维生素讲课1.docx

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维生素讲课1

第二章维生素与辅酶

第一节维生素的概念与分类

一、维生素的发现

19世纪初欧洲一些研究者

人体只需要蛋白质、糖类、脂类、矿物质、水

航海和探险的传记许多坏血病的病例

这些病人不能用当时已知的五种营养素来治疗

1896年被荷兰殖民者囚禁的爪哇人脚气病

荷兰医生艾克曼与食米的精、糙有关

可能是由于缺乏米糠中的某种成分引起的

1910年波兰学者冯克从米糠一种胺类物质

可治疗脚气病命名为“活性胺”

1926年Jansenhe和Donath米糠中硫胺素结晶

天然食物动物和微生物生长所必需的物质

大多数并不是胺类物质，统称为维生素

二、维生素的概念

维生素维持生命之要素

小分子的有机化合物

既不是构成组织的原料，不是供能物质

它是酶的辅酶的组成成分，尤其是B族维生素

动物不能合成或合成的量很少由食物中供给

高等植物一般可以合成

有些微生物能合成

如核黄菌合成维生素B有些不能

须由外界供给某种维生素才能正常生长

人肠道细菌合成一定量的维生素供人体需要

如果缺乏，代谢失调，生长停止，疾病随之发生，称之为维生素缺乏病

三、维生素的分类

（一）、维生素的命名

1．习惯上采用拉丁字母A、B、C、D-----来命名

2.根据生物学作用来命名

维生素B1（VB1）抗神经炎维生素

3.根据其化学结构来命名

维生素B1，分子中含有S和氨基，也称为硫胺素

（二）、维生素的分类

已知的维生素有30多种

其化学结构复杂多样

有胺类、醇类、酚类、醛类等

不能用一般有机化合物的分类方法来分类

多根据溶解性质分为两大类：

（1）脂溶性维生素，如维生素A、维生素D、维生素E和维生素K等。

（2）水溶性维生素包括维生素C和维生素B族。

第二节重要的脂溶性维生素

一、维生素A及维生素A原

维生素A视黄醇

两种维生素A1维生素A2

维生素A1咸水鱼的肝脏

维生素A2淡水鱼的肝脏

商品维生素A即维生素A1

化学结构

含有ß—白芷酮环的不饱和一元醇

维生素A1A2结构相似

维生素元：

本来不具有维生素活性,但在体内可转变为维生素的物质

ß—胡萝卜素在体内经ß—胡萝卜素-15，15’—双加氧酶催化可转变为两分子的视黄醛

视黄醛在视黄醛还原酶作用下还原为视黄醇

黄绿色植物含有类胡萝卜素物质

在小肠、肝脏内可转变为维生素A

类胡萝卜素有近10种异构体，ß胡萝卜素最重要

维生素A为黄色油状液体,粘性较大

侧链上有双键,易被氧化破坏

维生素A与三氯化锑的氯仿溶液反应产生绿色的化合物

每一国际单位维生素A的量相当于0.6微克的纯--胡萝卜素或0.344微克维生素A醋酸酯。

功能：

（1）维持人体正常的暗视觉

缺乏维生素A，影响暗适应能力，将出现“夜盲症”

暗适应:

指从明亮处进入暗处后看清物体所需的时间

视紫红质

暗

视蛋白光

11--顺视黄醛暗反视黄醛（分解）

11--顺视黄醇反视黄醇

血液VA

视循环示意图

（2）维持上皮组织的结构和功能所必需的物质

缺乏维生素A皮肤及粘膜上皮细胞角化

如眼角膜干燥，皮肤角化粗糙，呼吸道易感染

肝脏贮存维生素A

如果膳食中常有绿色蔬菜，供给胡萝卜素，即不易患夜盲症

二、维生素D及维生素D原

又称抗佝偻病维生素

其化学本质为固醇类衍生物

维生素D有多种，以维生素D2和D3较重要

1927Rosenheim植物中分离一种抗佝偻病的物质，经分析知为麦角固醇

人和动物皮下含有7—脱氢胆固醇

维生素D2和D3，体内的生理功能十分相似

调节钙、磷代谢，维持血钙和血磷水平,从而维持牙齿和骨骼的正常生长和发育

儿童时期缺乏维生素D，易发生佝偻病

其表现为：

弓形腿、膝内翻和关节肿大等

鱼肝油、蛋黄和牛奶中都含有丰富的维生素D2，植物中不含维生素D，但维生素D原在植物和动物体内都存在

过多服用维生素D将引起急性中毒

三、维生素K（凝血维生素）

丹麦科学家H．Dam

发现一种与凝血酶原的合成有关的物质

有两种维生素K，和K2

2—甲基-1，4—萘醌的衍生物

维生素K1最初苜蓿叶中提取

现知许多绿色植物中含维生素Kl

维生素K2腐烂鱼中提取是细菌的代谢产物

人工合成维生素K3

其化学本质为2—甲基—1，4-萘醌

主要功能是促进凝血酶原的合成

缺乏，凝血酶原合成受阻，导致凝血时间延长

凝血酶原要变成凝血酶，需Ca2+参与

酶原要结合Ca2+则要求它的肽链上具有γ-羧基谷氨酸

凝血酶原分子N端具有10个谷氨酸残基，经羧化后与Ca2+结合

肝肠道疾病患者，脂类的消化吸收不良，或长期服用广谱抗生素抑制了肠道细菌的生长，易导致维生素K缺乏

蛋黄、苜蓿、绿色蔬菜、动物肝脏等含有丰富的维生素K，人体肠道细菌也可以合成维生素K，故一般不会缺乏

四、维生素E

1922首先H．M．evans发现

它可防止大鼠不育症又称抗不育维生素

多种生物活性以生育酚最强

功能：

1与动物生殖机能有关

人类尚未发现因缺乏而影响生殖机能的病例

临床上常用它来治疗习惯性流产、早产等

2抗氧化作用

维生素E极易氧化，可保护其他易氧化的物质不被氧化，所以它是有效的抗氧化剂

蔬菜、谷类及动物性食品中都含有维生素E

种子的胚芽，尤其是麦胚油、玉米油和花生油中含量都很高

第三节重要的水溶性维生素

一、维生素C

1．结构与性质

L—型糖的不饱和多羟基化合物

大多数动物利用葡萄糖合成维生素C

人类、灵长类和豚鼠不能合成

缺乏L—古洛糖酸内酯氧化酶

必须从饮食中获得

维生素C可还原染料2，6—二氯酚靛酚

在碱性条件下，2，6-D为蓝色,

在酸性条件下，2，6—D呈粉红色，还原后变为无色

维生素C定性和定量分析的基础

2．维生素C的功能

1维生素C是重要的氢供体，可保护含巯基的酶的活性

重金属离子与酶的巯基结合使酶失去活性

使还原型谷胱甘肽（G-S-S-G）转变为氧化型（GSH）

后者可与重金属离子结合，而保护了需巯基的酶的活性

2维生素C作为脯氨酰羟化酶的辅酶

可提高这类金属酶的活性

促进胶原蛋白及粘多糖的合成，促进伤口愈合

胶原蛋白结缔组织中重要的蛋白质

含羟脯氨酸较多

放射性同位素标记实验证明

新合成胶原肽链甘氨酸残基的氨基端

是羟脯氨酸而不是脯氨酸

由脯氨酰羟化酶催化脯氨酸进行羟基化反应

人工合成的多聚（脯—脯—甘）熔点是24C

而多聚（脯—羟脯—甘）三螺旋的熔点为58C

维生素C缺乏

合成的胶原蛋白的熔点比正常胶原的熔点低

羟脯氨酸是胶原三螺旋之间形成氢键以稳定胶原三螺旋所必需的氨基酸

脯氨酰羟化酶的活性需有Fe2+的存在

亚铁离子使氧（O2）激活

如有Fe3+—O—复合物形成脯氨酰羟化酶失活

维生素C可使Fe3+还原为Fe2+

充当了抗氧化剂，维持需金属离子的酶的活性

缺乏，脯氨酸不能进行羟化

合成的胶原蛋白异常，皮肤易损伤

血管变脆而导致坏血病的发生

植物的绿色部分、黄瓜、西红柿等蔬菜及许多水果中都含有丰富的维生素C

其中草莓、山楂和橘类含量最多

二、维生素Bl和焦磷酸硫胺素

维生素B1硫胺素

R．B．william1936测定化学结构

1937人工合成

硫胺素由嘧啶环和噻唑环借亚甲基桥连接而成

因分子中含有氨基，又称为噻嘧胺

又因分子中含有S，又称为硫胺素等

在体内，常以硫胺素焦磷酸酯（TPP）的形式存在

硫胺素+ATP——硫胺素焦磷酸+AMP

构成α酮酸氧化脱羧酶系的辅酶之一

主要功能：

参与丙酮酸的氧化脱羧作用

若维生素Bl缺乏，TPP不能合成

丙酮酸不能氧化脱羧而堆积

刺激神经末梢，易患神经炎，出现健忘、不安、易怒或忧郁等症状又称为抗神经炎维生素

糖代谢受阻，能量供应不上，影响神经和心肌的代谢和机能，出现心跳加快，下肢深重，手足麻木，并有类似蚂蚁在上面爬行的感觉，临床上称为“脚气病”

维生素B，广泛分布于种子的外皮、胚芽中

米糠、酵母、瘦肉中含量也多

中药车前子、防风等也富含VB

古代医学记载：

“久食白米，令人身软”

千金翼方载：

用谷皮煮汤人粥内，常服之可免脚气

三、维生素B2（VB2）和FMN、FAD

1930Warburg等酵母分离黄色的酶

进一步研究该酶由酶蛋白和一种黄色素组成1933Kuhn乳清中得到了一种黄色结晶物

可促进大鼠生长其水溶液具有黄绿色的荧光1935Kuhn，Karrer分别合成

证明这两种不同来源的黄色素是一种物质

因其水溶液呈黄绿色荧光，故命名为核黄素

即维生素B2

6，7—甲基异咯嗪和核糖醇结合的化合物

核黄素在黄素蛋白中可存在两种辅酶形式

维生素B2和磷酸结合形成黄素单核苷酸

（f1avinemononucleotide，FMN）

FMN和一分子AMP缩合成黄素腺嘌呤二核苷酸简称FAD（flavineadeninedinucleotide）

FMN和FAD为黄酶（黄素蛋白）的辅酶

参与氧化还原反应

与糖、脂和氨基酸的代谢密切相关

大白鼠缺乏生长停止，皮肤干燥等

人缺乏出现口舌发炎（唇炎，舌炎）眼角膜炎等

豆类，苜蓿，动物的肝脏中含量丰富

酵母，鸡蛋，鱼，绿色蔬菜中也多

四、泛酸与辅酶A

泛酸,遍多酸、维生素B3

由α，γ-二羟基-β，β二甲基丁酸和β-丙氨酸脱水缩合而成

由于在自然界广泛分布，又是酸性物质而得名

商品泛酸为泛酸钙

酵母、蜂王浆、肝、肾、瘦肉和花生等组织中

人体肠道细菌可以合成，故一般不会缺乏

泛酸为淡黄色油状物，在中性条件下稳定

无臭味，但味道发苦

泛酸和巯基乙胺、3-磷酸-AMP缩合形成辅酶A

辅酶A是酰基转移酶的辅酶

乙酰辅酶A跟脂肪代谢和糖代谢关系

乙酰辅酶A是这些代谢的“终点”

五、烟酸、烟酰胺和NAD、NADP（VB5）

也称为维生素PP，是吡啶的衍生物

体内主要以烟酰胺形式存在

烟酸也称为菸酸或尼克酸

烟酰胺也称为菸酰胺或尼克酰胺

脱氢酶辅酶NAD（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）

NADP（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）

参与氧化还原反应，是重要的递氢体

在生理pH条件下，其吡啶N原子为五价，能接受电子转变为三价N原子，其对位C原子可加氢

NAD从代谢物上接受两个电子，一个质子，使另一个质子留在溶液中

动物可利用色氨酸合成烟酸

正常人体所需的烟酸绝大多数来自色氨酸

大多数蛋白质都含有色氨酸，一般食物中又富含烟酸，故正常人体一般不会缺乏

但以玉米和高梁为主食的地区易缺乏

因玉米中含色氨酸极少

高梁中虽不缺乏色氨酸，但亮氨酸含量高

NAD和NADP在体内的合成过程中需要喹啉酸核糖磷酸转移酶

亮氨酸可抑制喹啉酸核糖磷酸转移酶的活性，使色氨酸不能转变为烟酸

烟酸和色氨酸都缺乏时易患癞皮病

主要症状为：

裸露的皮肤上产生黑红色的斑点，并有口炎、舌炎、胃肠功能失常，导致腹泻等

肠结核病患者不能吸收膳食中的烟酸，易得癞皮病

治疗结核病的药物雷米封（即异烟肼），与烟酰胺结构类似；服药后，使结核菌不能利用烟酰胺，起到抗代谢的作用。

烟酸可维持神经系统的正常功能，人缺乏烟酸或烟酰胺，易头晕、抑郁等

给人注射维生素B5，可治疗精神紊乱症

但注射NAD或NADP无效

肉类、花生、酵母、米糠中含量丰富

游离的烟酸在小肠被吸收后可直接进行代谢

六、维生素B6及其辅酶

又名吡哆素

是吡啶的衍生物

有吡哆醛、吡哆胺和吡哆醇三种

在体内，维生素B6常以磷酸酯的形式存在

构成磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺和磷酸吡哆醇

磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是多种酶，如氨基酸转氨酶和氨基酸脱羧酶的辅酶，参与氨基酸的代谢

维生素B6充足时，谷氨酸脱羧酶活力强，产生较多的γ氨基丁酸，是重要的神经递质

缺乏维生素B6易导致神经系统功能异常。

人体肠道细菌可以合成维生素B6故一般不易缺乏

结核病患者长期服用异烟肼时，吡哆醛易与异烟肼结合生成异烟腙而使其失去活性，因此需同时补充VB6

另外，乙醇在体内氧化为乙醛，乙醛可促使磷酸吡哆醛的分解，故酗酒者易导致吡哆醛的缺乏。

维生素B6在动，植物界广泛分布，酵母、米糠、蛋黄、肉类等都含有丰富的维生素B6

七、生物素（维生素B7）

由一个噻吩环和一分子尿素结合而成

侧链上有一戊酸

在体内，生物素构成羧化酶的辅酶，参与二氧化碳的固定反应

生物素作为辅酶，与羧化酶的结合是通过酶分子中的赖氨酸残基

由于生物素在动、植物体内广泛存在，且肠道细菌可以合成，一般情况下不会缺乏

若较长时间吃生蛋清，会导致生物素缺乏

蛋清中含有抗生物素蛋白，能与生物素结合而使生物素成为不易被吸收的物质，动物缺乏生物素，变得消瘦，导致皮炎、脱毛、神经过敏等症状

韭菜、酵母、蛋黄、肝、肾等都含有丰富的生物素，

八、叶酸和四氢叶酸

叶酸也称为蝶酰谷氨酸

由2—氨基-4-羟基—6—甲基蝶吟、对氨基苯甲酸和谷氨酸三部分组成

叶酸首先从动物肝脏中分离到，后来发现绿叶中含量也很多，因此命名为叶酸

叶酸在体内可转变为四氢叶酸

四氢叶酸作为“一碳单位”的载体转移反应

充当一碳单位转移酶系统中的辅酶

四氢叶酸分子中的第5位和第10位N原子可携带一碳单位，通常在FH4前面标以N5或N10字样，表示其携带一碳单位的位置

蛋氨酸的合成，嘌呤及胸腺嘧啶核苷酸的合成等

缺乏，将影响多种物质如核苷酸的代谢，进而影响血细胞的形成，会导致贫血

叶酸在自然界分布较广，且人体肠道细菌可以合成叶酸，故一般不易缺乏

九、维生素B12和B12辅酶

结构复杂，分子中含金属离子钴

一般所指的VBl2是指分子中含有一个氰基（一CN），且与钴离子相连的氰钴胺素

肝脏，牛奶，肉类等含维生素B12较多

植物中不含有些微生物可以合成

人体肠道细菌也可以合成一部分。

维生素B12的吸收需要胃液中的内源因子的协助，内源因子是胃粘膜分泌的一种糖蛋白

内源因子缺乏，将导致B12吸收的障碍，产生恶性贫血等症状。

VBl2通常以辅酶的形式参加代谢

B12辅酶有：

15’-脱氧腺苷钴胺素，即分子中的-CN被5’-脱氧腺苷取代

5’-脱氧腺苷钴胺素是某些变位酶

如甲基丙二酸单酰辅酶A变位酶的辅酶

促进某些化合物的异构化作用

2甲基钴胺素（甲钴素），即氰基被甲基取代，是甲基转移酶的辅酶，促进甲基的转作用

促核酸和蛋白质的合成，促红细胞的合成

故缺乏维生素B12时，易导致贫血

3羟钴胺素，即氰基被羟基取代

十、硫辛酸

6，8—二硫辛酸

硫辛酸是α—酮酸氧化脱羧酶系的辅酶之一

起传递氢和转移酰基的作用

肝、酵母中含量多

CH--CH2—CH--（CH2）4--COOH

SS