生物化学课件ppt（生物工程类）之第四章维生素和辅酶

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1、Chapter4维生素和辅酶Section1维生素概述一、概念：维生素是活细胞为维持正常的生理功能而必需的天然有机物质,若缺少它们，就会影响生物正常的生命活动，使其不能正常生长，甚至发生疾病。大多数维生素是通过辅酶或辅基的形式参与生物体内的酶促反应体系。二、维生素的种类根据其溶解性质分为二大类：脂溶性维生素包括A、D、E、K等；水溶性维生素主要有维生素B族(包括B1、B2、烟酰胺、泛酸、生物素、叶酸、B12等)和维生素C.水溶性维生素维生素与辅酶关系密切，为本章讲授的主要内容。Section2.水溶性维生

2、素和辅酶一、维生素B1和焦磷酸硫胺素在生物体内，Vit.B1并不具有生物活性，只有当它转变成硫胺素的焦磷酸酯，即焦磷酸硫胺素(TPP)后才具有生物活性。TPP在涉及醛基转移的反应中，作为辅酶起重要作用。例如，α-酮酸的脱羧反应；转酮醇反应等都要TPP作为辅酶参与。维生素B1和焦磷酸硫胺素的结构以及作用机制示于图4-1。此外在丙酮酸脱氢酶复合物和转酮醇酶催化反应中涉及。当VitB1缺乏时，糖代谢受阻，丙酮酸积累，使病人血、尿、脑组织中丙酮酸含量升高，出现多发性神经炎、皮肤麻木、心力衰竭、四肢无力、肌肉萎缩、

3、下肢浮肿等症状，临床上称为脚气病。二、维生素B2和黄素辅酶维生素B2又称核黄素，在体内是以黄素单核苷酸(flavinmononucleotide,FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(flavinadeninedinucleotide,FAD)的形式存在(图4-2)，是生物体内黄素脱氢酶的辅酶或辅基。黄素脱氢酶催化细胞内许多可逆和不可逆的氧化还原反应，辅酶的异咯嗪部分接受或供出一个或二个电子(图4-3)。。VitB2以FAD&FMN的形式广泛参与生物体内的各种氧化还原反应，能促进糖、脂肪和蛋白质的代谢，促进生物氧

4、化。缺乏时组织呼吸减弱，代谢强度降低。主要症状是口角炎、舌炎、视网膜炎等。三、泛酸(VitB3)&辅酶A泛酸(pantothenicacid)又称遍多酸，因在自然界分布广泛而得名。泛酸是某些微生物所必需的，人体肠道中的细菌可合成，故一般不缺乏。泛酸由二羟基二甲茎基丁酸和β-丙氨酸组成。泛酸是辅酶A(coenzymeA，CoA或CoA-SH)和4’-磷酸泛酰巯基乙胺的组成部分。CoA由等摩尔的泛酸、具3'磷酸基的ADP、氨基乙硫醇（图4-4）。CoA-SH主要起传递酰基(acylgroup)的作用。在其分子

5、中，-SH可接受或供出酰基。所以CoA-SH与各种酰化反应关系密切，是各种酰化反应的辅酶。酰基辅酶A的形成：R-C-OOH—+HS-CoA←→R-CO-S-CoA酰基的转移：R-CO-S-CoA+底物←→R-CO-底物+HS-CoA4‘-磷酸泛酰巯基乙胺是脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基，与脂酸生物合成有关.泛酸以辅酶的形式参与糖、脂和蛋白质的代谢。例如在糖代谢中，丙酮酸氧化脱羧后，必须转变成乙酰CoA才能进入三羧酸循环进一步被氧化。四、烟酰胺&辅酶NAD+及NADP+烟酰胺(niacinamideorni

6、cotinamide)，又称为Vit.pp，曾称为抗癞皮病维生素。在生物体内，烟酸可转变成烟酰胺。烟酰胺是生物体内辅酶NAD＋&NADP＋的组成部分（图4-5）。NAD＋称作烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nicotinamideadeninedinucleotide)，又称为辅酶Ⅰ(CoⅠ)，NADP＋称作烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，又称为辅酶Ⅱ(CoⅡ)。二者都是脱氢酶的辅酶，在氧化还原反应中起传递氢和电子的作用。NAD＋常和产生能量的分解反应有关，是大多数脱氢酶的辅酶；NADPH则较多地和还原性的合成反应有关。

7、NAD＋&NADP＋在氧化还原反应中的功能部位在烟酰胺上，其传递氢和电子的机制如图4-6所示。NAD(P)＋+2H＋+2e－←→NAD(P)H+H＋五、维生素B6&转氨辅酶维生素B6包括呲哆醇、呲哆醛、呲哆胺等结构类似物，是呲啶的衍生物。Vit.B6在生物体内皆以磷酸酯的形式存在。参加代谢反应的主要是磷酸呲哆醛&磷酸呲哆胺（图4-7）。需要磷酸呲哆醛作为辅酶的酶对氨基酸代谢是特别重要的，它们催化几种不同类型的反应，例如.转氨作用、脱羧作用和消旋作用等。作为辅酶，磷酸呲哆醛以希夫式碱(schiff-base

8、，＝C＝N-)的形式同酶蛋白的赖氨酸残基上的ε-氨基共价相连（图4-7）。在转氨酶催化的反应中,磷酸呲哆醛参与转氨基反应的机制如图4-8所示。转氨酶催化反应实质是将一个氨基酸上的α-氨基转移到一个相应的酮酸上,生成新的α-氨基酸和一个新的酮酸：六、生物素(Vit.B7)&生物素羧基载体蛋白生物素(biotin)是由噻唑环和尿素结合成的双环化合物，侧链上有一个戊酸基（图4-9a）。生物素作为辅酶行使功能必须通过其侧链上的羧基同它