生物化学维生素.ppt

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1、第四章,A,D,E,K,B1,B2,B6,B12,C,叶酸,生物素,泛酸,维生素PP,C,维 生 素 Vitamins,维生素的发现1881年Lunin指出，纯粹的谷类不能维持生命。19061912年，Hopkins用纯粹谷类饲鼠，发现鼠不能正常生长与繁殖，加牛奶可解决。1912年，Funk从米糠中提出维生素B1。现今已发现有30多种维生素，其中有14种维生素的结构和功能已清楚。,概 述,No,No,No,No,No,No,No,No,微量,调节物质代谢、促进生长发育和维持生理功能等。,【内容提要】,1维生素概述2脂溶性维生素A D E K 3水溶性维生素B 族 维生素C4维生素间协同作用与维

2、生素过量,来源化学性质生理作用缺乏症,1、维生素的概念 维持人体正常物质代谢和生理功能 的一类有机化合物。2、维生素的作用 以辅酶的方式参与体内代谢 调节物质代谢、促进生长发育 维持生理功能等发挥着重要作用,概 述,3、如果长期缺乏-维生素缺乏症 1）提供量不足(原发性)供给不足、烹调不当、贮存不当吸收不良 2）药物的影响 3）生理和病理需要量增多 4)排泄增多 5)吸收障碍:消化道疾病，酒精 6)食物加工过程中破坏 4、如果过量 可能造成中毒,概 述,维生素的命名,发现先后,维生素A,化学结构,视黄醇,生理功能,抗干眼病维生素,化学结构,视黄醇,5、维生素的分类,概 述,第一节脂溶性维生素,

3、A,D,E,K,脂溶性维生素,脂溶性维生素,维生素A维生素A又名视黄醇（retinol），有二种形式，VA2的生理活性仅为VA1的一半。,维生素A1,维生素A2,3-脱氢视黄醇,脂溶性维生素,维生素A维生素A主要存于动物性食物中，但有色植物中的-胡萝卜素即VA原含量丰富。,：（植物）,：（动物）,维生素可调节人体钙代谢,最新研究证实，在甲状旁腺、胰腺、垂体、胎盘及全身多个器官和组织中，都有钙化醇受体，利于钙化醇发挥广泛生理功能调节钙代谢，保持正常脑功能，改善肌肉强度，调节胶原生成，促进软骨蛋白聚糖合成调节内分泌系统、免疫系统有了足够的钙才能有效地发挥维生素的催化效果，达到增强骨质正常钙化的作用

4、。,典型的佝偻病症状,方颅、鸡胸、X型腿、O型腿、串珠肋、蒸笼头,脂溶性维生素,维生素D促进钙磷吸收，有利于新骨生成与钙化。主要是1，25-二羟胆钙化醇通过降钙素和甲状旁腺素行使调节钙、磷在体内的平衡。VD主要存在于肝、奶、蛋黄中。,儿童缺乏VD患佝偻病成人患骨质疏松病,脂溶性维生素,维生素E 维生素E与生育有关，故称生育酚。天然的VE共有八种，其中-生育酚的生理活性最强，但抗氧化能力却最弱。,维生素E的效用,1).延缓细胞因氧化而老化，保持青春容姿；2).供给体内氧气，使您更有耐久力；3).和维生素A一起作用，抵御大气污染，保护肺脏；4).防止血液凝固；5).是局部外伤的外用药(可透过皮肤被

5、吸收)和内服药，皆可防止留下疤痕；6).加速灼伤的康复；7).以利尿剂的作用来降低血压；8).防止流产；9).有助于减轻腿抽筋和手足僵硬的状况；10).降低患缺血性心脏病的机会。,缺乏症,雄鼠睾丸萎缩、不产生精子；雌鼠流产贫血、脑萎缩、脑软化、神经退行性病变,脂溶性维生素,维生素K促进凝血功能（凝血维生素），天然的有K1和K2二种。K1（绿色植物、动物肝脏）K2（人体肠道细菌代谢产物）,脂溶性维生素,维生素K血液凝固关键是凝血酶原变成凝血酶，需要Ca2+参与，而结合Ca2+则必需肽链上要有-羧基谷氨酸结构。VK是蛋白质中谷氨酰羧化的辅助因子VK主要功能是促进肝脏合成凝血酶原（即凝血因子II）,

6、脂溶性维生素,维生素K 一般情况下人体不会缺乏VK，因为它在绿色植物中分布很广，且人体肠道细菌能合成。但过量使用抗生素可能会导致人体缺乏VK，引起血液凝固时间延长，脂肪吸收困难等症状。,第二节水溶性维生素,.,水溶性维生素,维生素B1VB1又称硫胺素，由一个噻唑环和嘧啶环组成。在生物体内主要以焦磷酸硫胺素（TPP）形式存在。,2.焦磷酸硫胺素（TPP）的产生,参与糖代谢,体内活性形式,.,Wet Beri-Beri,湿性脚气病腿部广泛性水肿,维生素 B1(硫胺素 thiamine),食物来源：*粮谷类、豆类、坚果类*瘦肉、蛋类*绿色蔬菜,水溶性维生素,维生素B2,接受H,水溶性维生素,维生素B

7、2VB2又称核黄素，是核醇与7，8-二甲基异咯嗪的缩合物。在生物体内的氧化还原过程中起传递H的作用。在体内主要以黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）形式存在，与生物体内一些氧化还原蛋白（黄素蛋白）结合牢固，是其辅基。,维生素 B2,缺乏症：口角炎、唇炎、舌炎、脂溢性皮炎阴囊炎,食物来源,动物性食物（肝、肾、心多）真菌类紫菜奶类蛋类,水溶性维生素,TPP主要涉及到糖代谢中羰基碳（醛和酮）合成与裂解反应的辅酶。特别是-酮酸的脱羧和-羟酮的形成与裂解都依赖于TPP。,水溶性维生素,维生素PP,NAD+或NADP+参加二个电子的转移反应,皮炎dermatitis 腹泻diarrhea

8、痴呆dementia,Pellagra,（五）维生素 PP(烟酸niacin),食物来源：豆类、粮食、肝脏、肾、瘦肉、鱼、酵母、蘑菇色氨酸在体内合成烟酸：60mg色氨酸=1mg烟酸,水溶性维生素,维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺 磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺是其活性形式，是氨基酸代谢中多种酶的辅酶，如转氨酶。,水溶性维生素,维生素B6和磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺,吡哆醛,吡哆醇,吡哆胺,磷酸吡哆醛,磷酸吡哆胺,水溶性维生素,磷酸吡哆醛（PLP）主要涉及的氨酸酸反应有 转氨反应：,-脱羧反应：,水溶性维生素,转醛亚胺作用,-脱羧作用中间物,-脱羧作用中间物,转氨作用中间物,-消除作用中间物,-消除 消旋

9、 羟醛反应中间物,水溶性维生素,泛酸与辅酶A 泛酸又名遍多酸，是由-丙氨酸和,-二羟基,-二甲基丁酸缩合而成的有机酸。辅酶A（CoASH）是泛酸的主要活性形式，是由3,5-ADP以磷酸酐键连接4-磷酸泛酰巯基乙胺而成。泛酸的另一种活性形式是酰基载体蛋白（ACP），它是4-磷酸泛酰巯基乙胺以共价键与蛋白质丝氨酸相连。ACP与脂肪酸合成密切相关，CoASH则主要起传递酰基作用，是各种酰化反应的辅酶。,水溶性维生素,生物素VH 生物素:由噻吩环和尿素结合成的双环化合物。其主要生物功能是在各种酶促羧化反应中作为活动羧基载体。生物素作为辅基通过蛋白质的Lys的-NH2共价连接到酶蛋白上。,水溶性维生素,

10、生物素VH,水溶性维生素,生物素VH生物功能：依赖ATP的羧化反应的羧化酶辅基。,Lactate and Pyruvate Metabolism,Acetyl-CoA Carboxylase,Pyruvate Carboxylase,丙酮酸羧化酶,乙酰辅酶A羧化酶,水溶性维生素,生物素VH生物功能：依赖ATP的羧化反应的羧化酶辅基。,甲基巴豆酰CoA羧化酶,Methylcrotonyl-CoA Carboxylase,甲基戊烯二酸单酰CoA,水溶性维生素,生物素 生物素来源广泛，肝、肾、蛋黄、酵母、蔬菜和谷物中均含有。肠道细菌也能合成供人体需要，一般很少缺乏。但过量使用抗生素也能会破坏肠道菌群

11、，而引起生物素缺乏。,水溶性维生素,叶酸和四氢叶酸 叶酸又称喋酰谷氨酸，由2-氨基-4-羟基-6-甲基喋啶、对氨基苯甲酸、L-谷氨酸三部分组成。,水溶性维生素,叶酸和四氢叶酸：FTHF,C1单位连接在THF的N5N10上,水溶性维生素,叶酸和四氢叶酸：THF携带的C1基团,水溶性维生素,叶酸和四氢叶酸：脱氧胸苷一磷酸合成,水溶性维生素,叶酸和四氢叶酸：叶酸与核酸合成相关，当缺乏时DNA合成受抑制，骨髓巨红细胞中DNA合成减少，细胞分裂速率下降，细胞体积较大，未成熟前便破裂造成贫血，称巨红细胞性贫血。氨甲蝶呤及其类似物是二氢叶酸还原酶的竞争性抑制剂，可以阻断肿瘤细胞中四氢叶酸的合成，从而阻止肿瘤

12、细胞核酸的合成，即肿瘤细胞不能生长。但这类药物对正常细胞也有毒性，故只用于短期治疗。人体肠道细菌也可合成叶酸，一般不会缺乏。,水溶性维生素,维生素B12及其辅酶 VB12或称氰钴胺素，是唯一含金属元素的维生素，在体内转变成二种辅酶形式：5-脱氧腺苷钴胺素和甲基钴胺素。VB12主要参与体内的三种反应：分子内重排、核苷酸还原成脱氧核苷酸、甲基转移。其中甲基转移是通过甲基钴胺素来完成的。,水溶性维生素,维生素B12及其辅酶 VB12的功能：,分子内重排,核苷酸还原,水溶性维生素,维生素B12及其辅酶 VB12的功能：,甲基转移,水溶性维生素,维生素B12及其辅酶 VB12参与DNA的合成，对红细胞的

13、成熟很重要，当缺少VB12时，巨红细胞中DNA合成受阻，影响了细胞分裂分化成红细胞，引起恶性贫血。VB12广泛存在于动物性食物中，人和动物的肠道细菌能合成，故一般不会缺乏。,Metabolic Pathways with the B Vitamins,水溶性维生素,维生素C 又名抗坏血酸，是含6个碳的多羟基酸性化合物，其在生物体内主要作为电子载体起作用。,-,水溶性维生素,维生素C生物功能参与体内的氧化还原反应：如保持SH基酶的活性、恢复Hb的输送氧功能、促进肠道内Fe的吸收、保护VE、VA、VB免遭氧化等；参与体内多种羟化反应：如促进胶原蛋白的合成、维护胆固醇正常代谢、维护氨基酸代谢等；其它

14、功能：如防止贫血、刺激免疫系统增加机体抵抗力 维持牙齿、骨骼、血压的正常功能阻断亚硝胺在体内合成*具有较强的还原性,水溶性维生素,维生素C生物功能（具有较强的还原性）,Vit C(还原态),Vit C(氧化态),GSSG,2GSH,不饱和脂肪酸,脂质过氧化物,谷胱甘肽还原酶,谷胱甘肽过氧化物酶,VC与谷胱甘肽氧化还原反应,维生素C缺乏症：*坏血病 毛细血管脆性增加；牙龈肿胀、出血、萎缩；鼻衄、月经过多；骨钙化不正常及伤口愈合缓慢；,维生素C(抗坏血酸,ascorbic acid),Vitamin C Deficiency Signs,Vitamin CDeficiency Symptoms:S

15、corbutic Gums,Pinpoint Bleeding in Scurvy,食物来源(Food Sources of Vitamin C),When dietitians say“vitamin C,”people think“oranges.”,海鲜+维生素C=砒霜,美国芝加哥大学的研究人员通过实验发现，虾等软壳类食物含有大量浓度较高的五钾砷化合物。这种物质食入体内，本身对人体并无毒害作用，但是，在服用“维生素c”之后，由于化学作用，使原来无毒的砷酸酐转变为有毒的亚砷酸酐，这就是人们俗称的砒霜！,水溶性维生素,硫辛酸：硫辛酸是一个含有二个SH基（还原态）或一个S-S（氧化态）的八碳羧

16、酸。它主要通过Lys的-NH2与酶分子以酰胺键相连。,水溶性维生素,硫辛酸：硫辛酸主要作为酰基载体，参与糖代谢、脂肪酸代谢等。,丙酮酸脱氢酶系,丙酮酸脱氢酶二氢硫辛酸转乙酰酶二氢硫辛酸脱氢酶,维生素的缺乏与过量中毒,缺乏的原因：食物的保存、加工与烹调不当造成维生素被过量破坏；不良的饮食习惯如偏食等造成维生素的摄入不足；某些疾病导致维生素的大量被消耗或肠胃道疾病造成维生素的吸收障碍；当需要量增加而摄入量没有相应增加不同的药物和治疗手段对维生素的额外需求,当摄入量达到某一数值时，人们将没有发生该维生素缺乏症的危险，该数值被称为该维生素的RDA值（recommended daily amounts）

17、。RDA值而且因人而异。经过人工提纯而被高度浓缩的维生素制剂服用过量，就有可能造成积累，进而导致中毒症。,维生素的缺乏与过量中毒,孕妇长时间大量服用维生素C，将诱导体内抗坏血酸氧化酶的合成，使胎儿体内该酶活性升高，增加胎儿出生后患坏血病的可能。过量的维生素C将增加患各种结石症的可能性。,维生素的缺乏与过量中毒,维生素的协同作用,各种维生素在被吸收、体内转化以及在发挥作用的过程中，不是孤立的。它们之间常呈现相互依赖和影响的关系，被称为协同作用。,一、吸收时的协同如维生素E可以保护维生素C、B1、A；-胡萝卜素可以保护维生素C；维生素C对维生素A、E及部分B族维生素维生素D能促进维生素A的吸收。在

18、B族维生素之间的协同作用，维生素B6能帮助B12的吸收，维生素B1B2B6的比例为111时，被认为它们各有最佳的吸收率。,维生素的协同作用,二、功能的协同维生素A在维生素E存在时，其功能有较大的增强；维生素C对维生素E的功效加强更加明显；维生素B6将减少维生素C过量所造成的副作用协同作用在维生素与无机盐、微量元素之间也存在，并日益显示其重要性。这些都提示我们，在补充维生素时，宜使用合理搭配的组合维生素。尤其是B族维生素被复合后，比单一维生素B的效果要好得多。,维生素的协同作用,组成辅酶是B族维生素重要生理功能,维生素 组成的辅酶B1 TPPB2 FMN,FADB6 磷酸吡哆醛，磷酸吡哆胺PP NAD，NADP生物素 生物素 泛酸 辅酶A(CoASH)硫辛酸 二硫辛酸叶酸 四氢叶酸,