8 第八章维生素与辅酶.ppt

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1、第八章第八章VitaminVitamin&Coenzyme&Coenzyme研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me eVitaminVitaminn维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一维生素是机体维持正常生命活动所必不可少的一类有机物质。类有机物质。n维生素一般习惯分为维生素一般习惯分为脂溶性脂溶性和和水溶性水溶性两大类。其两大类。其中中脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作脂溶性维生素在体内可直接参与代谢的调节作用用，而，而水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起水溶性维生素是通过转变成辅酶对代谢起调节作用调

2、节作用。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me eCoenzyme&MetalCoenzyme&Metaln根据酶的组成情况，可以将酶分为两大类：根据酶的组成情况，可以将酶分为两大类：单纯蛋白酶：单纯蛋白酶：它们的组成为单一蛋白质它们的组成为单一蛋白质.结结合合蛋蛋白白酶酶：某某些些酶酶，例例如如氧氧化化-还还原原酶酶等等，其其分分子子中中除除了了蛋白质外，还含有非蛋白组分。蛋白质外，还含有非蛋白组分。结结合合蛋蛋白白酶酶的的蛋蛋白白质质部部分分称称为为酶酶蛋蛋白白，非非蛋蛋白白质质部部分分包包括括辅辅酶酶及及金金

3、属属离离子子(或或cofactorcofactor)，酶酶蛋蛋白白与与辅辅助助成成分分组组成成的的完整分子称为完整分子称为全酶全酶。单纯的酶蛋白无催化功能。单纯的酶蛋白无催化功能。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e1 1、水溶性维生素、水溶性维生素VBVB，VCVC，硫辛酸，硫辛酸大多数辅酶的前体主要是水溶性大多数辅酶的前体主要是水溶性 B B 族维生素族维生素，许多维生，许多维生素的生理功能与辅酶的作用密切相关。素的生理功能与辅酶的作用密切相关。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am m

4、i in n&C Co oe en nz zy ym me e(1)(1)维生素维生素PPPPn尼克酸和尼克酰胺，在体内转变为辅酶尼克酸和尼克酰胺，在体内转变为辅酶I I和辅酶和辅酶IIII。n能能维维持持神神经经组组织织的的健健康康，缺缺乏乏时时表表现现出出神神经经营营养养障障碍碍，出现皮炎。出现皮炎。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e附：附：VPPVPP和和 NADNAD+NADP NADP+NADNAD (烟烟酰酰胺胺-腺腺嘌嘌呤呤二二核核苷苷酸酸，又又称称为为辅辅酶酶I)I)和和NADPNADP(烟

5、烟酰酰胺胺-腺腺嘌嘌呤呤磷磷酸酸二二核核苷苷酸酸,又又称称为为辅辅酶酶II II)是是维维生生素素烟烟酰酰胺胺的的衍生物。衍生物。功能：功能：是多种重要脱氢酶的辅酶。是多种重要脱氢酶的辅酶。机理？机理？研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e(2)Riboflavin-VB(2)Riboflavin-VB2 2n核黄素核黄素VBVB2 2由核糖醇和由核糖醇和6 6，7-7-二甲基异咯嗪两部分组成。二甲基异咯嗪两部分组成。n缺缺乏乏时时组组织织呼呼吸吸减减弱弱，代代谢谢强强度度降降低低。主主要要症症状状为为口口腔腔

6、发发炎炎，舌炎、角膜炎、皮炎等。舌炎、角膜炎、皮炎等。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e附：核黄素和附：核黄素和FADFAD和和FMNFMNnFAD(FAD(黄黄素素-腺腺嘌嘌呤呤二二核核苷苷酸酸)和和FMN(FMN(黄黄素素单单核核苷苷酸酸)是是核核黄黄素素(维维生生素素B2)B2)的的衍衍生生物物。功功能能：在在脱脱氢氢酶酶催催化化的的氧氧化化-还还原原反反应中，起着电子和质子的传递体作用。应中，起着电子和质子的传递体作用。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C C

7、o oe en nz zy ym me e(3)(3)PantothenicPantothenic acid-VB acid-VB3 3n泛酸：泛酸：VBVB3 3,是由是由，-二羟基二羟基-二甲基丁酸和一分子二甲基丁酸和一分子-丙氨酸缩合而成丙氨酸缩合而成。丙氨酸丙氨酸泛解酸泛解酸研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e附：附：PAPA&Coenzyme A&Coenzyme An辅酶辅酶A A是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它的前体是是生物体内代谢反应中乙酰化酶的辅酶，它的前体是维生素维生素(B3)(B3

8、)泛酸。泛酸。功能：是传递酰基，是形成代谢中间产功能：是传递酰基，是形成代谢中间产物的重要辅酶。物的重要辅酶。CH2CCH3CH3CHOHCONHCH2CH2CNHCH2CH2SHOOOOHPOOHHONNNH2NNOPOOOHPOOOHCH2研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e(4)(4)叶酸和四氢叶酸叶酸和四氢叶酸(FH(FH4 4或或THFA)THFA)n四四氢氢叶叶酸酸是是合合成成酶酶的的辅辅酶酶，其其前前体体是是叶叶酸酸(又又称称为为蝶蝶酰酰谷谷氨酸，维生素氨酸，维生素B11)B11)。n四四氢氢叶

9、叶酸酸的的主主要要作作用用是是作作为为一一碳碳基基团团，如如-CHCH3 3,-CH-CH2 2-,-,-CHO CHO 等的载体等的载体，参与多种生物合成过程。，参与多种生物合成过程。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e(5)(5)硫胺素硫胺素VBVB1 1n硫硫胺胺素素(维维生生素素B1)B1)在在体体内内以以焦焦磷磷酸酸硫硫胺胺素素(TPP)(TPP)形形式式存存在在。缺缺乏乏时时表表现现出出多多发发性性神神经经炎炎、皮皮肤肤麻麻木木、心心力力衰衰竭竭、四四肢肢无力、下肢水肿。无力、下肢水肿。研研究究生

10、生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e 附：硫胺素和焦磷酸硫胺素附：硫胺素和焦磷酸硫胺素(TPP)(TPP)n焦焦磷磷酸酸硫硫胺胺素素是是脱脱羧羧酶酶的的辅辅酶酶，它它的的前前体体是是硫硫胺胺素素(维维生生素素B1)B1)。功能：是催化酮酸的功能：是催化酮酸的脱羧反应脱羧反应研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e(6)(6)吡哆素吡哆素VBVB6 6n吡多素吡多素(维生素维生素B6B6，包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺

11、)。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e附：吡哆素和磷酸吡哆素附：吡哆素和磷酸吡哆素n磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。磷酸吡哆素主要包括磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。n磷磷酸酸吡吡多多素素是是转转氨氨酶酶的的辅辅酶酶，转转氨氨酶酶通通过过磷磷酸酸吡吡多多醛醛和和磷磷酸酸吡多胺的相互转换，起吡多胺的相互转换，起转移氨基转移氨基的作用。的作用。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e(7)Biotin-VB(7)Biotin-V

12、B7 7n生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种生物素是羧化酶的辅酶，它本身就是一种B B族维生素族维生素B7B7。HNN HCOCHH2CS(CH2)4COOH生物素的功能是作为生物素的功能是作为COCO2 2的递体，在生物合成中起的递体，在生物合成中起传递和固传递和固定定COCO2 2的作用的作用。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e(8)Cyanocobalamin-VB(8)Cyanocobalamin-VB1212 nVBVB1212又称氰钴胺素，又称氰钴胺素，VBVB12 12 分子中与分子中与 C

13、oCo+相连的相连的 CN CN 基被基被 5 5-脱氧腺苷脱氧腺苷 所取代，形成所取代，形成 VBVB1212辅酶。辅酶。nVBVB1212辅酶的主要功能是：作为变位酶的辅酶，催辅酶的主要功能是：作为变位酶的辅酶，催化底物分子内基团化底物分子内基团(主要为甲基主要为甲基)的的变位反应变位反应。n见：见：P450-451P450-451研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e（9 9）lipoiclipoic acid acidn硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶。硫辛酸是少数不属于维生素的辅酶。硫辛酸是硫辛酸是6,

14、8-6,8-二硫辛酸，有两二硫辛酸，有两种形式，即硫辛酸（氧化型）和种形式，即硫辛酸（氧化型）和二氢硫辛酸（还原型），二氢硫辛酸（还原型），是一种酰是一种酰基载体，基载体，参与酮酸氧化和脱羧作用时的参与酮酸氧化和脱羧作用时的偶联酰基转移和电子转移功偶联酰基转移和电子转移功能。能。SHSHSHSH研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e(10)Coenzyme Q(10)Coenzyme Qn辅酶辅酶Q Q又称为泛醌，广泛存在与动物和细菌的线粒体中，其又称为泛醌，广泛存在与动物和细菌的线粒体中，其结构为：结构为：n

15、辅酶辅酶Q Q的活性部分是它的醌环结构，主要功能是作为线粒体的活性部分是它的醌环结构，主要功能是作为线粒体呼吸链氧化呼吸链氧化-还原酶的辅酶，在酶与底物分子之间还原酶的辅酶，在酶与底物分子之间传递电子传递电子研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e1928，Szent-Gyorgyi分离出；分离出；1933 Hirst&Haworth测定结构；测定结构；Richstein报道，获得报道，获得1937诺贝尔化学奖。诺贝尔化学奖。在体内参与氧化还原反应，羟化反应。人体不能合成。在体内参与氧化还原反应，羟化反应。人体不

16、能合成。可防龋贫血；改善变态反应，降解和防止组胺积累；刺激免疫系统，防止和治可防龋贫血；改善变态反应，降解和防止组胺积累；刺激免疫系统，防止和治疗感染（抑制白细胞氧化破坏，增加其游动性）疗感染（抑制白细胞氧化破坏，增加其游动性）研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e(11)Ascorbic acid-(11)Ascorbic acid-VcVc2 2、脂溶性维生素、脂溶性维生素n维生素维生素A,D,E,KA,D,E,K均溶于脂类溶剂，不溶于水，在食均溶于脂类溶剂，不溶于水，在食物中通常与脂肪一起存在，吸收它们，

17、需要脂肪物中通常与脂肪一起存在，吸收它们，需要脂肪和胆汁酸。和胆汁酸。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e（1 1）VA-RetinolVA-Retinoln维生素维生素A A分分 A A1 1和和 A A2 2 两种，是不饱和一元醇类，两种，是不饱和一元醇类，VA1VA1又称又称为视黄醇，为视黄醇，VAVA2 2称为脱氢视黄醇。称为脱氢视黄醇。CH2OHCH2OHA1A2研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e（2 2）VDV

18、Dn维生素维生素D D是固醇类化合物，主要有是固醇类化合物，主要有 D2,D3,D4,D5,D2,D3,D4,D5,其中其中 D2,D3 D2,D3 活性最高。可提高血钙、血磷深度，促进磷的吸收，促进钙盐的活性最高。可提高血钙、血磷深度，促进磷的吸收，促进钙盐的更新及新骨的生成，促进肾小管细胞对钙磷的重吸收，减少其从更新及新骨的生成，促进肾小管细胞对钙磷的重吸收，减少其从尿中排出。尿中排出。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me enVD VD 的结构：的结构：在生物体在生物体内，内，D2 D2 和和 D3 D3

19、本身不本身不具有生物活性。它们在具有生物活性。它们在肝脏和肾脏中进行羟化肝脏和肾脏中进行羟化后，形成后，形成1,25-1,25-二羟二羟基维生素基维生素D D。其中。其中 1,25-1,25-二羟基维生素二羟基维生素D3D3 是生物活性最强的。是生物活性最强的。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e（3 3）VEVEn生育酚，生育酚，主要存在于植物油中（和豆类、蔬菜），目前发现的有主要存在于植物油中（和豆类、蔬菜），目前发现的有6种，其中种，其中，四种有生理活性。四种有生理活性。人体中最有效的抗氧化剂，人体中最

20、有效的抗氧化剂，能够对抗生物膜磷脂中不饱和脂肪酸的过氧化反应，保住生物膜。能够对抗生物膜磷脂中不饱和脂肪酸的过氧化反应，保住生物膜。可与硒协同通过谷胱甘肽过氧化酶抗氧化。可与硒协同通过谷胱甘肽过氧化酶抗氧化。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e（4 4）VKVKn凝血维生素：凝血维生素：共有共有3 3种，种，K1,K2,K3K1,K2,K3。其中其中K3K3是人工合成的。是人工合成的。维生素维生素K K 是是 2-2-甲基萘醌甲基萘醌 的衍生物，具有促血凝作用：促的衍生物，具有促血凝作用：促进肝脏合成凝血酶原

21、（凝血因子进肝脏合成凝血酶原（凝血因子IIII），调节另外），调节另外3 3种凝血因种凝血因子的合成。子的合成。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me eOOOOCH2CHC(CH3)CH2CH25CHC(CH3)23 3、辅酶在酶促反应中的作用、辅酶在酶促反应中的作用l同同一一种种辅辅酶酶可可以以和和多多种种不不同同的的酶酶蛋蛋白白结结合合形形成成不不同同的的全全酶酶。辅酶在催化反应过程中，直接参加了反应：辅酶在催化反应过程中，直接参加了反应：电子转移电子转移。l每每一一种种辅辅酶酶都都具具有有特特殊殊的的功功能

22、能，可可以以特特定定地地催催化化某某一一类类型型的反应。的反应。l一一般般来来说说，全全酶酶中中的的辅辅酶酶决决定定了了酶酶所所催催化化的的类类型型（反反应应专专一一性性），而而酶酶蛋蛋白白则则决决定定了了所所催催化化的的底底物物类类型型（底底物物专专一一性）。性）。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e4 4、酶分子中的金属离子酶分子中的金属离子n根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：根据金属离子与酶蛋白结合程度，可分为两类：金属酶金属酶和金属激酶。和金属激酶。n在金属酶中在金属酶中,酶蛋白与金属离子结合

23、紧密。如酶蛋白与金属离子结合紧密。如 FeFe2+2+/Fe/Fe3+3+、CuCu+/Cu/Cu3 3、ZnZn2+2+、MnMn2+2+、CoCo2 2 等。等。n金属酶中的金属离子作为酶的辅助因子，在酶促反应中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，原子或功能团传递电子，原子或功能团。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e金属酶中的金属离子与配体金属酶中的金属离子与配体 金属离子金属离子 配体配体 酶或蛋白酶或蛋白MnMn2 2 咪唑咪唑 丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶FeFe2+2+/Fe/

24、Fe3+3+卟啉环，咪唑，卟啉环，咪唑，血红素，血红素，含硫配体含硫配体 氧化氧化-还原酶，还原酶，过氧化氢酶过氧化氢酶CuCu+/Cu/Cu2+2+咪唑，酰胺咪唑，酰胺 细胞色素氧化酶细胞色素氧化酶CoCo2+2+卟啉环卟啉环 变位酶变位酶ZnZn2+2+-NH -NH3 3，咪唑，（咪唑，（-RS-RS）2 2 碳酸酐酶，醇脱氢酶碳酸酐酶，醇脱氢酶PbPb2 2 -SH d-SH d-氨基氨基-g-g-酮戊二酸脱水酶酮戊二酸脱水酶NiNi2 2 -SH -SH 尿酶尿酶研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e

25、金属激酶中的金属离子金属激酶中的金属离子n激酶是一种磷酸化酶类，在激酶是一种磷酸化酶类，在ATPATP存在下存在下催化葡萄糖，甘油等催化葡萄糖，甘油等磷酸化。磷酸化。n其中的金属离子与酶的结合一般较松散。在溶液中，酶与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。这类离子结合而被激活。n如如NaNa+、K K+、MgMg2+2+、CaCa2+2+等。金属离子对酶有一定的选择等。金属离子对酶有一定的选择性性,某种金属只对某一种或几种酶有激活作用。某种金属只对某一种或几种酶有激活作用。研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e思考与讨论思考与讨论典型维生素的作用的生化机理？典型维生素的作用的生化机理？金属激酶和金属酶中的金属离子的作用？金属激酶和金属酶中的金属离子的作用？研研究究生生生生物物化化学学 V Vi it ta am mi in n&C Co oe en nz zy ym me e