第11章 维生素与辅酶

二、脂溶性维生素
1. 脂溶性维生素不溶于水，溶于脂肪及脂溶剂（苯、乙醚、 氯仿等） 2. 食物中，常与脂质共同存在，因此在肠道中的吸收与脂 质密切相关 3. 吸收后的脂溶性维生素主要贮存与肝脏 4. 代表性：维生素A、D、E、K 5. 是类异戊二烯分子




维生素A分A1, A2两种，是不饱和一元醇类。维生素A1又称为视 黄醇，A2称为脱氢视黄醇； 维生素A是构成是构成视觉细胞内感光物质的成分，缺乏时影响 杆细胞的视循环，使得视网膜不能很好的感受弱光，在暗处不能 辨别物体（夜盲症）； β-胡萝卜素可被小肠粘膜的β-胡萝卜素-15,15’-二加氧酶断裂生成 2分子视黄醇，因此， β-胡萝卜素是维生素A原； 动物性食品、肝脏、乳制品、蛋黄中含量最多。
H H2N N OH N N N H H H CH2 NH H O COOH CH2 CH2 C NH CH COOH

化学本质：6,8-二硫辛酸 活性形式：硫辛酸，二氢硫辛酸 生理功能：是α酮酸氧化脱羧酶系的辅酶；具有抗脂肪肝、 降低胆固醇的作用；保护巯基免受重金属离子的毒害
S S
CH CH
NO
CH2OPOPOCH2 N O O O OH OH
OH(OPO3H2)
N



化学本质：核醇和7,8-二甲基异咯嗪两部分缩合 主要活性形式：黄素单核苷酸 (FMN) 和黄素腺嘌呤二核苷酸 (FAD) 生理功能：是许多氧化还原酶的辅酶，是氢的传递体；比辅 酶I、II更强的氧化剂，能被1个电子和2个电子途径还原 缺乏症：缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状为 口腔发炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。
CH3OH O CH2 C O O O P O P OH O HO P OH O OH O CH2 N O N OH N CH C NH2 N CH3 O NH CH2 CH2 C NH CH2CH2SH
酰基携带部位，用CoASH 表示；当携带乙酰时形成 CH3CO-SCoA，称乙酰辅 酶A

五、 作为辅酶的金属离子
大量元素： 钙、镁、钠、钾、磷、硫、氯（g/day） 微量元素： 铁、碘、铜、锌、锰、钴、钼、硒、钒、镍 大多数微量元素作为酶的辅因子或辅基起作用 微量元素每天进需要毫克或微克的量，一般膳食即可提供 根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：金属酶和 金属激酶。 •在金属酶中,酶蛋白与金属离子结合紧密。如 Fe2+/ Fe3+ 、 Cu+/Cu3、Zn2+ 、Mn2+、Co2 等。 金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子，在酶促反应中传递 电子，原子或功能团 •金属激活酶中金属处于酶分子表面的结合基团平衡中，常 在酶的纯化过程中失去，需要再加入金属离子才能恢复催化 活性，在酶的位点、受结合金属、底物之间常是1:1:1关系。


维生素K具有促凝血功能，能够促进肝脏合成凝血酶原，调节 另外3种凝血因子的合成 在绿叶植物及动物肝中含量较丰富 天然维生素K有两种，K1，K2；K2是人类肠道细菌代谢产物；
O
O O
CH2 O
[CHC(CH3)CH2CH2]5CHC(CH3)2
三、水溶性维生素
水溶性维生素包括维生素B族、硫辛酸、维生素C 维生素 B 族又包括 B1 、 B2 、 PP 、 B6 、泛酸、生物素、叶 酸、B12等 不同于脂溶性维生素，进入人体的水溶性维生素及代谢产 物均自尿液排出，体内不能多贮存


1. 维生素B1
维生素B1为抗神经炎维生素，又名抗脚气病维生素； 主要存在于种子外皮、胚芽、米糠、黄豆、酵母、瘦肉等； 化学结构由含硫噻唑环和含氨基的嘧啶环组成，故称硫氨 素，在生物体以硫胺素焦磷酸(TPP)的辅酶形式存在。 定量反应：维生素B1被氧化成脱氢硫氨素，然后在紫外照 射下呈现蓝色荧光；



又叫做生育酚，主要存在于植物油中。 目前发现的有8种; 根据化学结构分为生育酚及生育 三烯酚两类；每次又分为，，，四种； 维生素E中-生育酚生理活性最强； -生育酚抗氧 化作用最强。
-生育酚
羟基自由基
-生育酚自由基(TocO · )
TocO · + ROO ·
RCOOH + 非自由基产物
CH2OH 哺乳动物及咸水鱼肝脏
A1 CH2OH 淡水鱼肝脏 A2


维生素D是类甾醇衍生物，抗佝偻病； 代表性为维生素D2(麦角钙化甾醇)、D3(胆钙化甾醇)； 维生素D2可由植物麦角甾醇经光照作用产生； 维生素D3可由7-脱氢胆甾醇在阳光作用下在皮肤中产生；
R
HO
在生物体内，胆钙化醇在肝脏和肾 脏中进行羟化后，形成1，25-二羟 基维生素D3，是维生素D的活性形 式。 1，25-二羟基维生素D3能够诱 导钙结合蛋白的合成、促进Ca-ATP 酶的活性，这都有利于Ca2+的吸收。

金属离子 Mn2 Fe2+/Fe3+
配体 咪唑 卟啉环，咪唑， 含硫配体



Cu+/Cu2+ 咪唑，酰胺 Co2+ 卟啉环 Zn2+ -NH3，咪唑，（-RS）2 Pb2 -SH Ni2 -SH
酶或蛋白 丙酮酸脱氢酶 血红素， 氧化-还原酶， 过氧化氢酶 细胞色素氧化酶 变位酶 碳酸酐酶，醇脱氢酶 d-氨基- g-酮戊二酸脱水酶 尿酶


化学本质：噻吩环与尿素结合而成双环化合物 作为辅基通过与蛋白质上赖氨酸ε-残基的氨基共价结合 生理功能：是体内多种羧化酶的辅酶，参与羧化反应 应用：利用生物素与链霉亲和素之间的专一性亲合作 用，常常对目标蛋白或核酸进行生物素标记。



化学本质：2-氨基-4-羟基-6-甲基蝶啶、对氨基苯甲酸、L谷氨酸三部分组成 活性形式：四氢叶酸 生理功能：是一碳单位转移酶的辅酶，作为一碳单位的载 体 缺乏症：巨红细胞贫血


主要类型：烟酸和烟酰胺 化学本质：吡啶类衍生物 活性形式：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+,辅酶I)和烟酰胺腺嘌 呤二核苷酸磷酸(NADP+,辅酶II)。 是脱氢酶的辅基，是氢的传递体，并且参与呼吸链的电子传递。
COOH N CONH2
OH N
+
CONH2
CONH2
O O
-
NH2 N N N
OH OHOHOH N N N C O FMN FAD O N N N N NH2 OH OH
CH2CHCHCHCH2OPOCH2 O CH3 CH3 C O NH




化学本质： β- 丙氨酸通过肽键与二羟基二甲基丁酸缩合的有 机酸 主要活性形式：辅酶A(CoA)和酰基载体蛋白(ACP) 生理功能：CoA 和 ACP 是酰基转移酶的辅酶，参与酰基转运 缺乏症：
化学本质：吡啶衍生物 主要类型：吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺 活性形式：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 生理功能：磷酸吡哆醛是转氨酶和脱羧酶的辅酶，参与传递 氨基和脱羧基
CHO HO H3C N CH2 OH HO H3C N CH2NH2 CH2 OH
CHO HO H3C N 磷酸吡哆醛
O CH2 O P OH HO OH H3C
1. TPP是α-酮酸氧化脱羧酶系的辅酶
A. α-裂解反应 A. α-缩合反应
丙酮酸脱羧酶 乙酰乳酸合成酶
当维生素B1缺乏时，糖代谢受阻，丙酮酸积累，导致多发性 神经炎，心力衰竭，下肢浮肿的脚气病。 2. TPP作为转酮醇酶的辅酶参与磷酸戊糖途径 3. TPP抑制胆碱酯酶的活性。当TPP缺乏时，胆碱酯酶浓度 增高，乙酰胆碱水解加速，使神经传导受抑制，引起一系列 机体反应，例如食欲不振、消化不良等。
维生素是小分子有机化合物，结构上没有共性，有脂肪 族、芳香族、杂环等等。通常根据其溶解度分为脂溶性和 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， A、D、E、K；而水溶性维生素是通过转变 成辅酶对代谢起调节作用，包括B1、B2、烟酸、烟酰胺、
B6、泛酸、生物素、叶酸、B12、Vc；



激酶是一种磷酸化酶类，在ATP存在下催化葡萄糖， 甘油等磷酸化。 其中的金属离子与酶的结合一般较松散。在溶液中， 酶与这类离子结合而被激活。 如Na+ 、K+、 Mg2+、 Ca2+ 等。金属离子对酶有一定的 选择性,某种金属只对某一种或几种酶有激活作用。

C C O O C O C H C HO C H CH2OH O HO C HO C H C HO C H CH2OH
（2）参与氧化还原反应 维持秋季没的谷胱甘肽的还原状态，发挥解毒作用 是红细胞中膏体血红蛋白还原成血红蛋白，恢复其运氧能力 使难于吸收的三价铁还原成易于吸收的二价铁 保护维生素A、E及B免遭氧化，促进叶酸转变成四氢叶酸 缺乏症：坏血病
CH2NH2
O OH
CH2 O P OH N 磷酸吡哆胺
化学本质：咕啉&钴衍生物 是目前所知唯一含有金属元素的维生素 活性形式：甲基钴胺素，5’-脱氧腺苷钴胺素 生理功能：甲钴胺素是甲基转移酶的辅酶，催化甲基 转移； 5’-脱氧腺苷钴胺素参与分子内重排以及核苷酸还原成脱 氧核苷酸的反应 缺乏症：影响巨红细胞中DNA合成，导致恶性贫血
பைடு நூலகம்
各种维生素生理功能不同，缺乏不同维生素会引起不同病
症的“维生素缺乏症” 维生素A 维生素C： 羟化酶的辅酶 维生素B族： 维生素B1：α-酮酸脱氢酶的辅酶 维生素B2：黄酶的辅基 夜盲症 坏血病 脚气病 口角糜烂、口腔溃疡
维生素B6：氨基酸转氨酶和脱羧酶的辅酶 维生素PP：不需氧脱氢酶的辅酶 癞皮病 维生素B12和叶酸 恶性细胞贫血
生物化学 第11章
一、维生素(Vitamin)概论

维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一类微量有 机物质，主要由外界供给； 不同于糖、脂类、蛋白质，不是细胞组成成分，也不是供

能物质，而是参与物质代谢的调节；

多作为酶的辅酶或者辅基组成成分； 命名一般按照发现的顺序在“维生素”后面加上拉丁字母， 例如维生素A，维生素C等，相应的英文用VA，Vc表示
CH2CH2CH2CH2COOH CH2
化学本质：含六个碳原子的多羟基脂肪酸 主要类型：抗坏血酸，脱氢抗坏血酸,人体不能合成。 活性形式：L-抗坏血酸和脱氢抗坏血酸 生理功能： （1）参与多种氢化反应 维生素C是脯氨酸氢化酶及赖氨酸氢化酶的辅助因子，促进 胶原蛋白合成； 维生素C是7-α羟化酶得 辅酶，催化胆固醇转化 O 维生素C参与芳香族氨基酸代谢 O