第四章 维生素与辅酶

来源：分布很广，除了食物供给外，色氨酸可转变生
成尼克酸
玉米缺色氨酸
应用：可治疗糙皮病及皮炎等
说明几点：
辅酶Ⅰ（NAD+）和辅酶Ⅱ（NADP+）作为递氢体，
只传递一个H原子和一个e，另一个H+ 留在介质中。 结构上NAD+和NADP+都含有腺苷酸，属于由核苷酸 参与组成的辅酶。 NAD+和NADP+与酶蛋白结合松，透析易除去，作为 不需氧脱氢酶的辅酶。 通常辅酶Ⅰ（NAD+）参与产能分解代谢。即NADH 携带H原子进入NADH呼吸链氧化，产生ATP。 NADPH+H+还原型辅酶Ⅱ通常不进入呼吸链，而只 用于合成反应，提供还原力。 在生物体内可由色氨酸转化而来。
NADP+: R=PO2H2
R
尼克酰胺 核苷酸
+ nicotinamide 2e+ H
2e+ H+
NAD(P)++2H
NAD(P)H+H+
NAD＋和NADP＋都是脱氢酶的辅酶，它们通常被称之 具有还原力的分子。NADPH可以提供能量和氢用于还原 反应；而大多数NADH是在分解代谢中生成的，在线粒 体被氧化产生大量的ATP。 NADH和NADPH由于含有二氢吡啶环，在340nm处有 一吸收峰，但NAD＋和NADP＋在这个波长没有吸收峰， 所以340nm处吸收的出现和消失可以用作监测与氧化和 还原相关的脱氢酶催化反应指标
黄素氢醌 （FMNH2或FADH2）
通过FMN耦连的双电子转移与单 电子转移在细胞呼吸中是非常重 要的，由于在线粒体内NADH的多 步氧化过程中涉及单电子转移机 制，所以核黄素的氧化－还原的 多样性在代谢中具有重要的意义
维生素pp和尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（磷酸） NAD(P)+
AMP
NAD+:
R=H
1、食物来源：植物油、莴苣、豆类、蔬
菜 2、结构：有8 种之多，主要是苯环上取 代基的数目和位置不同，其中以α,β，γ， δ –生育酚四种较重要
1）抗氧化作用，保护生物膜 2）与动物的生育能力有关 3）促进血红素合成 4、缺乏症：不孕症，一般不缺
主要可溶性维生素和相应辅酶
维生素 1. B1(硫胺素) 辅酶 TPP 功能 醛基转移、 α -酮酸脱羧
UV
7—脱氢胆固醇 前维生素D3
自发转变
维生素D3
肝
维生素D
肾
25—羟维生素D3 1，25—维生素D3
VD3的生成
（胆钙化醇）
VD2Fra Baidu bibliotek生成
维生素D2 （麦角钙化醇）
麦角甾醇
维生素K1
11-顺视黄醛
维生素K2
维生素K3
维生素K4
维生素E （tecopherol）
-生育酚
1-生育三烯酚
生育酚
生育酚自由基
第四章 维生素与辅酶
维生素（vitamin）是参与生物生长发育和代谢所必需的 一类微量有机物质。这类物质由于体内不能合成或者合成量 不足，所以必需由食物供给。已知绝大多数维生素作为酶的 辅酶或辅基的组成成分，在物质代谢中起重要作用。机体缺 乏维生素时，物质vitamin生障碍，引起维生素缺乏症。
第一节 第二节 第三节
FAD+2H
FADH2
核黄素
（riboflavin ），或 称之维生素B2，是由5 碳的核糖醇（核糖的还 原形式）和6,7-二甲基 异咯嗪（这是黄素的特 征）构成 辅基的黄色是异咯 嗪的共轭双键系统的贡 献。核黄素在牛奶、谷 物和肝脏中最丰富
FMN（黄素单核苷酸酸）和 FAD（黄素腺嘌呤二核苷酸）； FMN和FAD都和酶蛋白紧密地 结合，成为酶的辅基。这些酶 制剂显黄色，称为黄酶。
10. B12（氰钴氨素）
分子重排、甲基化
微量元素及其生物化学功能
元素 铁 碘 铜 锰 锌 钴 钼 硒 钒 镍 铬 锡 氟 硅 砷 生物化学功能的例子 血红素酶的辅基 甲状腺素结构中需要 细胞色素氧化酶的辅基 精氨酸酶和其它酶的辅因子 脱氨酶类、DNA聚合酶的辅因子 维生素B12的组分 黄嘌呤氧化酶的辅因子 谷胱甘肽过氧化物酶的辅因子 硝酸还原酶的辅因子 脲酶的辅因子 血糖的适当利用 骨的形成 骨的形成 结缔组织和骨的形成 不清楚
泛酸(pantorthenic asaid)和 辅酶 A（coenzyme A）
泛酸 β -巯基乙胺
O S-C-R SH
ADP
ＣｏＡＳＨ是VB3在体 内的主要活性形式， 主要起酰基载体的作 用。如：乙酰辅酶Ａ。
作用： 1）作为酰基载体 蛋白的辅基，参 与脂肪酸合成代 谢 2）CoASH作为 酰基载体，可充 当多种酶的辅酶 参加酰化反应及 氧化脱羧
第三节 脂溶性维生素
1. 维生素A： 视黄醇（retinol） 2. 维生素D：麦角钙化(甾)醇（ergocalciferol，即维生素D2） 胆钙化(甾)醇（cholecalciferol，即维生素D3） 3. 维生素E ：生育粉（tecopherol） 4. 维生素K：凝血维生素
主要脂溶性维生素的辅酶形式及主要功能
二氢硫辛酸
CoASH CH3-C- SCoA
维生素C（抗坏血酸，ascorbic acid）
2H
抗坏血酸氧化酶
2H
还原型
氧化型
作用： （１）Vc是脯氨酸羟基化酶的辅酶 缺乏Vc 胶原蛋白合成不良，常常皮下出血 （紫癫），牙龈出血，坏血病等 （２）递氢 （３）维持许多化合物处于还原态。如： ａ、巯基酶（－ＳＨ） ｂ、谷胱甘肽（GSH） c、NADPH d、在胃中将Fe3+还原成Fe2+， e、 将亚硝酸盐还原成铵盐等
维生素
1. 维生素A 2. 维生素D 3. 维生素E 剂 4. 维生素K 参与氧化还原反应 羧化反应的辅助因子
辅酶
1１－顺视黄醛 １，２－二羟胆钙甾醇
功能
视循环 调节钙、磷代谢 保护膜脂质，抗氧化
全反视黄醛
维生素A (视黄醇)
视蛋白 11-顺视黄醛 （光） 视蛋白 （暗） 视蛋白骨架
光敏感蛋白—视紫红质
缺乏症： 由于TPP与糖代谢密切相关。 神经特别是大脑平时正常情况下以葡萄糖为 唯一燃料分子, 机体缺乏VB1， α-酮酸积累，易患脚气病
维生素B2和黄素单核苷酸（FMN）、黄素腺嘌呤二核苷（FAD）
核黄素 ribiflavin R
H
N O
+2H
-2H
FMN FAD AMP
H
O
FMN +2H
FMNH2
概述 水溶性维生素及有关辅酶 脂溶性维生素
（补充）作为辅酶的金属离子
一、概 述
维生素的概念
维生素是维持正常代谢所必需且量很少的一类小 分子有机化合物 ，大都作为辅酶（或辅基）分 子的结构成分参与生物体内的代谢反应，也有少 数维生素具有一些特殊的生理机能。分为水溶性 维生素和脂溶性维生素两类。 水溶性维生素：B族（VB1、 VB2、烟酸、烟酰胺、 VB6 、VB3、 VB12 ）和C族 脂溶性维生素：维生素A、D、E、K
生物素(biotin)和羧化反应
R—CH—CO—SCoA
-
+
酶蛋白
酶蛋白
ADP
ATP+CO2
２、功能：生物素本身为辅酶
•作为羧化酶的辅酶或辅基参与体内CO2的 固定和羧化反应。在糖、脂肪、蛋白质和 核酸代谢中广泛存在。 例如：乙酰辅酶Ａ羧化酶 丙酮酸羧化酶
问题１：谷氨酸发酵中，后期如何控制膜的通透 性？为什么？
问题２：为什么蛋黄单独存放易腐败变质？ （１）生物素是细菌、酵母菌等微生物的生长促进剂 （２）蛋清中有抗生物素蛋白。与蛋黄中的生物素结 合，不易吸收利用。Ｐ１１１
叶酸(folic acid)和 四氢叶酸（FH4）
叶 酸
蝶呤
对氨基苯甲酸
谷氨酸
四 氢 叶 酸
H
10 5
H
问题１：磺胺类药物抑菌原理 对磺基苯甲酸是对氨基苯甲酸的结构类似物， 抑制细菌合成叶酸，从而抑制细菌的生长繁 殖。
维生素B1和焦磷酸硫胺素
含有一个带氨基的嘧啶 环和一个含硫的噻唑环
TPP功能： •作为脱羧酶的辅酶 •作为转酮酶的辅酶 来源： 谷类、豆类的种皮、米 糠和肝脏中含量丰富 作用：抗脚气病维生素
焦磷酸硫胺素 （thiamin pyrophosphate,TTP）
作用： 1）α-酮酸氧化脱羧酶的辅酶 2）抑制胆碱酯酶的活性 3）作为转酮醇酶的辅酶
维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺
(pyridoxol)
(pyridoxal)
(pyridoxamine)
(pyridoxal phosphate)
(pyridoxamine phosphate)
磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺作为辅酶的作用 磷酸吡哆醛（PLP）和磷酸吡哆胺是氨基酸代 谢中的重要辅酶。它们与酶蛋白紧密结合，成 为酶活中心的一部分，其辅酶作用主要有： 1）作为转氨酶的辅酶，参与AA的转氨作用 2) 作为脱羧酶的辅酶,参与AA的脱羧作用 3）参与氨基酸的消旋作用
第二节水溶性维生素及有关辅酶
1 维生素B1：焦磷酸硫胺素（TTP） 2 维生素B2：黄素单核苷酸（FMN） 黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD） 2 维生素C 3 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+） 5 泛酸： 辅酶 A（CoA） 6 叶酸： 四氢叶酸（FH4） 7 生物素 8 硫辛酸 ９维生素B6：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 10 维生素B12
2. B2(核黄素 )
3. PP [尼克酸（酰胺）] 4. 泛酸（遍多酸） 5. B6 [吡哆醇（醛、酸）] 6. 叶酸 7. 生物素 8. C（抗坏血酸） 9. 硫辛酸
FMN、FAD
NAD+、NADP+ CoASH
氧化还原反应、 氢转移
氧化还原反应、 氢转移 酰基转移
磷酸吡哆醇（醛） 转氨、脱羧、消旋 FH4(THFA) 传递一碳基团 羧化辅酶 氧化还原作用 酰基转移、氧化还原反应
维生素B12
钴胺素 cyanocobalamine
硫辛酸(lipoic acid )的氢载体作用和酰基载体作用
S S C C
(CH2)4COO-
C
氧化型硫辛酸
OH
CH3-C- H
O
(CH2)4COO-
CH3-C- S
C C C
-2H
+2H
HS
(CH2)4 COO-
乙酰二氢硫辛酸
HS HS
C
C
C O