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第三章 维生素和辅酶【授课学时】 2学时【教学要求】(1)了解和掌握一些主要的水溶性维生素的名称、结 构、生理作用和它们的辅酶形式。(2)了解4种脂溶性维生素的生理作用(3)熟记各种维生素的化学本质、主要生理功能和发 挥活性的形式,举出相应缺乏病。第三章 维生素和辅酶【教学内容】(1)叙述维生素的定义、分类。(2)、叙述B族维生素与辅酶的关系。辅酶形式(NAD+、NADP+,FAD、FMN,辅酶A,硫胺素焦磷酸,磷酸吡哆醛,生物素,四氢叶酸,维生素B12,硫辛酸)(3)4种脂溶性维生素的结构和生理功能(维生素A、D、E、K)【教学重点、难点】(1)B族维生素与辅酶的关系。(2)各种维生素的生理功能和发挥活性的形式,以及缺乏所导致的疾病。第三章 维生素和辅酶第一节 概述第二节 脂溶性维生素第三节 水溶性维生素与辅酶第一节 概述一、维生素的概念二、维生素的分类及命名一、维生素(Vitamin)概念 维生素是维持机体正常代谢所必需的,但机体内不能合成或合成量不足,必须靠食物供给的一类营养素。特 点 1、既不是结构物质,也不是能量物质。 2、一般作为辅酶(或辅酶的主要成分)起作用,调节新 陈代谢。 3、体内不能合成或合成量不足,必须从食物中摄取。4、需要量很少。缺乏或过多都会引起代谢失调。维生素的生理功能维生素即是基础物质,也是能源物质;维生素能调节机体酶活性,对机体生长、代谢调节起重要作用。第一节 概述一、维生素(Vitamin)概念二、维生素分类及其命名维生素缺乏的原因供给量不足、吸收障碍、需要量增加、药物引起维生素缺乏。二.维生素的分类及命名目前,无统一标准。按 英文名称 其化学性质 生理功能 数字序号第三章 维生素和辅酶第一节 概述第二节 脂溶性维生素第三节 水溶性维生素与辅酶第三节 脂溶性维生素维生素A 维生素D 维生素E 维生素K 第二节 脂溶性维生素一、维生素A和胡萝卜素化学名称:视黄醇 1、结构环己烯不饱和一元醇,包括两种:A1、A2 2、维生素A的来源肝脏、乳制品、蛋黄胡萝卜、绿叶蔬菜、玉米 β-胡萝卜素、α-胡萝卜素、γ-胡萝卜素、黄玉米色素在肝脏、肠粘膜内转化成A。 β-胡萝卜素 转化成二个维生素A(一切有色蔬菜) 3、功能合成视紫红质,与暗处视物有关。缺乏症:夜盲症、干眼病;上皮组织角化;生长发育受阻。若过量,会伤肝脏。活性形式:11-顺式视黄醛视紫红质为弱光感受物,当弱光射到视网膜上时,视紫红质分解,并刺激视神经而发生光觉。 11-顺式视黄醛,在暗光下经视网膜圆锥细胞作用后,与视蛋白结合成视紫红质,形成一个视循环。当全反视黄醛变成11-顺式视黄醛时,部分全反视黄醛被分解为无用物质,故必需随时补充维生素A,每日补充量1 mg。二、维生素D 1、结构 固醇衍生物 D3:胆钙化固醇(动物) D2:麦角钙化固醇(植物)植物体内只有维生素D2原,没有维生素D 2、来源(1)D3来源 :鱼肝油、牛奶、蛋黄、肝、肾等(2)D原转化酵母、真菌、植物中: 麦角固醇(D2原)维生素D2 (麦角钙化固醇)动物体内: 胆固醇7一脱氢胆固醇(D3原)  维生素D3 (胆钙化固醇) 3、功能与固醇类激素合成有关。与降钙素、甲状旁腺素一起调节钙磷代谢,维持血中钙磷正常水平。促进骨骼正常发育。 D3:提高血钙、血磷水平,促进新骨的生成与钙化。缺乏症:软骨症、佝偻症等。活性形式:1,25一二羟基胆钙固醇。维生素D3 (胆钙化固醇)→25-羟基胆钙固醇(肝脏)→1,25一二羟基胆钙固醇(肾脏)促进小肠Ca2+的吸收、运输;促进骨骼中Ca2+的沉积;促进肾小管对钙磷的重吸收三、维生素E 化学名称:生育酚,共有8种,直接具有活性。 1、结构苯骈二氢吡喃的衍生物维生素E 2、来源:植物油:麦胚油、玉米油、花生油、棉子油、蛋黄、牛奶、水果等。 3、功能机理:抗氧剂,清除氧自由基,对抗生物膜中不饱和脂肪酸的过氧化,保护生物膜的结构与功能生理功能:(1)抗器质性生殖不育;(2)促进血红素合成,延长红细胞寿命,防止非缺铁性贫血缺乏症:(1)器质性生殖不育 (2)红细胞减少,贫血四、维生素K 1、结构 2-甲基-1、4-萘醌的衍生物维生素K 2、来源 以植物油为主 K1:绿色蔬菜、动物肝脏、牛奶、大豆, K2:肠道微生物合成(大肠杆菌、乳酸菌) K3:临床使用的合成物 K4:凝血活性更高 3、功能凝血酶原谷氨酸羧化酶的辅因子,促进肝脏中凝血酶原(因子II )的活化,并调节其他凝血因子的合成(因子VII 、IX、 X)。缺乏症:长期服用抗菌素、胆汁闭塞、脂类吸收少,会引起Vit K缺乏,凝血时间延长,肌肉、胃肠道出血 。凝血过程中,许多凝血因子的生成与维生K有关。 ①凝血酶原 因子II ②转变加速因子前体 因子VII ③血浆凝血酶激酶 因子IX ④司徒氏因子 因子X 第六章 维生素、水和矿质平衡第一节 概述第二节 脂溶性维生素第三节 水溶性维生素与辅酶第三节 水溶性维生素与辅酶(1)主要是B族维生素,绝大多数都是辅酶。(2)硫辛酸(3)维生素C 第三节 水溶性维生素一、维生素B1和焦磷酸硫胺素(TPP)二、维生素B2和黄素辅酶(FMN、FAD)三、维生素B5和辅酶NAD+及NADP+ 四、泛酸(VitB3)和辅酶A 五、维生素B6和转氨辅酶吡哆醛六、生物素和生物素羧基载体蛋白七、叶酸与叶酸辅酶八、维生素B12和辅酶B12 九、维生素C(抗坏血酸 ascorbic acid) 一、维生B1与焦磷酸硫胺素(TPP) 化学名称:硫胺素(Thiamine)别名:抗神经炎维生素、抗脚气病维生素 1、结构 结构:嘧啶-噻唑衍生物活性形式:硫胺素焦磷酸(TPP) 2、功能(TPP) α-酮酸脱羧酶的辅酶乙酰乳酸合成酶辅酶转酮醇酶辅酶磷酸酮酶辅酶缺乏症:脚气病、多发性神经炎、心肌炎、食欲不振、消化不良。 3、来源谷类的外皮及胚芽、麦麸、米糠、瘦肉第三节 水溶性维生素一、维生素B1和焦磷酸硫胺素(TPP)二、维生素B2和黄素辅酶(FMN、FAD)三、维生素B5和辅酶NAD+及NADP+ 四、泛酸(VitB3)和辅酶A 五、维生素B6和转氨辅酶吡哆醛六、生物素和生物素羧基载体蛋白七、叶酸与叶酸辅酶八、维生素B12和辅酶B12 九、维生素C(抗坏血酸 ascorbic acid) 二、维生素B2与黄素辅酶(FAD、FMN)化学名称:核黄素(riboflavin) 1、结构 6、7-二甲基异咯嗪与核糖醇的缩合物 FMN/FMNH2,FAD /FADH2的辅基 核黄素+ATP→FMN+ADP FMN+ATP→FAD+ppi 2、功能 FMN、FAD作为氧化还原型黄素辅基,可分别与酶蛋白结合(称黄素蛋白),构成脱氢酶的辅基。黄素辅酶通过三种不同的氧化还原态转移1个或2个电子第三节 水溶性维生素一、维生素B1和焦磷酸硫胺素(TPP)二、维生素B2和黄素辅酶(FMN、FAD)三、维生素B5和辅酶NAD+及NADP+ 四、泛酸(VitB3)和辅酶A 五、维生素B6和转氨辅酶吡哆醛六、生物素和生物素羧基载体蛋白七、叶酸与叶酸辅酶八、维生素B12和辅酶B12 九、维生素C(抗坏血酸 ascorbic acid) 三、 维生素B3—泛酸与辅酶A(CoA)维生素B3也称泛酸(Pantothenic acid)、遍多酸,是辅酶A、ACP的组成成分 1、结构 VB3:β-丙氨酸与 α、γ-二羟基-β、β–二甲基丁酸通过肽键形成的缩合物 辅酶A(CoA-SH):3’,5’ADP、Pi、泛酸、β-巯基乙胺活性位点: β-巯基乙胺的-SH 2、功能(1)组成CoA-SH CoA-SH是主要的脂酰基载体,乙酰辅酶A是糖代谢、脂肪代谢、氨基酸代谢的枢纽。(2)组成酰基载体蛋白(acylcarrier protein,ACP) 4-磷酸泛酰巯基乙氨通过共甲键与酰基载体蛋白的Ser-OH相连。 3、来源肝脏、肾、蛋、小麦、米糠、花生、豌豆蜂王浆一般无缺乏症,但应用于多种疾病的辅助治疗。第三节 水溶性维生素一、维生素B1和焦磷酸硫胺素(TPP)二、维生素B2和黄素辅酶(FMN、FAD)三、维生素B5和辅酶NAD+及NADP+ 四、泛酸(VitB3)和辅酶A 五、维生素B6和转氨辅酶吡哆醛六、生物素和生物素羧基载体蛋白七、叶酸与叶酸辅酶八、维生素B12和辅酶B12 九、维生素C(抗坏血酸 ascorbic acid) 四、 维生素B5与烟酰胺辅酶维生素B5包括:烟酸(尼克酸,nicotinic acid)烟酰胺(尼克酰胺,nicotinamide) 烟酰胺是合成NAD、NADP的前体 1、结构:吡啶衍生物 2、NAD+、NADP+是许多脱氢酶的辅酶。 NAD+:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸,辅酶I 〈分解代谢〉 NADP+:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,辅酶II 〈合成代谢〉 3、B5来源广泛肝脏、酵母、花生、谷类、豆类、肉类缺乏时出现神经营养障碍,表现为口角炎、皮炎等,俗称癞皮病(鳞片状皮肤)。结核病人长期服用异烟阱(与VB5结构相似),应注意补充VB5。第三节 水溶性维生素一、维生素B1和焦磷酸硫胺素(TPP)二、维生素B2和黄素辅酶(FMN、FAD)三、维生素B5和辅酶NAD+及NADP+ 四、泛酸(VitB3)和辅酶A 五、维生素B6和转氨辅酶吡哆醛六、生物素和生物素羧基载体蛋白七、叶酸与叶酸辅酶八、维生素B12和辅酶B12 九、维生素C(抗坏血酸 ascorbic acid) 五、维生素B6与磷酸吡哆醛辅酶维生素B6包括:吡哆醛、吡哆胺、吡哆醇 1、结构吡啶衍生物活性形式:磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 2、磷酸吡哆醛/磷酸吡哆胺参加的反应磷酸吡哆醛/磷酸吡哆胺作为辅酶,广泛参与涉及氨基酸的各种反应:转氨基作用、脱羧作用、脱氨基作用、消旋作用 3、来源广泛五谷杂粮、肠道细菌合成一般无缺乏症;异烟阱与VB6结合使之失活,应注意补充VB6 。第三节 水溶性维生素一、维生素B1和焦磷酸硫胺素(TPP)二、维生素B2和黄素辅酶(FMN、FAD)三、维生素B5和辅酶NAD+及NADP+ 四、泛酸(VitB3)和辅酶A 五、维生素B6和转氨辅酶吡哆醛六、生物素和生物素羧基载体蛋白七、叶酸与叶酸辅酶八、维生素B12和辅酶B12 九、维生素C(抗坏血酸 ascorbic acid) 六、维生素B7(生物素)与羧化辅酶 1、结构:尿素-噻吩-戊酸衍生物活性位点:N-1 2、生物素是多种羧化酶的辅基生物素的戊酸羧基与羧化酶中Lys侧链的-NH2共价相连, 通过尿素-N1H的羧化/去羧化作用传递羧基 3、依赖生物素的羧化酶乙酰CoA羧化酶生物素羧化酶(biotin carboxylase)生物素羧基载体蛋白(biotin carboxyl carrier protein,BCCP)转羧基酶(transcarboxylase) 4、来源广泛肝脏、肾、蛋黄、酵母、蔬菜、五谷杂粮、肠道细菌合成;一般无缺乏症;生鸡蛋清含有一种抗生物素的碱性蛋白(亲和素, avidin,与生物素结合成无活性又不能吸收的蛋白 ),对热不稳定。第三节 水溶性维生素一、维生素B1和焦磷酸硫胺素(TPP)二、维生素B2和黄素辅酶(FMN、FAD)三、维生素B5和辅酶NAD+及NADP+ 四、泛酸(VitB3)和辅酶A 五、维生素B6和转氨辅酶吡哆醛六、生物素和生物素羧基载体蛋白七、叶酸与叶酸辅酶八、维生素B12和辅酶B12 九、维生素C(抗坏血酸 ascorbic acid) 七、维生素B11叶酸维生素B11又名叶酸,喋酰谷氨酸 1、结构及功能 由蝶呤、对氨基苯甲酸、谷氨酸三部分构成活性形式:四氢叶酸(THF),传递一碳单位的辅酶传递的一碳单位有:甲基、亚甲基(甲叉)、甲川基、甲酰基、亚胺甲基活性位点:N5、N10 2、来源广泛肝脏、肾、酵母、肠道细菌合成一般不易发生缺乏症。缺乏时核酸合成受阻→细胞分裂、生长受阻。巨红细胞性贫血。第三节 水溶性维生素一、维生素B1和焦磷酸硫胺素(TPP)二、维生素B2和黄素辅酶(FMN、FAD)三、维生素B5和辅酶NAD+及NADP+ 四、泛酸(VitB3)和辅酶A 五、维生素B6和转氨辅酶吡哆醛六、生物素和生物素羧基载体蛋白七、叶酸与叶酸辅酶八、维生素B12和辅酶B12 九、维生素C(抗坏血酸 ascorbic acid) 八、维生素B12 钴胺素化学名称:钴胺素。维生素中唯一含有金属元素的。含钴、咕啉环(四个吡咯环)、苯并咪唑因R基团不同,有不同的辅酶形式(1)5’-脱氧腺苷钴胺素——甲基丙二酸单酰辅酶A 为变位酶的辅酶(2)甲基钴胺素 参与甲基转移缺乏症:恶性贫血。 Vit B12与胃粘膜分泌的一种糖蛋白(内在因子)结合才能被吸收。若缺乏“内在因子”,将导致Vit B12缺乏;只能采用针剂治疗,不能口服。九、硫辛酸(lipoic acid)硫辛酸以-COOH与专一酶蛋白上lys的-NH2相连,作为(丙酮酸脱氢酶和-酮戊二酸脱氢酶的)辅基。传递氢酰基载体。第三节 水溶性维生素一、维生素B1和焦磷酸硫胺素(TPP)二、维生素B2和黄素辅酶(FMN、FAD)三、维生素B5和辅酶NAD+及NADP+ 四、泛酸(VitB3)和辅酶A 五、维生素B6和转氨辅酶吡哆醛六、生物素和生物素羧基载体蛋白七、叶酸与叶酸辅酶八、维生素B12和辅酶B12 九、维生素C(抗坏血酸 ascorbic acid) 十、维生素C 十、维生素C 化学名称:抗坏血酸(ascorbic acid) 1、结构己糖衍生物,是烯醇式己糖酸内酯。 2、来源:食物。 3、功能: 氢载体(自身氧化还原)对于酶分子-SH处于还原状态具重要作用。脯氨酸羟化酶的辅酶。缺乏症:坏血病,毛细血管脆弱,牙龈发炎出血。严重者导致坏血病。

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