（一）化学本质及性质
• 在体内叶酸被二氢叶酸还原酶还原为二氢叶酸， 再进一步还原为四氢叶酸（tetrahydrofolic acid,THFA或FH4
一、维生素B1
（一）化学本质及性质 • 维生素B1称抗神经炎或脚气病维生素。由于它含
有硫的噻唑环和含氨基的嘧啶环通过甲烯基连接 而成，故名硫胺素（thiamine） • 焦磷酸硫胺素（thiaminepyrophosphate，TPP） 为其体内的活性形式
（二）生化作用及缺乏症
1.TPP是α-酮酸氧化脱羧酶系的辅酶。 维生素B1缺乏时，影响α-酮酸的氧化供能，
艾克曼断定，米糠中一定有一种物质可以治愈可怕的脚气病。他喝
了一些米糠浸泡出来的水，自己的脚气病竟好了。给其他患者喝，也如仙 丹一样，药到病除。艾克曼又把米糠浸泡出来的水用一种薄膜过滤，发现 滤液也能治病。于是他认定，那奇特的物质不但可溶于水，而且是小分子， 因为大分子不能透过薄膜。
10年以后，波兰化学家弗克，日本生化学家铃木、岛村和大岳，分 别用不同的方法从米糠中获得了这种犹如仙丹的奇特物质——一种白色的 结晶体。由于它是“维持生命必不可少的要素”，人们称它为“维生素”。
（二）生化作用及缺乏症
• FMN及FAD是体内氧化还原酶的辅基，如：琥珀酸 脱氢酶、黄嘌呤氧化酶及NADH脱氢酶等，主要起 递氢体的作用。
• 广泛参与体内的各种氧化还原反应，能促进糖、脂 肪和蛋白质的代谢。它对维持皮肤、粘膜和视觉的 正常机能均有一定作用。
• 人类缺乏维生素B2时，可引起口角炎、唇炎、阴囊 炎、眼睑炎等症。
八、维生素B12
（一）化学本质及性质
• 维生素B12又称钴胺素（cobalamin），其结构中 含有一个金属钴离子，是唯一含金属元素的维生 素。
• 肝、肾、瘦肉、鱼及蛋类食物中的维生素B12含 量较高
维生素B12
（二）生化作用及缺乏症
• 食物中的维生素B12常与蛋白质结合而存在
九、α硫辛酸
泛参与糖、脂类、蛋白质代谢及肝的生物转化作
用，约有70多种酶需CoA及ACP。
六、生物素（B7）
（一）化学本质及性质 • 生物素（biotin） 是由噻吩环和尿素结合而形成
的一个双环化合物，侧链有一戊酸 • 生物素是酶促反应中的羧基传递体 • 生物素在动植物界分布广泛，如肝、肾、蛋黄、
酵母、蔬菜、谷类中含量丰富。人肠道细菌也能 合成生物素，故很少出现缺乏症。
以至影响细胞的正常功能，尤其是神经组织。
2.TPP是转酮醇酶的辅酶，参与磷酸戊糖途径。 维生素B1缺乏使体内核苷酸合成及神经髓鞘中
的鞘磷脂的合成受影响，可导致末梢神经炎和其 他神经病变。
3.维生素B1在神经传导中起一定作ห้องสมุดไป่ตู้。 维生素B1缺乏时，糖代谢受阻、丙酮酸
积累，使血、尿和脑组织中丙酮酸含量升 高，出现多发性神经炎、心力衰竭、四肢 无力、肌肉萎缩、甚至浮肿等症状，临床 上称为脚气病。
维生素E
（二）生化作用及缺乏症
• 1、维生素E是体内最重要的抗氧化剂 • 2．维生素E俗称生育酚 • 3．促进血红素代谢
四、维生素K
（一）化学本质及性质 • 具有异戊烯类侧链的萘醌化合物，在自然界中主
要以K1和K2两种形式存在,其化学结构都是2-甲基 1，4-萘醌的衍生物，区别仅在于R基团 • 缺乏维生素K使凝血时间延长，故维生素K又称凝 血维生素
个节俭的人，总是用食堂里吃剩下来的白米饭喂鸡；而那个临时代替的饲 养员可不愿意花费时间去收集这些剩饭，他用米糠喂鸡。于是，艾克曼连 忙做了这样的试验：他买了一批健康的鸡，一半用白米饭喂养，一半用米 糠喂养。结果发现，用白米饭喂养的鸡，很快就生脚气病了；而用米糠喂 养的，却一直很健康。
“毫无疑问，脚气病一定和食物有关。”艾克曼恍然大悟。我们已经 知道，几乎在这同时，高木也作出了类似的发现。只是，高木的研究到此 就中止了，而艾克曼却还要继续研究下去。
二、维生素D
（一）化学本质及性质 维生素D又称为抗佝偻病维生素，是类固醇衍生 物，含有还戊多氢菲结构， 其中活性最大的为维生素D2和维生素D3，维生素 D2又称麦角钙化醇（ergocalciferol）维生素D3又 称胆钙化醇（cholecalciferol）。
维生素D
维生素D2、D3的结构
胆钙化醇的代谢
第二节 脂溶性维生素
一、维生素A （一）化学本质及性质
维生素A又称抗干眼病维生素，又叫视 黄醇（retinol）。是一个具脂环的不饱和一 元醇，通常以视黄醇酯（retinol ester）的 形式存在，醛的形式称为视黄醛 （retinal）。
• 天然的维生素A有A1及A2两种形式。A1存在哺乳 动物及咸水鱼的肝脏中，又称视黄醇 （retinol），A2又称3-脱氢视黄醇，存在于淡水 鱼的肝脏中。
• 维生素的需要量（vitamin requirement）是指能 保持人体健康、达到机体应有发育水平和充分发 挥效率地完成各项体力和脑力活动的、人体所需 要的维生素的必须量。
第一个维生素（?）如何发现的？
克里斯蒂安·艾克曼（荷兰）如同一个科学侦探，拨开重重疑云，第一次找到了神奇的维生素。