维生素与辅酶(总)

N
C
OH
2-氨基-4-羟基-6-亚甲基蝶呤
蝶酸
对氨基苯甲酸
谷氨酸
叶酸—蝶酰谷氨酸
• 存在形式——四氢叶酸（辅酶F、CoF）
H N H N 22 N N
2 1 3 N N 4
N N
N N H
8 7 8 7 6 6 5 5
H H
9
O O
N H
10
H
C H2
C C
谷氨酸
Fra Baidu bibliotekOH OH
四氢叶酸 叶酸 F4，THF
第七章 维生素和辅酶
一、维生素概述
• 唐代孙思邈：动物肝防治夜盲症；用谷皮汤熬粥防治 脚气病；
• 1886年荷兰医生Eijkman在荷属东印度公司研究亚洲 普遍流行的脚气病；1890年他的实验室的鸡群中发现 脚气病；1897证明该病由白米饲喂有关，将米糠加入 即可治愈。 • 1906年，英国hopkins,大鼠饲喂纯化饲料不能存活， 加入及微量牛奶后可正常生长。
C5酸根部分 生物素（biotin）
生物素是细长针状的晶体，熔点232℃，
耐热和酸碱，微溶于水。 功能：生物素是多种羧化酶的辅酶，
在CO2固定反应中起重要作用。
（七）VB11（叶酸－造血维生素）
• 化学结构
H 2N N
2 1 3 N 4
N
8 5 7 6 9 10
O
C H2 N H
COOH N H CH CH 2 CH 2 COOH
存在形式 • 黄素单核苷酸
AMP FAD
H
FMN
• 黄素腺嘌呤
FMN
VB2 核糖 醇
2 键相连 ？
VB
二核苷酸
FAD
核苷键
二甲基异咯 嗪
功能：脱氢酶辅酶，传递H
缺乏病——舌炎、眼球充血等症状
补充物—牛奶、蔬菜广泛存在，酵母、肝 、肾、蛋、奶、大豆中丰富
• 存在方式 (三) 泛酸/遍多酸(VB3) • 辅酶A（CoA~SH）
矿物质、 蛋白质、 脂肪、核 酸、糖
动物合成某些 维生素的功能 退化，必须依 靠植物和微生 物提供，一旦 缺乏：病/死 说明？
纯化饲料+极微量牛奶
• 牛奶中存在需要量极少， 但生存必需的食物辅助 因子—维生素
（二）维生素的概念
维生素(vitamin) ——人类必需的一类营养素 是维持机体正常生理功能所必需、机体 自身又不能合成或合成量不足，必需靠
（一） VB1( 硫胺素） 化学结构 嘧啶环 + 噻唑环
•VB1( 硫胺素）（存在形式：TPP（硫胺素）
由ATP提供
功能
缺乏病：脚气病 消化不良（抑制胆碱酯酶） 多存在于种皮、瘦肉、白菜中 VB1在酸性溶液中稳定，耐热，在pH3.5以下 ，120℃不被破坏。
（二） VB2（核黄素） 化学结构
• 1913年，美国生化学家Mendal和Osborni,McCollum和 Davis发现VA、VB,随后其他维生素相继发现。
维生素的发现
人类对维生素的认识始于3000多年前。当时古埃 及人发现夜盲症可以被一些食物治愈，虽然他们 并不清楚食物中什么物质起了医疗作用，但这是
人类对维生素最朦胧的认识。
影响发育等
E2 视黄醛异构酶
E1 醇脱氢酶
（二） VD
---固醇衍生物
功能： 1.促进Ca2+在骨骼中沉积
CH3 CH3 H CH3 C C C C C H H2 H2 H2 CH3
CH3
人体皮肤中的 紫外线 230~300nm
CH2
HO
7-脱氢胆固醇
CH3 CH3 H CH3 C C C C C H H2 H2 H2 CH3
HO
VD3
VD
缺乏：佝偻病、严重蛀牙、软骨病、老年 性骨质疏松症
2.帮助吸收VA
烟雾会遮断制造 多喝奶制品！ VD的太阳光； 强烈日晒灼伤后， 皮肤停止制造VD。
（三） VE（生育酚）
功能：影响生殖；抗氧化－养颜，保护生
物膜；促进血红素合成
缺乏：死胎、细胞异型 植物性食物中含量丰富很少缺乏
（四） VK（凝血维生素）
• 化学结构
OH CH2 H3 C C CH CH3 OH O
3，3-二甲基2、4-二羟基 丁酸
巯基乙胺
酰胺键
泛 解 酸
泛酸
磷酸二酯键
VV
1C
NH OH CH2 CH2 C OH
B3 B3
O
β 丙 氨 酸
5`
3`
3`.5`-ADP
功能——酰基转移酶辅酶，传递酰基
在脂类与糖类代谢中起重要的作用
H2 O
功能：促进凝血
电子传递体
促凝血蛋白原
血浆凝血酶 磷脂、Ca2+ 凝血酶原
维生素K
凝血酶 血纤维蛋白质
不溶性血纤维蛋 白凝块
来源：各种食物、肠道中微生物的合成，不易缺乏
维生素的发现
1906年，英国生物化学家霍普金斯(Frederick Hopkins)用纯 化后的饲料喂食老鼠，饲料中含有蛋白质、脂类、糖类和矿物 质微量元素，然而老鼠依然不能存活；而向纯化后的饲料中加 入哪怕只有微量的牛奶后，老鼠就可以正常生长了。从而证明 食物中除了蛋白、糖类、脂类、微量元素和水等营养物质外还 存在一种必需的“辅助因子”。
H3C
吡哆醇氧化酶
N
吡哆胺转氨酶
吡哆醇
ATP
吡哆醛
激酶
吡哆胺
ATP ADP 磷酸吡哆胺
ATP
ADP
磷酸吡哆醇
磷酸吡哆醇
ADP
磷酸吡哆醛
磷酸吡哆胺
氧化酶
转氨酶
功 能：
作为辅酶参加多种代谢反应，包括脱羧、转
氨、氨基酸内消旋、Trp代谢（包括Trp → nicotinamide）、含硫氨基酸的脱硫、羟基
维生素的发现
1912年，波兰科学家丰克，经过千百次的试验， 终于从米糠中提取出一种能够治疗脚气病的白色 物质。这种物质被丰克称为 "维持生命的营养素 "，简称Vitamin(维他命），也称维生素
维生素的发现
1886年，年轻的荷兰军医艾克曼(Christian Eijkman，18581930)在荷属东印度研究亚洲普遍流行的脚气病，最初企图找 出引起该病的细菌，但是没有成功——本来不是细菌引起的疾 病，又怎么可能成功呢？1890年，在他的实验鸡群中爆发了神 经性皮炎，表现与脚气病极为类似。直到1907年，艾克曼经过 专心研究，才终于查明，脚气病起因于白米。鸡吃白米得了脚 气病，将丢弃的米糠放回饲料中即可治愈。他自己也开始改吃 糙米，于是感染的脚气病随后也好了。艾克曼于是推测白米中 含有一种毒素，而米糠中则含有一种解毒的物质。荷兰的格林 却不这样认为，而是从另一个角度推测：白米中缺少一种关键 的成分，而这种成分就在米糠里。事实证明，格林的推测是正 确的，白米中缺少的正是维生素。
维生素的发现
1912年，霍普金斯(Hopkins)和Funk推出维生素缺
乏假说，推测人体系统中如果缺乏特定的足够量 的维生素，将会引起特定的疾病。在19世纪初， 通过提供缺乏特定成分的食物给实验动物食用的 方法，科学家们成功的将各种如今大家熟知的维
生素分离并且鉴别了出来。
（一）维生素的发现
(1906年英国) 纯化饲料
功能：一碳单位脱除酶的辅酶 传递一碳基团 • 含一个碳原子的基团
• 叶酸参与嘌呤、嘧啶的合成，间接影 响蛋白质合成。 • 磺胺类药物可竞争性地抑制细菌叶酸 的合成，导致繁殖中断。
（八 ） VB12及其辅酶
维生素B12是含钴的化合物， 又称钴胺素(cyanocobalamine)
5‘脱氧腺苷
咕啉环
维生素的发现
1519年，葡萄牙航海家麦哲伦率领的远洋船队从南美洲东岸向 太平洋进发。三个月后，有的船员牙床破了，有的船员流鼻血， 有的船员浑身无力，待船到达目的地时，原来的200多人，活 下来的只有35人，人们对此找不出原因。1734年，在开往格陵 兰的海船上，有一个船员得了严重的坏血病，当时这种病无法 医治，其他船员只好把他抛弃在一个荒岛上。待他苏醒过来， 用野草充饥，几天后他的坏血病竟不治而愈了。诸如此类的坏 血病，曾夺去了几十万英国水手的生命。1747年英国海军军医 林德总结了前人的经验，建议海军和远征船队的船员在远航时 要多吃些柠檬，他的意建被采纳，从此未曾发生过坏血病。但 那时还不知柠檬中的什么物质对坏血病有抵抗作用。
（九）硫辛酸
辛：八 H2C-CH2-HC（CH2）4 — COOH | | SH SH
（十）
VC（抗坏血酸）
------只能通过食物获取
？如何传递
功能：1.抗坏血病（保护细胞膜） 2.氢传递体 3.脯氨酸羟基化酶的辅酶 4.酶的激活剂
三、脂溶性维生素
（一） VA（视黄醇）
动物饮食中吸收，或植物中的β-胡萝卜素转化而来
化学结构： 不饱和一元醇 (脂类中萜类衍生物） （化学组成）
3甲基环己(二)烯+2甲基-壬-四烯醇
CH3 C H H3C CH3 CH3 C H H C CH CH3
CH3 CH3 C H H3C CH3 C H
CH2OH
C H
H C CH
CH3
CH2OH
C H
VA1
VA2
存在形式： 视紫红质（含视黄醛的糖蛋白）
氨基酸的代谢和氨基酸的脱水等。
分布广泛，食物中富含，肠道细菌可以合成供 人体需要。
（六）生物素（VB7 ）
为含硫维生素，其结构可视为由尿素与硫 戊烷环结合而成，并有一个C5酸枝链。
O C 尿素部分 NH CH CH (CH2)4COOH S
HN
HC
尿素环上的 一个N可与 CO2结合
硫戊烷环部分
H2C
CH3 C H H3C CH3 CH3 C H H C CH CH3 CHO C H
视黄醛
功能：暗视野下感光
棒状细胞细 胞膜上视紫 红质的电脑 模拟图 视紫红质 弱光 全反式 NADH+E1 全反型维生素A 视黄醛 视蛋白
E2
缺乏：夜盲症、
11-顺型 NADH+E1 暗 11-顺型维生素A 视黄醛 处
脂酰CoA
H+
广泛存在，
蜂王浆中 含量最多。 辅酶A广
泛被用作
各种疾病 的重要辅 助药物。
（四） VPP（烟酰胺/尼克酰胺）
• 存在方式
烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（辅酶I） NAD+ 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 （辅酶Ⅱ） NADP+
• 功能：脱氢酶辅酶 ，传递H
+
底 物 酶活 性中 心
可自身合成，不缺乏
（五） VB6
(P449)
又称吡哆素，包括吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺
CH2OH HO CHO HO CH2NH2
CH2OH
CH2OH
HO
CH2OH
H3C
N
H3C
N
H3 C
N
吡哆醇 (pyridoxol)
吡哆醛 (pyridoxal)
吡哆胺 (pyridoxamine)
CHO HO CH2O— P
（磷酸吡哆醛，PLP）
外界供给的一类微量低分子有机化合物。
• 不是能量物质，也不是结构物质，可调节物
质代谢和维持生理功能。
（三） 维生素的分类
依据溶解性分为：
水溶性： VB族、VC 脂溶性： VA 、 VD、 VE、 VK 功能： 水溶性V—辅酶， 参与酶催化反应中底物基团的转移 脂溶性V—调控某些生物机能
二、水溶性维生素
氰钴胺素
5‘ 脱 氧 腺 苷 钴 胺 素 甲 基 钴 胺 素
二甲基苯并咪唑核苷酸
功 能：
1.促进某些化合物的异构作用。 2. 促进甲基转移作用。 3. 维持SH的还原型状态。 4. 促进核酸和蛋白质的生物合成。 5. 维持造血机构的正常运转。 6. 促进上皮组织细胞的新生。
缺乏症：
1. 儿童及幼龄动物发育不良。 2. 消化道上皮组织细胞失常。 3. 造血器官功能失常，导致恶性贫血。 4. 髓磷脂的生物合成减少，损害神经系统
1911年，波兰化学家Casimir Funk发现糙米中能够防治脚气病 的物质(维生素B1)是一种胺(一类含氮化合物)。因此Funk提议 将这种化合物叫做Vitamine，意为“Vital amine”，中文意思 就是“致命的胺”，极言它的重要性。这个名词迅速被普遍应 用于所有的这种“辅助因子”。然而随后发现，许多其它的维 生素并不含有“胺”结构，但是由于Funk的叫法已经广泛采用， 所以这种叫法并没有废弃，而仅仅将amine的最后一个“e”去 掉，成为了“vitamin”(维生素，音译为“维他命”)。