生物化学-维生素

水溶性维生素
硫辛酸：
硫辛酸是一个含有二个SH基（还原态）或一个S-S（氧化态）
的八碳羧酸。它主要通过Lys的-NH2与酶分子以酰胺键相连。
水溶性维生素
硫辛酸：硫辛酸主要作为酰基载体，参与糖代谢、脂
肪酸代谢等。
丙酮酸脱氢酶系
链上要有-羧基谷氨酸结构。
VK是蛋白质中谷氨酰羧化
的辅助因子 VK主要功能是促进肝脏合成凝血酶原（即凝血因子II）
脂溶性维生素
维生素K
一般情况下人体不会缺乏VK，因为它在绿色植
物中分布很广，且人体肠道细菌能合成。
但过量使用抗生素可能会导致人体缺乏VK，引起
血液凝固时间延长，脂肪吸收困难等症状。
二、生化作用及缺乏症
Methylcrotonyl-CoA Carboxylase
甲基巴豆酰CoA羧化酶
甲基戊烯二酸单酰CoA
水溶性维生素
生物素
生物素来源广泛，肝、肾、蛋黄、酵母、蔬菜
和谷物中均含有。肠道细菌也能合成供人体需要，
一般很少缺乏。但过量使用抗生素也能会破坏肠
道菌群，而引起生物素缺乏。
水溶性维生素
叶酸和四氢叶酸
第四章
A B6
E D C
K
维 生
B2 生物素 维生素PP
素
叶酸
B12
Vitamins
B1 泛酸
C
维生素的发现 1. 1881年Lunin指出，纯粹的谷类不能维 持生命。 2. 1906～1912年，Hopkins用纯粹谷类饲 鼠，发现鼠不能正常生长与繁殖，加牛 奶可解决。 3. 1912年，Funk从米糠中提出维生素B1。 4. 现今已发现有30多种维生素，其中有14 种维生素的结构和功能已清楚。
分子内重排
核苷酸还原
水溶性维生素
维生素B12及其辅酶
VB12的功能：
甲基转移
水溶性维生素
维生素B12及其辅酶
VB12参与DNA的合成，对红细胞的成熟很重要，
当缺少VB12时，巨红细胞中DNA合成受阻，影响
了细胞分裂分化成红细胞，引起恶性贫血。VB12
广泛存在于动物性食物中，人和动物的肠道细菌
能合成，故一般不会缺乏。
（二）生化作用及缺乏症
生化作用 缺乏症 构成视细胞内感光物质，即视 暗适应能力差，重者夜盲、干 眼症、结膜干燥、角膜软化、 紫红质---维护夜视功能 眼眶下色素沉着 参与糖蛋白合成，维持上皮细 上皮干燥、增生、过度角化， 上皮肿瘤 胞完整健全 促进生长、发育 儿童生长停顿、骨骼发育不良 大鼠排卵减少，影响生殖
维生素 B2
缺乏症： 口角炎、唇炎、 舌炎、脂溢性皮炎 阴囊炎
食物来源
动物性食物 （肝、肾、心多） 真菌类 紫菜 奶类 蛋类
水溶性维生素
TPP主要涉及到糖代谢中羰基碳（醛和酮） 合成与裂解反应的辅酶。特别是-酮酸的脱 羧和-羟酮的形成与裂解都依赖于TPP。
水溶性维生素
维生素PP
NAD+或NADP+参加 二个电子的转移反应
可能造成中毒
维生素的命名
发现先 后 维生素A 化学结 构 视黄醇 生理功 能 抗干眼病维生素
概
述
5、维生素的分类
第一节
A D
脂溶性维生素
E K
脂溶性维生素
脂溶性维生素
维生素A
维生素A又名视黄醇（retinol），有二种形
式，VA2的生理活性仅为VA1的一半。
维生素A1
维生素A2 3-脱氢视黄醇
No No
维生素是能 源物质吗？
人体能自我合 成维生素吗？
概
No
No
No 述
人体维生素可 以过量吗？
微量
人体对维生素的 需要量如何？
No No
No
人体可以缺 乏维生素吗？
什麽是维生素？
维生素的作用 是什麽？
调节物质代谢、促进生长发育和 维持生理功能等。
【内容提要】
• 1．维生素概述 • 2．脂溶性维生素A 来源 D 化学性质 E 生理作用 K 缺乏症 3．水溶性维生素B 族 维生素C • 4．维生素间协同作用与维生素过量
髓巨红细胞中DNA合成减少，细胞分裂速率下降，细
胞体积较大，未成熟前便破裂造成贫血，称巨红细胞
性贫血。氨甲蝶呤及其类似物是二氢叶酸还原酶的竞 争性抑制剂，可以阻断肿瘤细胞中四氢叶酸的合成， 从而阻止肿瘤细胞核酸的合成，即肿瘤细胞不能生长。 但这类药物对正常细胞也有毒性，故只用于短期治疗。 人体肠道细菌也可合成叶酸，一般不会缺乏。
-脱羧作用中间物
水溶性维生素
泛酸与辅酶A
泛酸又名遍多酸，是由-丙氨酸和, -二羟基 , -二甲
基丁酸缩合而成的有机酸。辅酶A（CoASH）是泛酸的主 要活性形式，是由3,5 -ADP以磷酸酐键连接4-磷酸泛酰巯 基乙胺而成。泛酸的另一种活性形式是酰基载体蛋白 （ACP），它是4-磷酸泛酰巯基乙胺以共价键与蛋白质丝
皮炎dermatitis 腹泻diarrhea 痴呆dementia
Pellagra
（五）维生素 PP (烟酸niacin)
食物来源： 豆类、粮食、肝脏、肾、瘦肉、 鱼、酵母、蘑菇 色氨酸在体内合成烟酸：
60mg色氨酸 = 1mg烟酸
水溶性维生素
维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺
磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是其活性形式，是
参与糖代谢
.
Wet Beri-Beri
湿性脚气病—腿部广泛性水肿
维生素 B1 (硫胺素 thiamine)
食物来源： * 粮谷类、豆类、坚果类 * 瘦肉、蛋类 * 绿色蔬菜
水溶性维生素
维生素B2
接受H
水溶性维生素
维生素B2
VB2又称核黄素，是核醇与7，8-二甲基异咯嗪的 缩合物。在生物体内的氧化还原过程中起传递H的 作用。在体内主要以黄素单核苷酸（FMN）和黄 素腺嘌呤二核苷酸（FAD）形式存在，与生物体 内一些氧化还原蛋白（黄素蛋白）结合牢固，是 其辅基。
水溶性维生素
维生素B12及其辅酶
VB12或称氰钴胺素，是唯一含金属元素的维生
素，在体内转变成二种辅酶形式：5‘-脱氧腺苷钴
胺素和甲基钴胺素。VB12主要参与体内的三种反
应：分子内重排、核苷酸还原成脱氧核苷酸、甲
基转移。其中甲基转移是通过甲基钴胺素来完成
的。
水溶性维生素
维生素B12及其辅酶
VB12的功能：
缺乏维生素Ａ致癌物在体内毒 维生素A的摄入与癌症发生呈 性增强，补充后可使已癌变细 负相关 胞恢复正常
脂溶性维生素
维生素A
维生素A主要
存于动物性食 物中，但有色 植物中的-胡 萝卜素即VA 原含量丰富。
：（植物） ：（动物）
维生素Ｄ可调节人体钙代谢
• 最新研究证实，在甲状旁腺、胰腺、垂体、胎 盘及全身多个器官和组织中，都有钙化醇受体， 利于钙化醇发挥广泛生理功能 • 调节钙代谢，保持正常脑功能，改善肌肉强度， 调节胶原生成，促进软骨蛋白聚糖合成 • 调节内分泌系统、免疫系统 • 有了足够的钙才能有效地发挥维生素Ｄ３的催 化效果，达到增强骨质正常钙化的作用。
谢、维护氨基酸代谢等；
其它功能：如防止贫血、刺激免疫系统增加机体抵抗力
维持牙齿、骨骼、血压的正常功能 阻断亚硝胺在体内合成 • * 具有较强的还原性
水溶性维生素
维生素C—生物功能（具有较强的还原性）
Vit C (还原态) 不饱和脂肪酸
谷胱甘肽过氧化物酶
GSSG
谷胱甘肽还原酶
Vit C (氧化态)
水溶性维生素
生物素VH生物功能：依赖ATP的羧化反应的羧化酶辅基。
Pyruvate Carboxylase
丙酮酸羧化酶
Lactate and Pyruvate Metabolism
Acetyl-CoA Carboxylase
乙酰辅酶A羧化酶
水溶性维生素
生物素VH生物功能：依赖ATP的羧化反应的羧化酶辅基。
典型的佝偻病症状
方颅、鸡胸、X型腿、O型腿、串珠肋、蒸笼头
脂溶性维生素
维生素D
促进钙磷吸收，有利于新骨生
成与钙化。主要是1，25-二
羟胆钙化醇通过降钙素和甲
状旁腺素行使调节钙、磷在 体内的平衡。 VD主要存在于肝、奶、蛋黄中。
儿童缺乏VD患佝偻病 成人患骨质疏松病
脂溶性维生素
维生素E
维生素E与生育有关，故称生育酚。天然的VE
叶酸又称喋酰谷氨酸，由2-氨基-4-羟基-6-甲基
喋啶、对氨基苯甲酸、L-谷氨酸三部分组成。
水溶性维生素
叶酸和四氢叶酸：FTHF
C1单位连接在THF的N5N10上
水溶性维生素
叶酸和四氢叶酸：THF携带的C1基团
水溶性维生素
叶酸和四氢叶酸：脱氧胸苷一磷酸合成
水溶性维生素
叶酸和四氢叶酸：
叶酸与核酸合成相关，当缺乏时DNA合成受抑制，骨
氨基酸代谢中多种酶的辅酶，如转氨酶。
水溶性维生素
维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺
吡哆醛
吡哆醇
吡哆胺
磷酸吡哆醛
磷酸吡哆胺
水溶性维生素
磷酸吡哆醛（PLP）主要涉及的氨酸酸反应有
转氨反应：
-脱羧反应：
水溶性维生素
转醛亚胺作用
-脱羧作用中间物
-消除 消旋 羟醛 反应中间物
-消除作用中间物
转氨作用中间物
Metabolic Pathways with the B Vitamins
水溶性维生素
维生素C
又名抗坏血酸，是含6个碳的多羟基酸性化合物，
其在生物体内主要作为电子载体起作用。
-
水溶性维生素
维生素C—生物功能
参与体内的氧化还原反应：如保持SH基酶的活性、恢复Hb的输送氧 功能、促进肠道内Fe的吸收、保护VE、VA、VB免遭氧化等； 参与体内多种羟化反应：如促进胶原蛋白的合成、维护胆固醇正常代
概
述
• 1、维生素的概念 维持人体正常物质代谢和生理功能 的一类有机化合物。 2、维生素的作用
• • • 以辅酶的方式参与体内代谢 调节物质代谢、促进生长发育 维持生理功能等发挥着重要作用
概
•
述
3、如果长期缺乏---维生素缺乏症 1）提供量不足 (原发性)
供给不足、烹调不当、贮存不当\吸收不良
2）药物的影响 3）生理和病理需要量增多 4) 排泄增多 5) 吸收障碍: 消化道疾病，酒精 6) 食物加工过程中破坏 4、如果过量
氨酸相连。ACP与脂肪酸合成密切相关，CoASH则主要起
传递酰基作用，是各种酰化反应的辅酶。
水溶性维生素
生物素VH
生物素:由噻吩环和尿素结合成的双环化合物。
其主要生物功能是在各种酶促羧化反应中作为活
动羧基载体。生物素作为辅基通过蛋白质的Lys的
- NH2共价连接到酶蛋白上。
水溶性维生素
生物素VH
Pinpoint Bleeding in Scurvy
食物来源(Food Sources of Vitamin C)
When dietitians say “vitamin C,” people think “oranges.”
海鲜+维生素C=砒霜
• 美国芝加哥大学的研究人员通过实验发 现，虾等软壳类食物含有大量浓度较高 的五钾砷化合物。这种物质食入体内， 本身对人体并无毒害作用，但是，在服 用“维生素c”之后，由于化学作用，使 原来无毒的砷酸酐转变为有毒的亚砷酸 酐，这就是人们俗称的砒霜！
生化作用 缺乏症 促进血液凝固 主要症状是易出血
缺乏原因
胰腺疾病、胆管疾病、小肠黏膜萎缩、 脂肪便；长期应用抗生素
第二节
水溶性维生素
.
水溶性维生素
维生素B1
VB1又称硫胺素，由一个噻唑环和嘧啶环组成。在 生物体内主要以焦磷酸硫胺素（TPP）形式存在。
体内活性形式 2.焦磷酸硫胺素（TPP）的产生
缺乏症
雄鼠睾丸萎缩、不产生精子； 雌鼠流产
贫血、脑萎缩、脑软化、神经退行性病变
脂溶性维生素
维生素K
促进凝血功能（凝血维生素），天然的有K1和K2二种。
K1（绿色植物、动物肝脏） K2（人体肠道细菌代谢产物）
脂溶性维生素
维生素K
血液凝固关键是凝血酶原变
成凝血酶，需要Ca2+参与，
ຫໍສະໝຸດ Baidu
而结合Ca2+则必需肽
2GSH
脂质过氧化物
VC与谷胱甘肽氧化还原反应
维生素C (抗坏血酸, ascorbic acid)
维生素C缺乏症：
* 坏血病 毛细血管脆性增加； 牙龈肿胀、出血、萎缩； 鼻衄、月经过多； 骨钙化不正常及伤口愈合缓慢；
Vitamin C Deficiency Signs
Vitamin C–Deficiency Symptoms: Scorbutic Gums
共有八种，其中-生育酚的生理活性最强，但抗
氧化能力却最弱。
维生素E的效用
1).延缓细胞因氧化而老化，保持青春容姿； 2).供给体内氧气，使您更有耐久力； 3).和维生素A一起作用，抵御大气污染，保护肺脏； 4).防止血液凝固； 5).是局部外伤的外用药(可透过皮肤被吸收)和内服药， 皆可防止留下疤痕； 6).加速灼伤的康复； 7).以利尿剂的作用来降低血压； 8).防止流产； 9).有助于减轻腿抽筋和手足僵硬的状况； 10).降低患缺血性心脏病的机会。