刘老师第六章维生素和辅酶.ppt

刘老师 第六章维生素和辅酶 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望发现记发现记 (1906(1906(1906(1906年英国年英国年英国年英国)纯化饲料纯化饲料纯化饲料纯化饲料矿物质、矿物质、蛋白质、蛋白质、脂肪、核脂肪、核酸、糖酸、糖纯化饲料纯化饲料纯化饲料纯化饲料+极微量牛奶极微量牛奶牛奶中存在需要量牛奶中存在需要量极少，但生存必须极少，但生存必须的食物辅助因子的食物辅助因子维生素维生素动物合成某动物合成某些维生素的些维生素的功能退化，功能退化，必须依靠植必须依靠植物和微生物物和微生物提供，一旦提供，一旦缺乏缺乏病病或死或死。提问：提问：提问：提问：说明什么？说明什么？说明什么？说明什么？第一节、维生素的第一节、维生素的概念和类别概念和类别第二节、第二节、水溶性水溶性维生素及辅酶维生素及辅酶第三节、第三节、脂溶性脂溶性维生素维生素第四节、卟啉及金属辅基第四节、卟啉及金属辅基第一节、维生素的第一节、维生素的概念和类别概念和类别 维生素（维生素（vitaminvitamin）是是机体维持正常功能所必需，机体维持正常功能所必需，但在体内不能合成或合成量但在体内不能合成或合成量很少，必须由食物供给的一很少，必须由食物供给的一组低分子量有机物质。组低分子量有机物质。一、维生素的一、维生素的概念概念二、二、维生素的维生素的分类分类依据依据溶解性溶解性水溶性水溶性V V：VVBB族族、VVC C脂溶性脂溶性V V：VVAA 、V VDD、V VE E、VVKK(一一)命名：命名：采用习惯法采用习惯法 用拉丁字母用拉丁字母A A、B B、C C、DD来命名，但这些来命名，但这些字母不表示发现该种维生素的历史次序字母不表示发现该种维生素的历史次序(维生素维生素A A除外除外)，也不说明相邻维生素之间存在什么关系。，也不说明相邻维生素之间存在什么关系。根据化学结构和根据化学结构和生理功能命名，如：生理功能命名，如：从上可知，从上可知，V V命名混乱，命名混乱，19671967、19701970年国际年国际理论与应用化学学会、国际营养科学学会先后理论与应用化学学会、国际营养科学学会先后提出提出V V命名原则的建议，但一直没被广泛应用。命名原则的建议，但一直没被广泛应用。三、三、维生素的命名维生素的命名第二节第二节 水溶性维生素及辅酶水溶性维生素及辅酶一、一、VB族族（1 1 1 1.2 2 2 2.3 3 3 3.5 5 5 5.6 6 6 6.9 9 9 9.12121212.生物素）生物素）生物素）生物素）11、VVB B1 1(硫胺素硫胺素）和脱羧辅酶）和脱羧辅酶）和脱羧辅酶）和脱羧辅酶 化学结构化学结构化学结构化学结构 嘧啶环嘧啶环嘧啶环嘧啶环+噻唑环噻唑环噻唑环噻唑环存在形式存在形式存在形式存在形式TPPTPP（硫胺素焦磷硫胺素焦磷酸酸）ATPAMP功能功能脱羧酶辅酶脱羧酶辅酶将底物移入（出）脱羧酶的活性中心。将底物移入（出）脱羧酶的活性中心。在酶催化反应中的作用举例在酶催化反应中的作用举例丙酮酸脱羧酶的辅酶丙酮酸脱羧酶的辅酶乙酰乳酸合成酶的辅酶乙酰乳酸合成酶的辅酶缺乏病缺乏病缺乏病缺乏病脚气、消化不良脚气、消化不良多存在于种皮、瘦肉、白菜中多存在于种皮、瘦肉、白菜中乙酰乳酸V VB2B2H化学结构化学结构 二甲基异咯嗪二甲基异咯嗪二甲基异咯嗪二甲基异咯嗪 +核糖醇核糖醇核糖醇核糖醇二甲基异咯嗪二甲基异咯嗪二甲基异咯嗪二甲基异咯嗪2 2、VVVVB2B2B2B2（核黄素核黄素）和黃素辅酶）和黃素辅酶）和黃素辅酶）和黃素辅酶核糖核糖核糖核糖醇醇醇醇？键相连键相连核苷键核苷键存在形式存在形式 核黄素核黄素核黄素核黄素单单单单核苷酸核苷酸核苷酸核苷酸 F FMMN N 核黄素核黄素核黄素核黄素腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤二核苷酸二核苷酸二核苷酸二核苷酸 F FA AD DAMP FMNFMNVB2FAD功能功能功能功能脱氢酶辅酶脱氢酶辅酶脱氢酶辅酶脱氢酶辅酶 传递传递H氧化态氧化态 还原态还原态机理机理机理机理FMN +2e+2H+FMNH2FAD +2e+2H+FADH2 二甲基异咯嗪上二甲基异咯嗪上的的N1N1、N5N5载运载运H H缺乏病缺乏病舌炎、舌炎、眼球充血等症状眼球充血等症状 补充物补充物牛奶、蔬菜牛奶、蔬菜3333、VVVVB5（维生素（维生素（维生素（维生素P PP P）（烟酰胺或尼克酰胺烟酰胺或尼克酰胺）化学结构化学结构存在方式存在方式烟酰胺烟酰胺腺嘌呤腺嘌呤二核苷酸二核苷酸（辅酶辅酶I）NAD+烟酰胺烟酰胺腺嘌呤腺嘌呤二核苷酸二核苷酸磷酸磷酸（辅酶辅酶）NADP+烟酰胺烟酰胺NAD+磷酸磷酸NADPNADP+提问：提问：为什么称？NMPAMPO氧化态氧化态 还原态还原态功能功能脱氢酶辅酶脱氢酶辅酶 传递传递HH机理机理可自身合成，不缺乏可自身合成，不缺乏可自身合成，不缺乏可自身合成，不缺乏酶活酶活性中性中心心+底底物物在脱氢酶的活性中心辅助在脱氢酶的活性中心辅助H传递传递NAD(P)H脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶活性活性中心中心底物底物 NAD(P)+NAD(P)HNAD(P)H来到其他酶活性中心将来到其他酶活性中心将H H传递出去。传递出去。44、VVB6（一）化学结构（一）化学结构 维生素维生素B B6 6包括包括吡哆醇吡哆醇(pyridoxine)pyridoxine)、吡哆醛吡哆醛(pyridoxal)pyridoxal)及及吡哆胺吡哆胺（pyridoxaminepyridoxamine），），在体内以在体内以磷酸酯磷酸酯的形式存在。的形式存在。磷酸吡哆醛和磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺可相互转变，均为可相互转变，均为活性型活性型。NCH2OHCH2OHHOH3C 吡哆醇吡哆醇(pyridoxol)NCH2OHCHOHOH3C 吡哆醛吡哆醛(pyridoxal)NCH2OHCH2NH2HOH3C 吡哆胺吡哆胺(pyridoxamine)NCH2OCHOHOH3CP（磷酸吡哆醛，（磷酸吡哆醛，PLP）吡哆醇吡哆醇吡哆醇氧化酶吡哆醇氧化酶吡哆醛吡哆醛吡哆胺吡哆胺吡哆胺转氨酶吡哆胺转氨酶ATPADP磷酸吡哆醇磷酸吡哆醇磷酸吡哆醇磷酸吡哆醇 氧化酶氧化酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺转氨酶转氨酶磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺ATPADP激酶激酶ATPADP 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛是氨基酸代谢中的是氨基酸代谢中的转氨酶转氨酶及及脱羧酶脱羧酶的的辅酶，能促进谷氨酸脱羧，增进辅酶，能促进谷氨酸脱羧，增进-氨基丁酸的生成，氨基丁酸的生成，-氨基丁酸是一种抑制性神经递质。临床上常用维氨基丁酸是一种抑制性神经递质。临床上常用维生素生素B B6 6对小儿惊厥及妊娠呕吐进行治疗。对小儿惊厥及妊娠呕吐进行治疗。磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛作为作为糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶的重要组成部的重要组成部分，参与糖原分解为分，参与糖原分解为1-1-磷酸葡萄糖的过程。肌磷酸磷酸葡萄糖的过程。肌磷酸化酶所含的维生素化酶所含的维生素B B6 6约占全身维生素约占全身维生素B B6 6的的707080%80%。人类未发现维生素人类未发现维生素B B6 6缺乏的典型病例。缺乏的典型病例。异烟肼异烟肼能与能与磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛结合，使其失去辅酶的作用，所结合，使其失去辅酶的作用，所以在服用异烟肼时，应补充维生素以在服用异烟肼时，应补充维生素B B6 6。（二）生理功能及缺乏症（二）生理功能及缺乏症55、VVB3 （泛酸，或泛酸，或泛酸，或泛酸，或遍多酸遍多酸遍多酸遍多酸）泛泛存在广泛存在广泛化学结构化学结构泛泛泛泛解解解解酸酸酸酸 丙丙丙丙氨氨氨氨酸酸酸酸VVB3 存在方式存在方式 辅酶辅酶AA（CoASH）3.5-ADP3355巯基乙胺巯基乙胺酰胺键磷酸二酯键泛酸泛酸3，3-二二甲基甲基-2、4-二羟二羟基丁酸基丁酸 OH？(名名)1提问：提问：看图看图说说说说化学化学组成组成？功能功能酰基转移酶辅酶酰基转移酶辅酶酰基转移酶辅酶酰基转移酶辅酶 传递传递酰基酰基在脂类代谢与糖类代谢中起着极为重要的作用在脂类代谢与糖类代谢中起着极为重要的作用机理机理HH22OO脂酰脂酰CoAH+水合反应水合反应 HH22OO来源何处？来源何处？-H+66、VVB11（叶酸造血维生素叶酸造血维生素）叶叶广泛存在于绿叶中广泛存在于绿叶中化学结构化学结构 2-氨基氨基-4-羟基羟基-6-亚甲基蝶亚甲基蝶呤呤对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸叶酸叶酸蝶酰谷氨酸蝶酰谷氨酸蝶酸蝶酸存在形式存在形式四氢叶酸四氢叶酸谷氨酸谷氨酸叶酸叶酸叶酸叶酸功能功能一碳单位脱除酶的辅酶一碳单位脱除酶的辅酶 传递一碳基团传递一碳基团 如（如（CH3、CH2、C(O)H、=C H）甲基甲基甲基甲基 亚甲基亚甲基亚甲基亚甲基 甲酰基甲酰基甲酰基甲酰基 甲川基甲川基甲川基甲川基四氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸5678传递亚甲基传递亚甲基谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸传递甲基传递甲基谷氨酸谷氨酸传递甲川基传递甲川基由于由于由于由于叶酸参与嘌呤、嘧啶的合成叶酸参与嘌呤、嘧啶的合成叶酸参与嘌呤、嘧啶的合成叶酸参与嘌呤、嘧啶的合成，进而间，进而间，进而间，进而间接影响到蛋白质的合成，一旦缺乏会影响接影响到蛋白质的合成，一旦缺乏会影响接影响到蛋白质的合成，一旦缺乏会影响接影响到蛋白质的合成，一旦缺乏会影响细胞合成。（细胞合成。（细胞合成。（细胞合成。（如严重的贫血病如严重的贫血病如严重的贫血病如严重的贫血病）磺胺类药物（磺胺类药物（磺胺类药物（磺胺类药物（抗菌药抗菌药抗菌药抗菌药）可以）可以）可以）可以竞争性竞争性竞争性竞争性地抑制地抑制地抑制地抑制细菌叶酸的合成（很多细菌只自身合成），细菌叶酸的合成（很多细菌只自身合成），细菌叶酸的合成（很多细菌只自身合成），细菌叶酸的合成（很多细菌只自身合成），导致繁殖中断，而人体利用食物中的叶酸，导致繁殖中断，而人体利用食物中的叶酸，导致繁殖中断，而人体利用食物中的叶酸，导致繁殖中断，而人体利用食物中的叶酸，因而不会受这类药物影响。因而不会受这类药物影响。因而不会受这类药物影响。因而不会受这类药物影响。生物素为含硫维生素，其结构可视为由生物素为含硫维生素，其结构可视为由尿素与硫戊烷环结合而成，并有一个尿素与硫戊烷环结合而成，并有一个C5酸枝链。酸枝链。HNNHCO尿素部分尿素部分HCCHH2CCHS硫戊烷环部分硫戊烷环部分(CH2)4COOHC5酸根部分酸根部分生物素（生物素（bioton）尿素环上尿素环上的一个的一个N可与可与CO2结合结合77、VVB7（生物素生物素生物素生物素）功能：功能：生物素是多种羧化酶的辅酶，生物素是多种羧化酶的辅酶，在在CO2固定反应中起重要作用。固定反应中起重要作用。缺乏症：缺乏症：人体一般不会发生生物素缺乏。人体一般不会发生生物素缺乏。大白鼠严重缺乏时，后脚瘫痪，广泛大白鼠严重缺乏时，后脚瘫痪，广泛的皮肤病、脱毛和神经过敏。人类缺的皮肤病、脱毛和神经过敏。人类缺少生物素可能导致皮炎、肌肉疼痛、少生物素可能导致皮炎、肌肉疼痛、感觉过敏、怠倦、厌食、轻度贫血等。感觉过敏、怠倦、厌食、轻度贫血等。生物素是细长针状的晶体，熔点生物素是细长针状的晶体，熔点232，耐热和耐酸、碱，微溶于水。，耐热和耐酸、碱，微溶于水。88、VVB12（钴胺素钴胺素钴胺素钴胺素）和）和）和）和辅酶辅酶辅酶辅酶VVB12 维生素维生素B12的发现是多年研究的发现是多年研究恶性贫血症（即巨初红细胞症）恶性贫血症（即巨初红细胞症）的结果。最初发现服用全肝可控的结果。最初发现服用全肝可控制恶性贫血症状，在制恶性贫血症状，在1948年从肝年从肝脏中分离出一种具有控制恶性贫脏中分离出一种具有控制恶性贫血效果的血效果的红色晶体红色晶体物质，定名为物质，定名为维生素维生素B12。在自然界中只有微生物能合成维生素在自然界中只有微生物能合成维生素B12。维生素维生素B12是含三价钴的多环系化是含三价钴的多环系化合物，其经验式为合物，其经验式为C63H88O14N14RCo。其结构式经多次修正，至其结构式经多次修正，至1963年确定。年确定。1973年完成人工合成。年完成人工合成。微生素微生素B12为深红色晶体，熔点甚高，为深红色晶体，熔点甚高，溶于水、乙醇和丙酮，不溶于氯仿。微溶于水、乙醇和丙酮，不溶于氯仿。微生素生素B12晶体及水溶液都相当稳定。但酸、晶体及水溶液都相当稳定。但酸、碱、日光、氧化和还原都使之破坏，有碱、日光、氧化和还原都使之破坏，有光活性。光活性。维生素维生素B B1212分子中与分子中与CoCo+相连的相连的CNCN基被基被5 5-脱氧腺苷所取代，形成维生脱氧腺苷所取代，形成维生素素B B1212辅酶。辅酶。维生素维生素B B1212辅酶的主要功能是作为辅酶的主要功能是作为变位酶的辅酶，催化底物分子内基团变位酶的辅酶，催化底物分子内基团(主要为甲基主要为甲基)的变位反应。的变位反应。1.促进某些化合物的异构作用。促进某些化合物的异构作用。2.促进甲基转移作用。促进甲基转移作用。3.维持维持SH的还原型状态。的还原型状态。4.促进核酸和蛋白质的生物合成。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。维持造血机构的正常运转。6.促进上皮组织细胞的新生。促进上皮组织细胞的新生。缺乏症：缺乏症：1.儿童及幼龄动物发育不良。儿童及幼龄动物发育不良。2.消化道上皮组织细胞失常。消化道上皮组织细胞失常。3.造血器官功能失常，不能正常造血器官功能失常，不能正常产生红血细胞，导致恶性贫血。产生红血细胞，导致恶性贫血。功能：功能：4.髓磷脂的生物合成减少，引起神经髓磷脂的生物合成减少，引起神经系统的损害，表现症状为手足麻木、系统的损害，表现症状为手足麻木、刺痛、体位不易维持平衡、肌肉动作刺痛、体位不易维持平衡、肌肉动作不协调、忧郁易怒、思想迟缓和健忘不协调、忧郁易怒、思想迟缓和健忘等。等。维生素维生素B12的吸收需要一种胃的吸收需要一种胃壁细胞分泌的糖蛋白（称为内因子）壁细胞分泌的糖蛋白（称为内因子），两者结合后才能被小肠吸收。恶，两者结合后才能被小肠吸收。恶性贫血患者的胃液中常缺乏内因子，性贫血患者的胃液中常缺乏内因子，须注射维生素须注射维生素B12治疗。治疗。坏血（坏血病）坏血（坏血病）毛细管脆弱、易碎毛细管脆弱、易碎 表现为牙龈发炎出血，皮肤出现小血斑、牙齿松动，严重者死表现为牙龈发炎出血，皮肤出现小血斑、牙齿松动，严重者死亡亡 V V V VC C C C防治坏血病防治坏血病抗坏血酸抗坏血酸化学结构化学结构酸性多羟基化合物酸性多羟基化合物二、二、VVCC（抗坏血酸抗坏血酸抗坏血酸抗坏血酸）D-葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸L-葡萄糖酸葡萄糖酸L-古洛内酯古洛内酯L-古洛内酯氧古洛内酯氧化酶化酶3-氧氧-L-古洛内酯古洛内酯L-抗坏血酸抗坏血酸1，4内脂内脂14还原还原人、猴、豚人、猴、豚鼠体内缺乏鼠体内缺乏故只能通过食物获取。故只能通过食物获取。？反应反应功能功能 1.抗坏血病抗坏血病（保护细胞膜）（保护细胞膜）2.氢传递体氢传递体 还原态还原态 氧化态氧化态 3.脯氨酸羟基化（脯氨酸羟基化（-OH）酶的辅酶酶的辅酶 4.酶的激活剂酶的激活剂？如何传递如何传递第三节第三节 脂溶性维生素脂溶性维生素1、VA（视黄醇视黄醇视黄醇视黄醇）动物催化植物中的动物催化植物中的-胡萝卜素转化而来。胡萝卜素转化而来。化学结构化学结构 不饱和的一元醇不饱和的一元醇(脂类中萜类衍生物）脂类中萜类衍生物）VA A1 1 VA A2 2？（化学组成）（化学组成）3甲基甲基环己环己(二二)烯烯+2甲基甲基-壬壬-四四烯烯醇醇弱光弱光存在形式存在形式 视紫红质（含视黄视紫红质（含视黄醛醛的糖蛋白）的糖蛋白）棒状细胞细棒状细胞细胞膜上视紫胞膜上视紫红质的电脑红质的电脑模拟图模拟图视黄醛视黄醛视黄醛视黄醛功能功能 暗视野下感光暗视野下感光视紫红质视紫红质全反式全反式视黄醛视黄醛全反型维生素全反型维生素A11-顺型顺型视黄醛视黄醛视蛋白视蛋白视蛋白视蛋白暗暗处处NADH+E111-顺型维生素顺型维生素ANADH+E1E2E2E2 视黄醛异构酶视黄醛异构酶缺乏：缺乏：缺乏：缺乏：夜盲症、影响夜盲症、影响发育等发育等E1E1 醇脱氢酶醇脱氢酶2、VD化学结构化学结构 固醇衍生物固醇衍生物固醇衍生物固醇衍生物人体皮肤中的7-脱氢胆固醇VD3功能功能1)促进促进促进促进CaCa2+2+在骨骼中的沉积在骨骼中的沉积在骨骼中的沉积在骨骼中的沉积VD 紫外线紫外线230300nm缺乏：缺乏：佝偻病、严重的蛀牙、软骨病、老年性佝偻病、严重的蛀牙、软骨病、老年性骨质疏松症骨质疏松症多喝奶制品！多喝奶制品！2)帮助吸收VA烟雾烟雾会遮断制造会遮断制造维生素维生素D的太阳的太阳光线；光线；强烈的日晒强烈的日晒灼伤灼伤后，皮肤将停止后，皮肤将停止制造维生素制造维生素D。33、VVE（生育酚生育酚）生育生育功能功能 影响影响影响影响生殖生殖生殖生殖 抗细胞被氧化抗细胞被氧化抗细胞被氧化抗细胞被氧化养颜养颜养颜养颜一种典型的生育酚一种典型的生育酚 缺乏缺乏缺乏缺乏死胎、细胞异型死胎、细胞异型死胎、细胞异型死胎、细胞异型化学结构化学结构死胎死胎少量生菜、麦胚少量生菜、麦胚三甲基苯酚三甲基苯酚三甲基苯酚三甲基苯酚+一甲基环氧己烷一甲基环氧己烷一甲基环氧己烷一甲基环氧己烷+三甲基十三烷三甲基十三烷三甲基十三烷三甲基十三烷？植物性食物中含量丰富，很少缺乏VK344、VVKK（凝血维生素凝血维生素）化学结构化学结构VK1VK2 2-甲基甲基-1，4萘醌萘醌124VK3？功能功能 促进凝血、促进凝血、血纤维蛋白质血纤维蛋白质促凝血蛋白原促凝血蛋白原血浆凝血酶血浆凝血酶磷脂、磷脂、Ca2+凝血酶原凝血酶原维生素维生素维生素维生素KK凝血酶凝血酶凝血酶凝血酶不溶性血纤维蛋白凝块来源：来源：食物（各种）、肠道中微生物（大肠杆菌、食物（各种）、肠道中微生物（大肠杆菌、乳酸菌）的合成，乳酸菌）的合成，不易缺乏不易缺乏电子传递体电子传递体