第六章维生素.docx

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第六章维生素

第六章维生素

⏹第一节   概论

⏹第二节   脂溶性维生素

⏹第三节   水溶性维生素

⏹第四节   作为辅酶的金属离子

第一节   概论

⏹一、维生素的概念：

⏹维生素是维持生物正常生命过程所必需的一类有机物质，需要量很少，但对维持健康十分重要。

⏹二、维生素的发现

⏹人们对维生素的认识来源于医学和科学实践。

⏹1、唐代医学家，孙思邈，动物肝治夜盲症，谷皮汤治脚气病。

⏹2、1886，荷兰医生，艾克曼，米壳，保护因素——神经类。

⏹研究亚洲流行脚气病，企图找到引起该病细菌，未成功。

⏹1890，他实验鸡群中爆发了多发性神经炎，表现与脚气病相似。

⏹1897，他证明该病是由于白米喂养而引起的，将丢弃的米糠放回饲料可治愈。

⏹3、英国霍普金斯，正常膳食除蛋白，脂类，糖类,还有必须的食物辅助因素。

⏹4、英国化学家门德尔和奥斯本发现，脂溶性维生素A，水溶性维生素B。

三、维生素的分类

⏹维生素都是小分子有机化合物，它们在化学结构上无共同性。

有脂肪族，芳香族，脂环族，杂环和甾类化合物等。

⏹通常根据溶解度，可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。

⏹前者溶于脂肪，有A、D、E、K。

后者有B、C两小类。

第二节   脂溶性维生素

⏹一、维生素A族：

包括A1和A2两种。

（一）来源：

动物性食物中，鱼肝油中含量最多。

维生素A1：

存在于咸水鱼的肝脏;

奶类、蛋类和肉类亦含有维生素A1。

维生素A2：

存在于淡水鱼的肝脏。

⏹动物性食物还含有维生素A原，即-胡萝卜素。

⏹植物性食物，不含维生素A，仅含-胡萝卜素。

一切有色蔬菜都含有-胡萝卜素。

⏹-胡萝卜素在动物肠粘膜内可转化为维生素A。

（二）、结构：

⏹维生素A1和A2皆为含—白芷酮环的不饱和一元醇。

⏹维生素A原（-胡萝卜素）：

-胡萝卜素含有两个白芷酮环和一个C18不饱和链。

⏹1分子-胡萝卜素在人体经一种氧化酶和脱氢酶的相继作用可变成2分子维生素A。

（三）功能：

⏹1、维生素A与上皮组织结构的关系：

⏹能促进上皮细胞的再生，有加速伤口愈合和促进骨骼和牙釉形成的作用。

2、维生素A与正常视觉的关系：

⏹缺乏维生素A可引起夜盲症

二、维生素D族：

⏹

（一）来源：

植物体内不含维生素D，动物体内才含有，鱼肝油含量丰富；蛋黄、牛奶、肝、肾、脑、皮肤组织都含有维生素D。

⏹动植物组织含有可转化为维生素的固醇类物质称维生素D原，经紫外光照射可转化为维生素D。

⏹用紫外光照射维生素D原制造维生素D，波长与照射时限必须适度，则会产生毒固醇与过感光固醇。

⏹这些物质不但没有的生理功能，反而对人体有害。

⏹

（二）结构:

⏹固醇类（甾类），环戊烷多氢菲衍生物（核心结构）甾醇衍生物。

（三）功能

⏹与钙、磷代谢有关，维持血液钙、磷浓度正常，从而促进钙化，使牙齿、骨骼正常发育。

⏹维生素D促进钙质吸收的作用，进而促进钙化。

⏹血浆中磷酸离子及钙离子浓度的乘积超过溶解度积数时，即产生磷酸钙沉积的钙化现象。

⏹维生素D促进钙质吸收作用机制：

⏹钙质同小肠黏膜细胞的钙结合蛋白结合，通过小肠黏膜细胞被转运到血液，维生素D能通过对RNA的影响诱导钙结合蛋白的合成，故能促进钙的吸收。

⏹血浆中的钙离子还有促进血液凝固及维持神经肌肉正常敏感性的作用。

缺乏钙质的人和动物血液不能凝固，神经易受刺激。

VD能保持血钙的正常含量，间接有保护神经系统和防止失血的功能。

三、维生素E（生育酚）

（一）来源：

来源甚广，尤其是麦胚油、玉米油、花生油及棉子油含量较多。

此外，蛋黄、牛奶、水果、莴苣叶等都含有。

⏹植物的绿叶组织能合成VE；

⏹动物不能合成VE，动物组织中的VE是从食物中取得的。

⏹

（二）结构：

⏹苯骈二氢吡喃的衍生物。

（三）功能

⏹

（1）有效的抗氧剂：

保护生物膜的结构和功能，清除自由基。

⏹维生素E极易氧化而保护其它物质不被氧化。

是动物和人体中最有效的抗氧剂。

它能对抗生物膜磷脂中不饱和脂肪酸的过氧化反应，因而避免脂质中过氧化物的产生，保护生物膜的结构和功能。

⏹机体代谢不断产生自由基.OH,O2.-（超氧离子），ROO.（过氧化物）等，维生素E捕捉自由基使苯骈吡喃环上酚基失去一个氢原子而形成生育酚自由基，生育酚自由基又可进一步与另一个自由基反应生成非自由基产物—生育醌。

⏹

（2）促进血红素合成：

提高ALA合成酶

⏹ALA脱水酶的活性

⏹维生素E能提高血红素合成过程中关键酶δ-氨基-γ-酮戊酸（ALA）合成酶和ALA脱水酶活性，从而促进血红素的合成。

研究证明，当人体血浆维生素E水平低时，红细胞增加氧化性溶血。

若供给维生素E可以延长红细胞的寿命，这是由于维生素E具有抗氧化剂的功能，保护了红细胞膜不饱和脂肪酸免于氧化破坏，因而防止了红细胞破裂而造成溶血。

⏹（3）与动物生殖有关

⏹动物缺乏维生素E其生殖器官受损而不育。

⏹临床上常用维生素E来治疗先兆流产或习惯性流产。

四、维生素K

⏹1、来源：

⏹绿色植物如苜蓿和菠菜含量丰富。

人和哺乳动物肠内大肠杆菌可以合成。

⏹3、功能：

⏹与血液凝固有关，促进凝血酶原合成，是催化凝血酶原上谷氨酰羧化反应的酶的辅酶。

第三节  水溶性维生素

⏹水溶性维生素包括维生素B族，硫辛酸和维生素C。

⏹属于维生素B族的主要有维生素B1、B2、PP、B6、泛酸、生物素、叶酸及B12等。

一、维生素B1和硫胺素焦磷酸

⏹1、来源:

⏹酵母中含VB1最多。

⏹蔬菜和水果所含的VB1量很少。

⏹酵母、某些细菌和高等植物能合成VB1。

⏹在动物和酵母体中，VB1主要以焦磷酸硫胺素（TPP）形式存在。

⏹在高等植物体中都有自由VB1存在。

2、结构

⏹含有嘧啶环和噻唑环，二者间有一-CH2-。

⏹由2-甲基-4-氨基嘧啶同一个噻唑衍生物（4-甲基-5-β-羟-乙基噻唑）经一个亚甲基连接而成。

3、功能

⏹

（1）以辅酶的方式参加糖的分解代谢

⏹硫胺素的衍生物TPP涉及到糖代谢中醛和酮的合成与裂解反应。

如TPP是脱羧酶、丙酮酸脱氢酶系和α-酮戊二酸脱氢酶系的辅酶。

⏹

（2）促进年幼动物的发育

⏹VB1对幼小动物发育的影响较VA尤为显著，因其能促进食欲，增加食物的摄取。

⏹（3）VB1还有保护神经系统的作用

⏹几种神经炎症，如缺乏VB1引起脚气病、神经炎症等。

⏹（4）VB1可抑制胆碱酶的活性

⏹当VB1缺乏时，该酶活性升高，乙酰胆碱水解加速，使神经传导受到影响，造成胃肠蠕动缓慢，消化液分泌减少，食欲不振，消化不良等消化症状。

二、维生素PP和烟酰胺辅酶

⏹维生素PP包括烟酸和烟酰胺，又称抗癞皮病维生素。

⏹1、来源：

⏹烟酸和烟酰胺的分布都很广，以酵母、肝脏、瘦肉、牛乳、花生、黄豆等含量较多；谷类皮层及胚芽中含量亦丰富；

⏹动物肠内有细菌可以从色氨酸合成烟酸和烟酰胺。

⏹2、结构：

烟酸及烟酰胺皆为吡啶衍生物。

烟酸为吡啶-3-羧酸，烟酰胺为烟酸的酰胺，它们结构式为：

3、功能：

⏹

（1）作为辅酶成分参加代谢：

⏹烟酰胺是NAD及NADP的主要成分。

而NAD和NADP为脱氢酶辅酶，是生物氧化过程中不可缺少的递H体。

⏹烟酰胺的活性形式是其辅酶形式。

⏹烟酰胺辅酶是电子载体，NAD+NADP+氧化途径（分解代谢）中是电子受体，NAD（P）H是电子供体。

吡啶环C4位是反应中心。

⏹依赖于NAD+NADP+脱氢酶至少催化6种类型的反应：

⏹

（2）维持神经系统组织的健康：

⏹对中枢神经及交感神经系统有维护作用，缺乏的人和动物，常产生神经系统和精神紊乱。

⏹（3）烟酸和烟酰胺可以促进微生物的生长（乳酸菌、白喉杆菌、痢疾杆菌等）生长。

三、维生素B2和黄素辅酶

⏹1、来源：

⏹酵母、肝脏、乳类、瘦肉、蛋黄、花生、糙米、全粒小麦、黄豆等含量较多，蔬菜及水果也含有。

⏹人体不能合成VB2，植物和某些微生物能合成。

2、结构

⏹由异咯嗪与核糖醇所组成，分子结构如下：

3、功能

⏹

（1）催化反应：

作为氧化还原酶的辅酶促进代谢。

⏹

（2）代谢功能：

对糖、脂和氨基酸的代谢都有重要作用。

维持皮肤，黏膜和视觉机能。

⏹（3）促进发育：

VB2为动物的发育及许多微生物生长的必需因素。

四、维生素B3（泛酸）和辅酶A

⏹1、来源

⏹广泛分布于动植物组织中。

肝、肾、蛋、瘦肉、脱脂奶、糖浆、豌豆、菜花、花生、心芋等的泛酸含量都较为丰富。

⏹肠细菌及植物能合成泛酸，哺乳类不能。

2、结构

⏹丁酰衍生物，是β-丙氨酸与α、γ-二羟-β-二甲基丁酸结合而成的化合物。

分子结构有一肽键：

3、功能

⏹是以CoA形式参加代谢。

⏹CoA是酰基载体，是体内酰化酶的辅酶，对糖、脂和蛋白质代谢过程中的乙酰基转移皆有重要作用。

⏹酰基载体蛋白（ACP）与脂肪酸的合成密切相关。

五、维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺

⏹B6包括吡哆醇、吡哆醛和吡哆胺3种化合物。

⏹1、来源：

⏹分布较广，酵母、肝脏、肉、谷粒、鱼、蛋、豆类及花生中含量都较多。

⏹动物组织中以吡哆醛和吡哆胺形式存在。

⏹植物组织多以吡哆醛形式存在。

⏹维生素B6在体内以磷酸酯形式存在。

⏹磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是其活性形式，是AA代谢中多种酶的辅酶。

⏹磷酸吡哆醛（PLP）在生理条件存在两种互变异构形式：

3、功能

⏹

（1）PLP参加催化涉及氨基酸的各种反应。

包括转氨反应、α、β脱羧作用，β、γ消除作用，消旋作用和羟醛反应。

⏹催化作用机制：

同氨基酸的α—氨基形成Schiff碱；起一种有效电子减弱，稳定反应中间物的作用。

，

⏹

（2）不饱和脂肪酸的代谢需VB6。

⏹（3）吡哆醛磷酸还可以促进AA和K+进入细胞的速度。

六、维生素B12（氰钴胺素）及其辅酶（辅酶B12）：

⏹1、来源：

⏹肝脏为B12的最好来源，其次为奶、肉、蛋、鱼、蚌、心、肾等，植物不含维生素B12。

⏹天然维生素B12是与蛋白质结合存在的，在吸收前，须经热或蛋白水解酶分解成自由型才能被吸收。

⏹自然界中只有微生物能合成B12，动物组织中B12部分是从食物得来，部分是肠道中的微生物合成的，例如人和动物肠道细菌就能合成B12。

⏹2、结构：

由类似于卟啉的咕啉核和一个“核苷酸”及一个氨基异丙醇3部分组成。

⏹结构如图：

3、功能：

⏹

（1）B12辅酶参与的反应：

⏹A、分子内重排，

⏹B、核苷酸还原脱氧核苷酸，

⏹C、甲基转移

⏹

（2）VB12参与DNA的合成，对上皮组织细胞的新生，神经系统髓磷脂的正常和红细胞的产生等都极其重要。

⏹当缺乏VB12时，巨红细胞中DNA合成受到障碍，影响了细胞分裂，不能分化成红细胞，易引起恶性贫血。

七、维生素B7（生物素、维生素H）

⏹1、来源：

⏹分布于动植物组织中，一部分游离存在，大部分同蛋白质结合。

⏹许多生物都能自身合成生物素，牛、羊的合成力最强，大部分肠道中的细菌也能合成部分生物素。

⏹2、结构：

⏹生物素为含硫维生素，其结构可视为由尿素和噻吩环结合而成，并有一个C5酸支链。

⏹生物素作为辅基通过蛋白质上赖氨酸上的ε----氨基结合到酶上。

⏹3、功能：

⏹多种羧化酶的辅酶，作为活动载体在CO2固定反应中起着重要作用。

⏹机制：

CO2与生物素的结合，再转给适当的受体，生物素起CO2载体的作用。

八、维生素B11（叶酸）和四氢叶酸

⏹1、来源：

⏹叶酸的分布较广，绿叶、肝、肾、菜花、酵母中含量较多，其次为牛肉、麦粒。

⏹叶酸分子是蝶啶、对氨基苯甲酸与L-谷氨酸连接而成，其结构式如下：

3、功能

⏹

（1）叶酸是除CO2以外所有氧化水平碳原子一碳单位载体，是重要的供体和受体，主要携带甲醛、甲酸。

四氢叶酸是其活性辅酶形式，称为辅酶F（CoF）,是通过二氢叶酸还原酶连续还原而成。

⏹缺乏：

巨红细胞性贫血。

⏹由于叶酸与核酸合成有关，当叶酸缺乏时，DNA合成受抑制。

骨髓巨红细胞DNA合成减少，细胞分裂速度降低，细胞体积增大，细胞核内染色质疏松。

这种红细胞在骨髓内成熟前就破坏，称为巨红细胞贫血，临床上用叶酸治疗。

3、功能

是一种酰基载体，存在于丙酮酸脱氢酶系和α-酮戊二酸脱氢酶系，涉及糖代谢的两种多酶复合体。

硫辛酸在α-酮酸氧化作用和脱羧作用时行使偶联酰基转移和电子转移的功能。

十、维生素C：

⏹1、来源：

⏹新鲜水果及蔬菜。

水果中含量最多的首推橙类，其中包括柠檬、橘子及橙子等。

⏹此外，番茄也很多。

⏹蔬菜中以辣椒含量最丰富，每100g辣椒中含量可达200mg。

⏹此外，胡萝卜、甘蓝、萝卜以及绿叶菜和嫩芽中的含量都相当多。

⏹野生植物中毛梨（刺梨）、槐花及醋柳含VC亦很丰富。

⏹2、结构：

己糖衍生物，烯醇式己糖酸内酯。

⏹有L-及D-型两种异构体，只有L型有功效，还原型和氧化型都有功效。

3、功能：

⏹1）维生素C参与体内的氧化还原反应

⏹①保持巯基酶的活性和谷胱甘肽的还原态，起解毒作用。

如可消除过氧化物对细胞膜的损伤。

可对重金属起解毒作用。

⏹②与红细胞的氧化还原过程有密切关系

⏹红细胞中Vc可直接还原高铁血红蛋白成为血红蛋白，恢复其运氧能力。

⏹③能促进肠道内铁的吸收

⏹因为Vc能使难以吸收三价铁还原成二价铁，还能使血浆中的运铁蛋白中的三价铁还原成肝脏铁蛋白的二价铁。

⏹④保护维生素A、B、E免受氧化，促进叶酸转变成有生理活性的四氢叶酸。

⏹2）参与体内的各种羟化反应

⏹①促进胶原蛋白的生成：

⏹胶原蛋白合成时，多肽链中脯氨酸赖氨酸残基需在羟化酶的作用下成为羟脯氨酸和羟赖氨酸。

⏹VC是羟化酶维持活性所必需的辅因子之一。

⏹②VC在糖代谢、脂代谢、胆固醇等的代谢过程中也起着重要作用。

⏹eg：

缺乏VC可能影响胆固醇羟基化，使其不能变成胆酸排出体外。

⏹③VC参与芳香族氨基酸的代谢。

⏹L—酪氨酸酶—依赖VC尿黑酸

⏹（3）维生素C的其它功能：

⏹①防止贫血和若干转运金属离子的毒性

⏹②可以改善变态反应

⏹③刺激免疫系统。

第四节、作为辅酶的金属离子

⏹

（一）概论：

⏹大量元素：

钙、镁、钠、钾、磷、硫和氯，

⏹一种以上的功能。

⏹微量元素：

铁、硅、铜、锌、硒、锡、镍、铬、钒、氟、锰、砷、钴、碘、钼，

⏹起辅因子和辅酶的作用。

⏹金属离子通过使底物直接结合到活性部位或间接的使酶的结构保持在适合于结合的特殊构象下来维持催化活性。

⏹

（二）金属酶类和金属激活酶类

⏹金属酶类：

酶与金属结合紧密加入游离的金属离子活性不增加

⏹金属激活酶类：

金属处于酶表面的结合基团平衡中，酶位点、受体结合的金属和底物之间的比例是1：

1：

1。

⏹特点：

酶纯化时金属离子易失去，加入金属离子酶才有活性。

⏹（三）含铁的酶类

⏹1、含血红素辅基的酶：

如细胞色素氧化酶、过氧化物酶，通过价键的变化传递电子。

⏹2、铁硫酶，没有血红素辅基，如铁氧还蛋白（叶绿体）、铁-硫酶（线粒体）

⏹（四）含铜的酶类

⏹该酶类属于羟化酶类和氧化酶类

⏹（五）含锌的酶类

⏹六大类酶中都有锌，锌没有氧化还原能力，常存在于酶的活性部位，在酶和底物之间起桥梁作用。

⏹（六）其它的金属酶类

⏹1、与锰结合的酶类：

精氨酸酶、鸡肝丙酮酸脱羧酶等。

⏹2、与钼和钒结合的酶类：

黄嘌呤氧化酶，

⏹3、其它：

硒，谷胱甘肽氧化酶