维生素生物化学 .ppt

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1、第十八章Biochemistry DepartmentDepartment of Basic Medical SciencesHangzhou Normal UniversityGuyisheng生物化学Biochemistry（Vitamin and Microelement）维生素与微量元素概述维生素维生素(Vitamin,Vit)的概念：的概念：维持机体正常生命活动所必需的一类小分子有机化合物。需要量较少，但机体不能合成或合成不足必需经常由食物供给维生素的分类维生素的分类脂溶性维生素脂溶性维生素水溶性维生素水溶性维生素2024/6/132Department of Biochemistr

2、y,Hangzhou Medical College维生素缺乏症及其原因维生素缺乏症及其原因摄入量不足，丢失增多需要量增加吸收障碍其他维生素中毒症维生素中毒症2024/6/133Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College第一节 脂溶性维生素(lipid-soluble vitamin)均为非极性疏水的异戊二烯衍生物食物中与脂类共存，消化吸收与脂类伴行脂类吸收不良，脂溶性维生素吸收减少，可引起缺乏症吸收的脂溶性维生素在血液与脂蛋白及某些特殊结合蛋白特异结合而运输A、D、K主要储存于肝，E主要在脂肪组织维生素A、D摄入过多，会引起中毒症2

3、024/6/134Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College一、维生素A（视黄醇）主要功能：参与视网膜感光物质生成（视紫红质）（视紫红质）维持上皮组织完整性（糖蛋白合成、调控基因表达）抗氧化、清除自由基、抗肿瘤、抗衰老缺乏症：夜盲症、干眼病夜盲症、干眼病抗干眼病维生素抗干眼病维生素功能2024/6/135Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College化学本质与性质化学本质与性质天然形式：A1（视黄醇）A2（3-脱氢视黄醇）活性形式：视黄醇、视黄醛、视黄酸来源：动物肝脏、鱼肝油、蛋

4、黄等维生素A原：-胡萝卜素结构2024/6/136Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College二、维生素D活性形式：1，25-（OH）2-D3主要功能：调节钙磷代谢促进肠道、肾小管钙磷吸收提高血浆钙磷水平有利骨质的钙化、生长、更新缺乏症：佝偻病、骨质软化症佝偻病、骨质软化症抗佝偻病维生素抗佝偻病维生素结构2024/6/137Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College化学本质与性质种类：VitD2（麦角钙化醇）VitD3（胆钙化醇）来源：肝、鱼肝油、蛋黄等VitD2原：麦角固醇V

5、itD3原：7-脱氢胆固醇麦角固醇VitD2胆固醇7-脱氢胆固醇VitD3结构2024/6/138Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College三、维生素E（生育酚）主要功能：抗氧化、清除氧自由基抗不育（与动物生殖机能有关）促进血红素、血红蛋白合成及红细胞代谢分生育酚、生育三烯酚两大类来源广泛结构2024/6/139Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College四、维生素K（凝血维生素）生理功能：促进凝血因子、合成（谷氨酸羧化酶的辅助因子）缺乏症：易出血出血结构n天然形式：K1、K2

6、n人工合成：K3、K42024/6/1310Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College第二节 水溶性维生素(water-soluble vitamin)体内贮存很少，易出现缺乏症很少积蓄，不会发生中毒症包括维生素B族和维生素CB族维生素：构成酶的辅酶和辅基列表2024/6/1311Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College一、维生素B1（硫胺素）生理作用：-酮酸脱氢酶系（氧化脱羧酶系）、转酮醇酶的辅酶（转移酰基）抑制胆碱脂酶活性（神经传导等有关）辅酶（基）形式：焦磷酸硫胺素（

7、TPP）缺乏症：脚气病脚气病、胃肠功能障碍、末梢神经炎等来源：种子外皮、胚芽、酵母等结构2024/6/1312Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College二、维生素B2（核黄素）生理作用：各种黄素酶的辅基（递氢）辅酶（基）形式：黄素腺嘌呤单核苷酸（FMN）黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）缺乏症：口角炎、舌炎、唇炎、阴囊皮炎口角炎、舌炎、唇炎、阴囊皮炎来源：肝、蛋黄、牛奶、各种蔬菜等结构2024/6/1313Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College三、维生素PP（尼克酰胺、尼克酸）

8、生理作用：不需氧脱氢酶的辅酶（递氢、递电子）辅酶（基）形式：尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）缺乏症：癞皮病癞皮病来源：瘦肉、酵母、谷类、花生、肝等结构2024/6/1314Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College四、维生素B6（吡哆醇、吡哆醛、吡哆胺）辅酶（基）形式：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺生理作用：氨基酸转氨酶、脱羧酶的辅酶（转移氨基）糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶的重要成分（糖原分解）ALA合酶合酶的辅酶（血红素合成）缺乏症：人类未发现结构2024/6/1315Department of Bio

9、chemistry,Hangzhou Medical College五、泛酸（遍多酸）生理作用：酰基转移酶的辅酶（转移酰基）辅酶（基）形式：辅酶A（CoA）、酰基载体蛋白（ACP）缺乏症：人类未发现结构2024/6/1316Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College六、生物素生理作用：羧化酶的辅酶（CO2的固定作用）辅酶（基）形式：生物素（羧基生物素-酶复合物，生物胞素）缺乏症：人类未发现结构2024/6/1317Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College七、叶酸（蝶酰谷氨酸

10、）生理作用：一碳单位转移酶的辅酶（转移一碳单位，与蛋白质、核酸合成，红细胞、白细胞的成熟有关）辅酶（基）形式：四氢叶酸（FH4）缺乏症：巨幼红细胞性贫血巨幼红细胞性贫血来源：肝、酵母、绿叶蔬菜等结构2024/6/1318Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College八、维生素B12（钴胺素）生理作用：参与四氢叶酸的再生（转甲基酶的辅酶），促进蛋氨酸、核酸合成，影响红细胞成熟辅酶（基）形式：甲基钴胺素、辅酶B12（5-脱氧腺苷钴胺素）缺乏症：巨幼红细胞性贫血、神经疾患巨幼红细胞性贫血、神经疾患来源：肝、瘦肉、鱼、牛奶等吸收：内因子内因子结构

11、2024/6/1319Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College九、维生素C（抗坏血酸）生理作用：参与羟化反应、氧化还原反应参与细胞间质（胶原蛋白）合成参与胆固醇的转化参与芳香族氨基酸的代谢儿茶酚胺、5-羟色胺等的合成参与体内的氧化还原反应GSSG、MHb、Fe3+、叶酸等的还原保护Vit A、E、B等免遭氧化抗病毒作用（提高免疫力）抗氧化2024/6/1320Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College化学本质与性质具有强还原性强还原性天然活性形式：L-抗坏血酸转变：脱氢抗坏

12、血酸失活：L-二酮古洛糖酸缺乏症：坏血病坏血病来源：新鲜的蔬菜、水果新鲜的蔬菜、水果结构2024/6/1321Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College十、-硫辛酸生理作用：酮酸氧化脱羧酶系（硫辛酸乙酰转移酶）的辅酶抗脂肪肝、降低血胆固醇参与氧化还原反应，保护巯基酶缺乏症：人类未发现结构2024/6/1322Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College第三节 微量元素（Microelement）概念：微量元素是指人体中每人每天的需要量在100以下的元素。种类：主要包括有铁、碘、

13、铜、锌、锰、硒、氟、钼、钴、铬等10余种。常是酶、维生素、激素的组成成分；人体需要量极少，而过少或过多都会致病乃至死亡；基本来自土壤。含量表2024/6/1323Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College一、铁（一）含量与分布含量：是微量元素中含量最高的，占体重的0.006%，成年男子约含34g。分布：3/4存在于血红蛋白、肌红蛋白和细胞色素；其余的以非血红素化合物（铁蛋白或含铁血黄素）形式贮存于肝、脾、骨髓、肌肉和肠粘膜中。Hb2024/6/1324Department of Biochemistry,Hangzhou Medica

14、l College（二）来源与排泄来源：食物：动物性食物中含铁较多，吸收率10%；红细胞：破损后释放的血红蛋白。需要量：成年男子日需铁0.51mg，妇女月经、妊娠、哺乳期及儿童生长期每日代谢铁12mg。排泄：大部分从脱落的消化道上皮细胞随粪便排泄，一部分从泌尿生殖道脱落细胞和皮肤脱屑排出。2024/6/1325Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College（三）吸收部位：十二指肠和空肠上段影响因素：食物中的铁有三种形式：含铁蛋白、铁盐、血红素铁。络合物的铁比无机铁更易吸收。Fe2+比Fe3+易于吸收，VitC、谷胱甘肽、Cys等能使铁还原

15、，故可促进铁的吸收。氨基酸、柠檬酸等可促进铁的吸收。血红素2024/6/1326Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College（四）运输与贮存吸收的铁可与脱铁铁蛋白结合形成铁蛋白贮存Fe2+进入血液被铜蓝蛋白氧化成Fe3+，由运铁蛋白运输到各组织细胞。（五）生理功能合成血红蛋白、肌红蛋白；合成含铁的酶：细胞色素、过氧化氢酶等；合成铁蛋白和含铁血黄素贮存。2024/6/1327Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College二、碘（一）含量与分布占体重0.00002%（成人含碘2050m

16、g）1/2在于肌肉，1/3存在于甲状腺（二）来源与排泄食物中的碘量取决于土壤和水中碘含量海洋生物中含碘较丰富还原成I-才能被小肠吸收以碘化物形式由肾排泄2024/6/1328Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College（三）生理功能甲状腺激素合成的原料在甲状腺滤泡细胞中形成“活性碘（I2）”碘化甲状腺球蛋白的酪氨酸残基缺碘单纯性甲状腺肿幼年甲状腺激素合成不足呆小症2024/6/1329Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College三、铜（一）含量与分布占体重0.0001%，50%7

17、0%存在于肌肉、骨骼中，20%存在于肝内，5%10%存在于血液中。大部分为结合态，主要与球蛋白结合成铜蓝蛋白，少数与清蛋白及球蛋白结合；小部分以游离态存在。2024/6/1330Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College（二）来源、吸收、运输、排泄食物来源：贝壳类、甲壳类及哺乳类动物的肝。吸收：小肠上段，与巯基金属蛋白结合吸收。运输：进入血液后由血浆蛋白运输。排泄：随胆汁由肠道排泄，少数随尿排泄。2024/6/1331Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College（三）铜的生理功

18、能酶的重要成分血浆铜蓝蛋白（CP）：催化Fe2+氧化成Fe3+，由运铁蛋白运输；细胞色素氧化酶超氧化物岐化酶（SOD）：抗氧化；赖氨酸氧化酶：维持胶原蛋白以及弹性蛋白的共价交联，使富有弹性和韧性。其他：酪氨酸酶、多巴胺羟化酶、单胺氧化酶等交联2024/6/1332Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College四、锌（一）含量与分布占体重0.0033%，成人中约2g。分布于各组织，以皮肤、视网膜、胰岛及前列腺组织较高。（二）来源与排泄动、植物性食物：海洋生物（虾、牡蛎）、肉、肝、蛋、乳、花生等小肠吸收：吸收率为2030（植酸、纤维素等与锌螯

19、合，妨碍吸收）锌主要由粪便排泄2024/6/1333Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College（三）生理功能作为辅基，参与多种酶（80余种）的组成碳酸酐酶、乳酸脱氢酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、SOD等对大脑功能的影响脑中的微量元素以锌最高抑制氨基丁酸合成酶锌参与组成锌指结构（多种蛋白质）反式作用因子，甲状腺激素、类固醇激素受体的DNA结合区等2024/6/1334Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College五、钴微量元素中含量最少VB12的成分食物中钴必须经肠道细菌合成VB

20、12，人体才能吸收利用十二指肠和回肠末端吸收，尿中排泄VB12 缺乏，可引起巨幼红细胞性贫血2024/6/1335Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College六、锰（一）含量与分布占体重0.00002%，约为1220mg。以脑、肝、肾、胰、肌肉及骨骼中较高。细胞内较集中于线粒体。（二)来源与排泄植物性食物：茶叶、胡桃等含量较丰富主要经胆汁由粪便排泄2024/6/1336Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College（三）生理功能作为酶的辅基或激活剂，调节代谢精氨酸酶、RNA聚合酶、

21、丙酮酸羧化酶、SOD等参与骨骼的发育多糖聚合酶、半乳糖转移酶硫酸软骨素合成参与造血促进铁卟啉合成、铜的利用维持正常生殖功能参与性激素合成2024/6/1337Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College七、硒人体含硒1421mg十二指肠吸收硒主要作为谷胱甘肽过氧化物酶的辅基清除过氧化氢、过氧化物保护巯基蛋白质，维持生物膜的完整性具有抗氧化、抗衰老作用加强维生素E的抗氧化作用参与辅酶Q、辅酶A的合成大骨节病、克山病与缺硒有关2024/6/1338Department of Biochemistry,Hangzhou Medical Col

22、lege八、氟氟与骨、牙的形成和钙磷代谢密切相关增强牙齿的抗磨、抗腐能力，增加骨骼的硬度（取代羟磷灰石中的羟基，形成氟磷灰石）氟过少龋齿氟过多氟中毒，斑釉齿，骨骼变形等2024/6/1339Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College其他微量元素铬：改善动脉硬化、改善糖尿病加强脂肪氧化，升高HDL与烟酸、甘氨酸、谷氨酸、半胱氨酸等形成有机铬，调节胰岛素与受体间二硫键钼：酶的重要成分黄嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亚硝酸还原酶等2024/6/1340Department of Biochemistry,Hangzhou Medical Colle

23、ge视紫红质的合成、分解与视黄醛视紫红质的合成、分解与视黄醛视紫红质视蛋白11-顺视黄醛全反视黄醛暗处光(视网膜)异构酶11-顺视黄醇全反视黄醇(肝)异构酶视黄醛还原酶2024/6/1341Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College维生素A的结构维生素A是由-白芷酮环和两分子2-甲基丁二烯构成的不饱和一元醇维生素A的侧链含有4个双链，故可形成多种顺反异构体，其中较重要的有全反型(A-trans)11-顺型（11-cis)2024/6/1342Department of Biochemistry,Hangzhou Medical Col

24、lege维生素D的生成2024/6/1343Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College维生素D的转变肾,骨,胎盘中的1-羟化酶 1,25-二羟维生素D3（1,25-二羟胆钙化醇）24,25-二羟维生素D3（24,25-二羟胆钙化醇）肾,骨,胎盘、软骨中的24-羟化酶肝25-羟化酶 维生素D3（胆钙化醇）25-羟维生素D3（25-羟胆钙化醇）2024/6/1344Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College维生素D的羟化图解2024/6/1345Department of Bio

25、chemistry,Hangzhou Medical College维生素E的结构维生素E又称为生育酚，已经发现的生育酚有、和四种，其中以-生育酚的生理效用最强2024/6/1346Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College维生素K的结构维生素K是2-甲基1，4-萘醌的衍生物2024/6/1347Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College叶酸四氢叶酸一碳单位维生素B6磷酸吡哆醛氨 基生物素生物素二氧化碳维生素B12钴胺素辅酶类烷 基硫辛酸硫辛酸酰 基泛酸辅酶A酰 基维生素B1

26、TPP醛 基 维生素B2FAD氢原子（质子）维生素B2FMN氢原子（质子）维生素PPNADP+氢原子（质子）维生素PPNAD+氢原子（质子）所含的维生素名 称转移的基团维生素组成的辅酶（基）在催化中的作用维生素组成的辅酶（基）在催化中的作用2024/6/1348Department of Biochemistry,Hangzhou Medical CollegeTPP的结构式2024/6/1349Department of Biochemistry,Hangzhou Medical CollegeFMN和FAD的结构式2024/6/1350Department of Biochemistry,

27、Hangzhou Medical CollegeNAD的结构式2024/6/1351Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College吡哆醛的结构式2024/6/1352Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College辅酶A的结构式2024/6/1353Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College生物素的结构式与羧基结合生与羧基结合生成羧基生物素成羧基生物素与赖氨酸残基与赖氨酸残基-氨基氨基结合成生物胞素结合成生物胞素2024/6/

28、1354Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College叶酸的结构式叶酸叶酸二氢叶酸还原酶NADPH+HNADPH+H+NADPNADP+二氢叶酸二氢叶酸二氢叶酸还原酶NADPH+HNADPH+H+NADPNADP+四氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸2024/6/1355Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College维生素B12的结构式2024/6/1356Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College维生素C的抗氧化作用2024/

29、6/1357Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College维生素C的结构维生素C脱氢维生素C2024/6/1358Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College硫辛酸的结构2024/6/1359Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College微量元素含量表2024/6/1360Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College必需微量元素最适浓度图2024/6/1361Depar

30、tment of Biochemistry,Hangzhou Medical College血红蛋白与肌红蛋白2024/6/1362Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College血红素的结构 铁 吸收2024/6/1363Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College弹性蛋白共价交联2024/6/1364Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College胶原蛋白共价交联2024/6/1365Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College再见！2024/6/1366Department of Biochemistry,Hangzhou Medical College